机械式随钻震击器的原理和使用
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文字说明1 概述2 结构与工作原理3 使用与操作4 维修5 地面实验附图图一 BZ随钻震击器外形图及主要尺寸图二运行位置示意图图三新装间隔衬套修理尺寸图四调节震击力方向示意图产品总图随钻震击器使用说明书1.概述机械式随钻震击器是全机械式随钻震击、解卡工具。
它集上、下震击作用于一体,可接触钻进作业中遇阻、遇卡等钻井事故。
它在不需要震击时,是钻柱的一部分,需震击时,随时可作业,因而提高了工作效率。
2.结构与工作原理。
结构外形及主要尺寸如图一。
内部结构如本说明书后附产品总图(图中未画出曲屈接头)。
本震击器是同类产品中结构最新式、最简化、操作最方便的。
上击工作原理图一所示为装配调试合格的位置,即准备出发(解锁)状态。
图二为局部放大图。
上图为准备击发位置。
运行轴与运行套的内齿对应啮合,运行套外部齿与摩擦衬套内部齿是齿顶对齿顶的摩擦状态。
当钻柱上提,通过上接头1,上控制套3,中部套筒28,下控制套37,下调节套29,压缩弹簧管25,26,27使运行套21相对摩擦衬套下移。
当运行套的外齿齿顶与摩擦衬套的齿间相对应时,运行衬套在运行轴的作用下涨开,运行轴的齿从运行套内齿滑出,如图二中图。
此时钻柱储备的能量释放,向上震击。
下放钻柱,整个工具又恢复图二上部的状态,即准备击发状态。
重复上述操作,就可使钻具解卡。
下击工作原理在运行套的上部,还有一组三件与26,27,28完全相同的弹簧管。
当下压钻柱时,通过上接头1,上控制套3,上调节套18,压缩上面一组弹簧管。
运行套相对于摩擦衬套上行,钻柱储能。
当达到预定的吨位,运行套的齿顶与摩擦衬套的顶间相对应,运行衬套涨开,运行轴齿从运行套内的齿中滑出,产生下击,与上击方向相反如图二下图所示。
3.使用与操作下井前的准备震击器下井前应该经台架试验合格,见本说明书第5节。
下井前震击器处于准备击发位置。
钻具配置应使震击器处于钻柱系列中平衡点以上的张力部分,并承受最少5吨的张力。
BZ型震击器最好是在张力状态下工作,但也可在压力状态下工作,可把震击器接入张力压力平衡点以下,承受5吨的压力。
QJ-A型随钻震击器操作规程1、概述QJ-A 型是一种全液压式随钻震击器,适用于各种钻井作业,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。
其主要特点如下:〈1〉上、下击一体,整机长度短,结构合理,安全可靠。
〈2〉上、下击释放力的大小可以在地面不解体的状态下分别进行调节,且调节操作非常简便易行,释放力大小的调节精确、稳定。
〈3〉属机械式震击器,产品性能受高温、腐蚀性介质等工作环境的影响小,能在较高井底温度和空气介质中工作,适用于包括欠平衡钻井在内的钻井作业。
2、结构原理QJ-A 型全机械式随钻震击器,主要由连接机构、密封机构、锁紧机构、弹性机构和打击机构组成。
结构示意见图(注:该示意图与实物不成比例)。
工作原理如下:当需要上击时,上提钻柱使震击器的心轴随之向上运动,弹性机构总成受力而产生弹性变形。
随着大钩拉力的不断增加,弹性机构总成的变形也随之增大。
当拉力达到锁紧机构上击标定释放力时,卡瓦突然完全张开,并嵌入卡瓦套内棱带中,锁紧装置打开,震击器进入了自由打击状态,卡瓦心轴失去卡瓦的约束,快速运动到固定行程的极限位置,打击机构即发生打击,从而产生强大的上击力。
然后,需下放钻柱使震击器复位,以备下次震击或继续钻进。
同理,当需要下击时,适当下放钻柱,直到施加到震击器上的压力达到锁紧机构的下击标定释放力。
此时,卡瓦突然完全张开,并嵌入卡瓦套内棱带中,锁紧装置打开,卡瓦心轴失去锁紧机构的约束,快速移动到固定行程的另一极限位置,打击机构即发生打击,从而产生强大的下击力。
