说明书-JYSZ机械液压震击器
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1. 概述
JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器是集液压原理和机械原理于一体的新型随钻震击器,使用时随
钻具组合下井。在正常钻井过程中因某种原因发生井下遇阻或卡钻时,可以通过提拉或下放钻柱,及时
启动震击器产生向上或向下的震击力,来处理井下遇阻或卡钻,使钻井作业得以顺利进行,同时避免遇
阻或卡钻进一步演化成为事故,造成更大的经济损失。
JYSZ 型机械液压一体式震击器能在较恶劣的环境中使用,其机械锁紧机构不受扭矩影响,具有操
作简单、震击力大、调节方便、连接强度高、性能稳定、安全可靠、便于维修等诸多优点。在操作正确
的情况下,该产品能有效避免意外震击,在钻进或起下钻时不需使用安全钳或采取相应安全措施;操作
者可在钻井平台上动态调整震击器上击力的大小;全密封油浴润滑有利于减少磨损,从而提高使用寿命。
另外,该工具需安装在钻具组合平衡点附近部位,使工具处于受拉或受压状态,以使其满足陆地和海洋
(包括欠平衡钻井)在内的各种工况下钻井作业的需要,是定向井、水平井钻进作业中优选推荐的震击
工具。
2. 基本结构
JYSZ 型机械液压随钻震击器为机械、液压一体式结构,上击机构为液缸、计量阀,位于震击器下
部;下击机构为卡瓦、碟簧,位于震击器上部(如图1所示)。
JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器规格系列及性能参数如表1所示。
表1 规格系列和性能参数 型号 61/2 8
外径(mm) 165 203
水眼(mm) 57 71.4
锁紧状态总长(mm) 5300 5830
上击自由行程(mm) 152 152
下击自由行程(mm) 152 152
接头螺纹 NC50 65/8REG
工作拉力 (MN) 2 2.8
最大抗拉负荷 (MN) 3.4 4.4
工作扭矩 (kN.m) 25 35
最大工作扭矩 (kN.m) 51 100
开泵面积 (cm2) 100 176 图1 JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器结构示意图
3. 工作原理
3.1. 上击
下放钻柱使震击器完全回位(处于锁紧位置)。按从小到大吨位上提钻柱,迫使碟簧储能、液缸延
时。当芯轴上行到解除锁紧状态,钻柱中储存的弹性势能转换成向上的动能,产生上击。震击完成后,
提供足够的压力使震击器返回锁紧位置。重复上述过程,可使工具再次上击。
3.2. 下击
下压震击器使震击器完全回位(处于锁紧位置)。下放钻柱,使碟簧压缩储能,当震击器所受压力
大于震击器预定下击解锁力时,芯轴从卡瓦上脱出,解除锁紧状态,震击器芯轴迅速下移,产生下击。
重复上述过程,可使工具再次下击。
JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器可以通过公、母预载荷调节器来调节碟簧的压缩状态,从而改
变机械部分的锁紧力大小,进而达到调节释放力的目的。
4. 使用与操作
注意:随钻震击器在运输、贮存、起下钻和钻进过程中都应该处于锁紧状态。
4.1. 下井前的准备
4.1.1. 准备下井作业的随钻震击器必须是经检测合格的,各联接螺纹应紧扣,并戴有卡箍(如图2
所示)。
图2 卡箍
4.1.2. 检查震击器上各油堵是否拧紧,下井前震击器应处于锁紧状态。
4.1.3. 在转盘上,震击器与钻具连接好后再卸下卡箍,同钻具一起下放入井。
4.1.4. 在高温或严重腐蚀等恶劣工况条件下,不宜长时间在井下工作。使用时应严格监测震击器工
作状况,出现问题及时处理。
4.1.5. 随钻震击器每次下井使用后应仔细检查外观,以免存在隐患而造成不必要的损失。
4.2. 连接
随钻震击器在钻柱中连接位置的确定。
4.2.1. 推荐安装在中和点上方位置,使震击器在受拉状态下工作,无论震击器是受拉工作还是受压
工作其所受到的力均应符合4.3.2要求。切记将震击器安装于钻柱中和点上。推荐的钻柱组合如下,见
示意图4:
2根钻铤(外径不大于震击器外径)+JYSZ 型机械液压一体随钻震击器(芯轴端向上)+ 加长短节
+2根钻铤(外径不大于震击器外径)。
图3 钻具组合示意图
4.2.2. 在容易出现压差卡钻的地层,震击器应安装在井下钻柱组合相对靠上的位置,以防止震击器
以上钻柱发生卡钻。
4.2.3. 在容易出现机械卡钻的区域,震击器在井底钻柱组合中的安装位置可以相对靠下,以提高震
击器的工作能力。
4.2.4. 震击器不能直接连接在扶正器上,至少相隔两根钻铤。震击器的连接应该避开钻柱中过渡接
头,应距离变扣接头至少两个单根。震击器以上应该接入足够数量的钻铤、加重钻杆以提供足够的下击
驱动力。
4.2.5. 震击器以上钻柱外径不得超过震击器的外径,避免震击器以上发生卡钻,震击器失去解卡作
用。
4.3. 下井使用
4.3.1. 起下钻
4.3.1.1.
