一種連續周擺震擊工具的製作方法

2023-08-02 04:24:31 1

本發明涉及一種石油天然氣行業中打撈作業鑽柱解卡用的連續周擺震擊工具。

背景技術：

在石油天然氣行業，油氣藏開發過程張由於鑽柱、油管柱斷裂等情況造成落魚掉落井底的事故時有發生。在發生此類落魚事故的情況下，會阻礙正常的開發作業流程，甚至造成更為嚴重的衍生事故，造成巨大的經濟損失，因此必須即時對此類落魚事故進行處理，常規來講最為簡單有效的處理方式即為打撈作業。

打撈作業的常規手段是利用撈矛、撈筒等打撈工具抓住落魚後，上提打撈管柱回收落魚，完成打撈作業的處理。然而，落魚卡在井下的情況時有發生，這就造成打撈工具抓住落魚後也不能將落魚撈出井下，這種情況下必須使用震擊類工具配合打撈工具進行震擊解卡作業。現有震擊類工具的工作原理多為利用機械能或者液壓能產生軸向震擊力作用在落魚上，從而使落魚解卡。然後在軸向震擊的方式非常劇烈，常常使打撈工具和落魚脫落，反而增加了打撈作業的難度，並且落魚卡埋的形式多種多樣，軸向震擊對某些卡埋方式並沒有明顯效果。而利用連續周擺震擊的方式，對於落魚解卡具有良好的效果，而目前國內外採用連續周擺震擊方式的震擊類工具研究很少。基於上述技術背景，本發明特提供一種連續周擺震擊工具，採用連續周擺震擊的方式旋鬆落魚，有效幫助落魚解卡。

技術實現要素：

本發明的目的是：為了解決打撈作用中落魚卡鑽無法打撈的問題，特提供一種連續周擺震擊工具。

為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案：一種連續周擺震擊工具，是由上接頭、定子殼體、橡膠定子、螺杆轉子、萬向軸、萬向殼體、旋轉筒、上推力軸承、下推力軸承、連接筒、凸輪筒、鋼球、往復筒、滑銷、上配流體、連接頭、上徑向軸承、軸承座、擺動筒體、擺動外殼、輸出筒、下徑向軸承、下配流體、防掉端蓋和下接頭構成；其結構特徵是：上接頭上端和上部打撈鑽柱絲扣連接，下接頭下部和下部打撈工具絲扣連接；橡膠定子固定在定子殼體內腔，螺杆轉子置入橡膠定子內腔；定子殼體上端和上接頭下端絲扣連接，定子殼體下端和萬向殼體上端絲扣連接；萬向軸上端和螺杆轉子下端絲扣連接，萬向軸下端和旋轉筒上端絲扣連接；旋轉筒上部周向均勻設置兩個斜孔連通旋轉筒外圓和內腔，旋轉筒外圓中部設置一圈臺階面；連接筒上端和萬向殼體下端絲扣連接，連接筒下端和連接頭上端絲扣連接；連接筒內腔上部設置一圈凸起臺階，連接筒內腔下部周向均勻設置十個銷子滑槽；上推力軸承安裝在連接筒內腔上部凸起臺階的上端面，下推力軸承安裝在連接筒內腔上部凸起臺階的下端面；凸輪筒上端和旋轉筒下端絲扣連接，凸輪筒外圓中部設置一圈圓柱凸輪槽；往復筒上部設置一個通孔，往復筒外圓下部周向均勻設置十個銷子槽；往復筒內腔上部套入凸輪筒外圓下部，鋼球安裝在往復筒上部的通孔內，鋼球一部分進入凸輪筒外圓中部的圓柱凸輪槽內；十個滑銷分別安裝在往復筒外圓下部十個銷子槽和連接筒內腔下部十個銷子滑槽形成的空腔內；往復筒下端和上配流體上端絲扣連接；上配流體內腔設置為通孔，上配流體下部設置有進液流道連通上配流體內外空間，進液流道由四個徑向通孔和徑向通孔外端的一圈環槽構成；下配流體內腔下部設置一盲孔，下配流體中部設置有出液流道連通下配流體內腔下部的盲孔和外部空間，出液流道由四個徑向通孔和徑向通孔外端的一圈環槽構成；上配流體下端和下配流體上端絲扣連接；擺動外殼上端和連接頭下端絲扣連接，擺動外殼下端和防掉端蓋絲扣連接；擺動外殼內腔中部周向均勻設置兩條軸向凸臺，兩條軸向凸臺兩側均設置有下沉臺階；擺動筒體外圓中部周向均勻設置兩條軸向凸臺，擺動筒體軸向凸臺一側上部設置有進液孔a，下部設置設置有出液孔a，擺動筒體軸向凸臺另一側上部設置有進液孔b，下部設置有出液孔b，進液孔b的軸向位置高於進液孔a的軸向位置，出液孔b的軸向位置低於出液孔a的軸向位置；擺動筒體置入擺動外殼內腔，擺動筒體上端和軸承座下端絲扣連接，擺動筒體下端和輸出筒上端絲扣連接；上徑向軸承安裝在軸承座外圓中部的臺階面上；下徑向軸承安裝在輸出筒外圓上部的臺階面上；輸出筒下端和下接頭上端絲扣連接。