然后,上提钻柱使震击器复位,以备下次震击或者继续钻进。
QJ-A 型随钻震击器可以通过调节上击调节螺母或下击调节螺母来改变释放力的大小。
调节上击调节螺母或下击调节螺母时,改变了卡瓦完全张开时弹性机构总成需要的压缩长度,从而改变了释放力的大小。
哈里伯顿随钻震击器介绍哈里伯顿Sperry-Sun’s Sledgehammer™HMD (液压机械随钻)震击器(机械向下,液压向上)连接在井下钻具组合上,用于在卡钻情况下对钻柱进行解卡。
它有助于减少非生产时间,适用于高温井及延伸钻井,并且有助于最大限度地发挥水马力。
HMD 震击器允许司钻上提或下放管柱产生应力,当应力释放时将产生高的冲击力,可以上击也可以下击。
这些“震击”或冲击力可以超过作用在管柱上力的6倍。
上击力可以通过作用在管柱上力的来控制。
下击力决定于预先设定的机械卡瓦解锁力。
机械卡瓦允许震击器在工作时处于受拉或受压力状态,并且按照客户的要求预先设定。
Sledgehammer™ HMD 震击器设计上有三个明显的优点: • 低磨擦力机械卡瓦装置 • 精密机械加工的花键轴 • 温度补偿液压计量装置 1.设计特点• 低磨擦力、可靠锁定的机械卡瓦装置延长了密封及部件的寿命•不需要“爪环”,卡瓦装置可以保持工具在井架上处于伸长状态 • 人工控制液压上击,简单的机械式下击 • 大的油路通道可以减少自由行程时的液压阻力• 高温补偿(达到400°F/204°C )消除了液压油膨胀时产生的反作用力 • 采用“浮动活塞”进行水力平衡• 密封润滑的花键设计减小了磨擦、反冲力及部件的疲劳破坏 • 三个完全密封的油腔使部件和密封达到最大的使用寿命震击器开泵压力=钻头压降+震击器至钻头压力损耗(通过井下马达、钻铤等)• 操作时,在设定的卡瓦解锁力内可处于受拉状态也可以处于受压状态2.震击器操作卡瓦腔:低磨擦力,可靠锁定的机械卡瓦装置延长了密封和部件的寿命2.1在钻柱中的位置决定于井下情况,操作者可将震击器放置在BHA(底部钻具组合)的上部附近(受拉),或者放置在钻头附近(受压),震击时将在稳定器和钻头附近产生最大的效力。
推荐的受压状放置方法是BHA上部稳定器以上3根钻铤。
然而,如果在受拉状态下工作,震击器上部至少保持两根钻铤或质量相同的加重钻杆,用作复位重力。
JZ型机械式随钻震击器1. 概述次上击。
2.3 下击工作原理使震击器处于锁紧位置,下压钻柱,受上面一组弹性套作用,迫使钻柱储能、延时。
当卡瓦上行,达到预定吨位后,解除锁紧状态,卡瓦中轴滑出,产生下击。
重复上述过程,可使工具再次下击。
3. 使用与操作3.1 下井前的准备3.1.1 经重新装配后的产品,各联接螺纹应紧扣。
内腔注满L—HM32抗磨液压油,震击吨位可根据某口井具体要求调定,并经地面试验合格。
3.1.2 下井前震击器处于锁紧状态。
3.1.3 钻具配置应使震击器处于钻柱中和点偏上的受拉位置。
为增加钻具的挠性,减小工具的弯曲应力,震击器下部必须联接屈性长轴。
3.1.4 推荐的钻具组合下钻铤(外径不得小于震击器外径)+屈性长轴+JZ型震击器+加重钻杆(外径不得大于震击器外径上3.1.5 当震击器接入立柱后,取下卡箍,保存好待起钻时用。
3.2 操作方法3.2.1下钻时应先开泵循环,再缓慢下放,切忌直通井底造成“人为下击”。
若在下钻过程中发生遇卡,可启动震击器实施上击解卡。
3.2.2 在正常钻进过程中,震击器应处于打开位置,在受拉状态下工作,但当下部钻柱重量不大于震击器上击锁紧力的一半时可在锁紧状态下工作。
3.2.3 发生卡钻事故需上击时,按以下步骤进行:①下放钻具直到指重表读数小于震击器以上钻具悬重3~5吨(即压到震击器心轴上的力),震击器回到“锁紧”位置。
进行本步骤操作时,可在井口钻杆上划一刻线,下放一个上击行程可确认震击器回到“锁紧”位置。