将随钻震击器用提升短节吊上钻台,严防碰撞。两端丝扣涂油,按连接的规定将随钻震击器连接在钻柱上。
4.3.1.2. 起下钻过程,不允许将任何夹持吊装工具卡在芯轴光亮部分。
4.3.1.3. 下钻时应先开泵循环,再缓慢下放,防止下放遇阻或直通井底造成“人为下击”。若在下钻
过程中发生遇卡情况,可启动震击器实施上击解卡。若震击器已产生下击,则向上轻提钻柱,使卡瓦回
位,然后暂停作业数分钟,严禁猛提钻柱。
4.3.1.4. 随钻震击器使用完毕后,应把外筒、芯轴、油堵冲洗干净,检查密封件、油堵是否完好、
上紧油堵,防止油腔漏油,泥浆内侵,损坏随钻震击器。
4.3.2. 正常钻进
正常钻进作业中,震击器处于锁紧状态,为了提供一定的安全系数,震击器规定承受的载荷不得超
过上击或下击解锁力的50%。在钻井液循环、钻头水力压降不同的情况下,震击器的上击、下击解锁力
是按线性规律变化的,延时过程中要观察是否出现最大上提力。
JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器推荐工作范围具体数据见图4-5。
图4 6½”随钻震击器推荐工作范围
图5 8”随钻震击器推荐工作范围
4.3.3. 上下震击
4.3.3.1. 当钻柱发生卡钻事故需上击时,按以下步骤进行。
下放钻具使震击器芯轴受到3~5吨压力,使震击器回位(位于锁紧位置),如已为锁紧状态则不进
行此步骤。进行本步骤操作时,也可在井口钻杆上划一刻线,下放一个上击行程即可确认震击器回到锁
紧位置。
以力 G 上提钻柱,锁住绞车等待(1分钟左右)震击器释放。震击器上击强度由提升吨位控制。开
始应用较低提升吨位,以后逐渐增加,在同一提升吨位上应多次震击以加强效果。
最大提升吨位决不允许超过震击器以上钻柱重量与震击器上击最大释放吨位之和。在钻井液压
力不同的情况下,震击器上击最大释放吨位是不同的(见图4-5),最大提升吨位应按根据钻井液压
力进行确定。
G = 震击器上部钻柱重量 + 震击器上击释放吨位
4.3.3.2. 下击下放钻柱,使随钻震击器芯轴所受压力超过下击释放吨位即产生下击。在钻井液压力
不同的情况下,震击器的下击释放吨位不同(见图4-5)。
震击器下击后,提升钻柱,使提升拉力大于震击器上部钻柱重量3-5吨,使震击器回位(位于锁紧
状态),重复上述步骤可继续向下震击。
震击器下击后回位,提升钻柱延续时间不能过长,避免产生不必要的上击。
4.4. 故障排除
4.4.1. 上击不释放
4.4.1.1. 震击器未能完全回位,在弯曲井眼中作业可加大向下负荷或停止循环泥浆。使上击易于回
位。
4.4.1.2. 弯曲井眼中,井壁摩擦阻力大,上提拉力被消耗,可延长释放时间或加大上提拉力。
4.4.1.3. 行程到位不震击,有可能是震击器液缸油漏失或污染变质等,应加油或换油。
4.4.2. 下击不释放
4.4.2.1. 预调负荷大于加重负荷,应加大加重负荷。
4.4.2.2. 井深或弯曲,钻柱紧贴井壁,钻柱重量没有传递到震击器上,需追加压力负荷。
4.4.2.3. 震击器没有回位,应重新上提使其回位,开泵循环可使震击器更易回位。
5. 维修、判修依据及存储
5.1 现场维护保养
5.1.1. 随钻震击器上下钻台以及搬运时,要带好护丝,吊放要平稳。
5.1.2. 在场地摆放检查时,用3-4根方木或钢管把随钻震击器垫平。若较长时间不用时,应将裸露
在外面的丝扣及芯轴镀铬或涂碳化钨表面清洗干净,涂上防腐脂,戴上护丝或包好。
5.1.3. 随钻震击器每次起出后应检查油堵是否漏油和脱落,各部位丝扣有无变形、刺坏、断裂等现
象。 5.1.4. 随钻震击器每次起出后应检查本体有无弯曲变形。现场检查随钻震击器,如发现震击器需修
理或报废,应进行相应记录。
5.2 判修依据
5.2.1. 根据使用井况,定期对震击器进行维修并更换其配件。建议参考表2、表3及使用情况来确定
震击器的使用时间及维护周期。
表2 JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器维修前推荐使用时间 –A 型号 JYSZ165 JYSZ203
适用井况 井眼尺寸in (mm) 下井时间 (h) 井眼 尺寸 in (mm) 下井时间 (h)
仅在直井或水平井段使用 8-3/4(222) 400 9-7/8(251) 400
9-7/8(251) 300 12-1/4(311) 350
12-1/4(311) 200 17-1/2(445) 250
在斜井或造斜井段使用 9-7/8(251) 200 9-7/8(251) 250
12-1/4(311) 100 12-1/4(311) 150
17-1/2(445) 100
表3 JYSZ 型机械液压一体式随钻震击器维修前推荐使用时间 –B
型号 JYSZ165 JYSZ203
井底温度 使用时间(h)
38-93℃ 400 400
38-148℃ 300 300
打捞 100
磨铣 50
5.2.2. 震击器未到规定使用时间,但进行猛烈震击作业,或在起钻中发现挠性接头弯曲达到3°、螺
纹损伤、漏油时,应回收修理。
5.2.3. 当液压密封件出现故障时,应回收检修。
5.2.4. 存放时间超过18个月,应更换全部密封件。
5.3 存储
5.3.2. 已装配的震击器
5.3.2.1 震击器应水平存放在干燥、清洁、通风并有防晒、防锈蚀措施的环境中,最佳存储温度0℃
~20℃。
5.3.2.2 如果存放在室外,应温度适宜,避免暴晒、潮湿环境。工具表面应喷漆,螺纹处磷化处理并
涂防锈油,带好护丝。芯轴密封表面应进行防护,避免磕碰。
5.3.2.3 震击器放置18个月后使用,应重新更换密封件。