安裝完成後，上配流體的進液流道和擺動筒體的進液孔a連通的同時，下配流體的出液流道和擺動筒體的出液孔b連通；上配流體的進液流道和擺動筒體的進液孔b連通的同時，下配流體的出液流道和擺動筒體的出液孔a連通。

本發明的有益效果是：(1)本發明可以實現連續周擺震擊解卡，有效實現落魚解卡打撈作業；(2)本發明利用鑽井液流量進行控制，操作簡單可靠；(3)本發明為純機械結構，工作可靠，適應井下複雜工況；(4)本發明在連續周擺震擊的同時，也可以傳遞轉動扭矩，實現複合解卡作業。

附圖說明

圖1是本發明一種連續周擺震擊工具工作狀態1的結構示意圖；

圖2是本發明一種連續周擺震擊工具工作狀態2的結構示意圖；

圖3是圖1a-a截面剖視圖；

圖4是圖1b-b截面剖視圖；

圖5是圖2c-c截面剖視圖；

圖6是圖2d-d截面剖視圖；

圖7是凸輪筒的三維結構示意圖；

圖8是擺動筒體的三維結構示意圖；

圖中：1.上接頭、2.定子殼體、3.橡膠定子、4.螺杆定子、5.萬向軸、6.萬向殼體、7.旋轉筒、8.上推力軸承、9.下推力軸承、10.連接筒、11.凸輪筒、12.鋼球、13.往復筒、14.滑銷、15.上配流筒、16.連接頭、17.上徑向軸承、18.軸承座、19.擺動筒體、20.擺動外殼、21.輸出筒、22.下徑向軸承、23.下配流體、24.防掉端蓋、25.下接頭。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發明一種連續周擺震擊工具，是由上接頭1、定子殼體2、橡膠定子3、螺杆轉子4、萬向軸5、萬向殼體6、旋轉筒7、上推力軸承8、下推力軸承9、連接筒10、凸輪筒11、鋼球12、往復筒13、滑銷14、上配流體15、連接頭16、上徑向軸承17、軸承座18、擺動筒體19、擺動外殼20、輸出筒21、下徑向軸承22、下配流體23、防掉端蓋24和下接頭25構成；其結構特徵是：上接頭1上端和上部打撈鑽柱絲扣連接，下接頭25下部和下部打撈工具絲扣連接；橡膠定子3固定在定子殼體2內腔，螺杆轉子4置入橡膠定子3內腔；定子殼體2上端和上接頭1下端絲扣連接，定子殼體2下端和萬向殼體6上端絲扣連接；萬向軸5上端和螺杆轉子4下端絲扣連接，萬向軸5下端和旋轉筒7上端絲扣連接；旋轉筒7上部周向均勻設置兩個斜孔連通旋轉筒7外圓和內腔，旋轉筒7外圓中部設置一圈臺階面；連接筒10上端和萬向殼體6下端絲扣連接，連接筒10下端和連接頭16上端絲扣連接；連接筒10內腔上部設置一圈凸起臺階，連接筒10內腔下部周向均勻設置十個銷子滑槽；上推力軸承8安裝在連接筒10內腔上部凸起臺階的上端面，下推力軸承9安裝在連接筒10內腔上部凸起臺階的下端面；凸輪筒11上端和旋轉筒7下端絲扣連接；如圖7所示，凸輪筒11外圓中部設置一圈圓柱凸輪槽；往復筒13上部設置一個通孔，往復筒13外圓下部周向均勻設置十個銷子槽；往