②上提钻具产生震击(符号含义同随钻震击器)上提力=G1-G2+G3+G4+G5+G6-G73.2.4 发生卡钻事故需下击时,按以下步骤进行:①下放钻具直到指重表读数小于震击器以上钻具悬重3~5吨(即压到震击器心轴上的力),震击器回到“锁紧”位置。
②下压钻具产生震击下压力=地面调定的下击吨位+泥浆阻力+摩擦阻力+指重表误差3.3 现场保养使用时间短或中等程度震击,且震击次数少的情况下,可在钻台现场进行:在井场钻台上起出井口后,冲洗震击器外表面、水眼的泥浆,冲洗油堵部位。
目录文字说明1 概述2 结构与工作原理3 使用与操作4 维修5 地面实验附图图一BZ随钻震击器外形图及主要尺寸图二运行位置示意图图三新装间隔衬套修理尺寸图四调节震击力方向示意图产品总图随钻震击器使用说明书1.概述机械式随钻震击器是全机械式随钻震击、解卡工具。
它集上、下震击作用于一体,可接触钻进作业中遇阻、遇卡等钻井事故。
它在不需要震击时,是钻柱的一部分,需震击时,随时可作业,因而提高了工作效率。
2.结构与工作原理。
2.1 结构外形及主要尺寸如图一。
内部结构如本说明书后附产品总图(图中未画出曲屈接头)。
本震击器是同类产品中结构最新式、最简化、操作最方便的。
2.2 上击工作原理图一所示为装配调试合格的位置,即准备出发(解锁)状态。
图二为局部放大图。
上图为准备击发位置。
运行轴与运行套的内齿对应啮合,运行套外部齿与摩擦衬套内部齿是齿顶对齿顶的摩擦状态。
当钻柱上提,通过上接头1,上控制套3,中部套筒28,下控制套37,下调节套29,压缩弹簧管25,26,27使运行套21相对摩擦衬套下移。
当运行套的外齿齿顶与摩擦衬套的齿间相对应时,运行衬套在运行轴的作用下涨开,运行轴的齿从运行套内齿滑出,如图二中图。
此时钻柱储备的能量释放,向上震击。
下放钻柱,整个工具又恢复图二上部的状态,即准备击发状态。
重复上述操作,就可使钻具解卡。
2.3 下击工作原理在运行套的上部,还有一组三件与26,27,28完全相同的弹簧管。
当下压钻柱时,通过上接头1,上控制套3,上调节套18,压缩上面一组弹簧管。
运行套相对于摩擦衬套上行,钻柱储能。
当达到预定的吨位,运行套的齿顶与摩擦衬套的顶间相对应,运行衬套涨开,运行轴齿从运行套内的齿中滑出,产生下击,与上击方向相反如图二下图所示。
3.使用与操作3.1 下井前的准备3.1.1震击器下井前应该经台架试验合格,见本说明书第5节。
3.1.2下井前震击器处于准备击发位置。
3.1.3钻具配置应使震击器处于钻柱系列中平衡点以上的张力部分,并承受最少5吨的张力。
QJ-A型随钻震击器操作规程1、概述QJ-A 型是一种全液压式随钻震击器,适用于各种钻井作业,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。
其主要特点如下:〈1〉上、下击一体,整机长度短,结构合理,安全可靠。
〈2〉上、下击释放力的大小可以在地面不解体的状态下分别进行调节,且调节操作非常简便易行,释放力大小的调节精确、稳定。
〈3〉属机械式震击器,产品性能受高温、腐蚀性介质等工作环境的影响小,能在较高井底温度和空气介质中工作,适用于包括欠平衡钻井在内的钻井作业。
2、结构原理QJ-A 型全机械式随钻震击器,主要由连接机构、密封机构、锁紧机构、弹性机构和打击机构组成。
结构示意见图(注:该示意图与实物不成比例)。
工作原理如下:当需要上击时,上提钻柱使震击器的心轴随之向上运动,弹性机构总成受力而产生弹性变形。
随着大钩拉力的不断增加,弹性机构总成的变形也随之增大。
当拉力达到锁紧机构上击标定释放力时,卡瓦突然完全张开,并嵌入卡瓦套内棱带中,锁紧装置打开,震击器进入了自由打击状态,卡瓦心轴失去卡瓦的约束,快速运动到固定行程的极限位置,打击机构即发生打击,从而产生强大的上击力。
然后,需下放钻柱使震击器复位,以备下次震击或继续钻进。
同理,当需要下击时,适当下放钻柱,直到施加到震击器上的压力达到锁紧机构的下击标定释放力。