復筒13內腔上部套入凸輪筒11外圓下部，鋼球12安裝在往復筒13上部的通孔內，鋼球12一部分進入凸輪筒11外圓中部的圓柱凸輪槽內；十個滑銷14分別安裝在往復筒13外圓下部十個銷子槽和連接筒10內腔下部十個銷子滑槽形成的空腔內；往復筒13下端和上配流體15上端絲扣連接；上配流體15內腔設置為通孔，上配流體15下部設置有進液流道151連通上配流體15內外空間，進液流道151由四個徑向通孔和徑向通孔外端的一圈環槽構成；下配流體23內腔下部設置一盲孔，下配流體23中部設置有出液流道231連通下配流體23內腔下部的盲孔和外部空間，出液流道231由四個徑向通孔和徑向通孔外端的一圈環槽構成；上配流體15下端和下配流體23上端絲扣連接；擺動外殼20上端和連接頭16下端絲扣連接，擺動外殼20下端和防掉端蓋24絲扣連接；擺動筒體19置入擺動外殼20內腔，擺動筒體19上端和軸承座18下端絲扣連接，擺動筒體19下端和輸出筒21上端絲扣連接；上徑向軸承17安裝在軸承座18外圓中部的臺階面上；下徑向軸承22安裝在輸出筒21外圓上部的臺階面上；輸出筒21下端和下接頭25上端絲扣連接。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，安裝完成後，上配流體15的進液流道151和擺動筒體19的進液孔a191連通的同時，下配流體23的出液流道231和擺動筒體19的出液孔b194連通；上配流體15的進液流道151和擺動筒體19的進液孔b193連通的同時，下配流體23的出液流道231和擺動筒體19的出液孔a192連通。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖8所示，擺動外殼20內腔中部周向均勻設置兩條軸向凸臺，兩條軸向凸臺兩側均設置有下沉臺階；擺動筒體19外圓中部周向均勻設置兩條軸向凸臺，擺動筒體19軸向凸臺一側上部設置有進液孔a191，下部設置設置有出液孔a192，擺動筒體19軸向凸臺另一側上部設置有進液孔b193，下部設置有出液孔b194，進液孔b193的軸向位置高於進液孔a191的軸向位置，出液孔b194的軸向位置低於出液孔a192的軸向位置；

本發明一種連續周擺震擊工具的工作原理是：下入本發明至打撈作業區域，確認打撈工具與落魚抓緊穩固之後，在上提遇卡的情況下，開泵循環鑽井液，鑽井液驅動螺杆轉子4旋轉，螺杆轉子4驅動萬向軸5、旋轉筒7和凸輪筒11旋轉，在凸輪筒11外圓中部圓柱凸輪槽的作用下，往復筒13帶動上配流體15和下配流體23作軸嚮往復運動，這時鑽井液交替由擺動筒體19的進液孔a191和進液孔b193流入，由擺動筒體19的出液孔b194和出液孔a192流出，鑽井液作用在擺動筒體19外圓中部兩條軸向凸臺上的液壓力驅動擺動筒體19作周嚮往復擺動，並通過輸出筒21和下接頭25往復震擊下部落魚，實現解卡作業。