此时,卡瓦突然完全张开,并嵌入卡瓦套内棱带中,锁紧装置打开,卡瓦心轴失去锁紧机构的约束,快速移动到固定行程的另一极限位置,打击机构即发生打击,从而产生强大的下击力。
然后,上提钻柱使震击器复位,以备下次震击或者继续钻进。
QJ-A 型随钻震击器可以通过调节上击调节螺母或下击调节螺母来改变释放力的大小。
调节上击调节螺母或下击调节螺母时,改变了卡瓦完全张开时弹性机构总成需要的压缩长度,从而改变了释放力的大小。
Griffith 液压/机械随钻震击器使用手册1.1概述随钻震击器是连接在井下钻具组合中的一种工具,在钻井卡钻事故中能立即被用来对钻柱中的卡住部分产生震击作用,以达到解卡的目的。
随钻震击器一般分两种:一种是机械式;一种是液压式。
它们各有优缺点。
机械式随钻震击器的优点是:●在不需要震击时总是处在锁定位置;●在井下钻具组合的位置所受的限制较少;●在起下钻作业时不会发生意外震击;●起下钻作业时无特殊步骤要求;●钻台上不需要“安全卡瓦”和特殊处理步骤;●在正常钻进作业期间的磨损最小。
机械式随钻震击器的缺点为:●震击器在井下的震击力不可以变化;●当震击器锁定设置值被克服后会即刻震击,这种震击器有可能损坏提升设备(Hoisting Equipment);●旋转类型受扭矩影响(Rofary type affected by torque)。
液压震击器的优点是;●在井下的震击力可通过改变超载拉力(amcunt of overpull)来改变;●因有时间延迟,从而有时间在钻台带上刹车,以保护提升设备;液压震击器的缺点为:●起下钻作业或单独吊震击器时有可能意外震击;●在BHA钻具组合中的位置受限制,必须在钻具组合中总是处于张力状态;●在起下钻作业时有特殊步骤要求;●在钻台上操作时需要安全卡瓦(Safety collar);●在钻进时有轴向活动,这样加快了磨损速度;●在连续震击后,有容易出故障的名声。
1.2 Griffith 液压/机械随钻震击器的特点Griffith 液压/机械随钻震击器的开发,结合了液压和机械震击器的特点,克服了这两种震击器的固有缺点。
它的独特设计把液压延迟释放与机械锁定机理混合在一个相对较短的双作用随钻震击器上,使这种井下工具可提供几种相对传统液压或机械震击器的优点:●液压延迟时间允许操作者可施加不同的超载拉力(overpull),同时可应用刹车系统(draw-works drum brake)。
(一)、Z SJ型随钻震击器X1. 概述J型随钻震击器是连接在钻具中,随钻具进行钻井作业的井下工具。
若在正常钻井Z SX过程中因种种原因井下发生遇阻、遇卡或卡钻时,可以启动震击器进行上击或下击,及时解除井下卡钻事故。
随钻上击器和随钻下击器是配套使用的,也可因井下作业需要,单独下井使用。
它是打定向井、深井必不可少的工具。
使用随钻震击器具有如下优点:1.1 随钻密封性能好,随钻具使用周期500小时左右,超过了一支钻头的使用时间,所以不会因随钻本身不能使用的原因而起钻影响纯钻时间。
1.2 可以随震击需要产生上击或下击。
1.3 解除井下卡钻事故迅速及时,而且震击效果好,这就给正常钻井作业带来了无比的优越性,不仅减少了事故,而且减少了因事故而带来的无法估计的经济损失。
1.4 使用时操作简单方便,而且便于记忆,上提即产生上击力,下放就产生下击力,因而司钻操作时不会搞错。
2. ZSJ型随钻上击器结构随钻上击器,由外筒部分、心轴部分、活塞部分和各部位的密封件组成。
外筒部分:刮子体、心轴体(左旋螺纹)、花键体、压力体、冲管体。
心轴部分:心轴、延长心轴、冲管。
活塞部分(锥体组件):锥体、旁通体、密封体、密封体油封。
3. ZSJ型随钻上击器工作原理3.1 上击器的回位随钻上击器采用液压工作原理实现上击,机构为锥形活塞结构,它是由锥体,旁通体,密封体和油封四件组成。
在钻井中,心轴呈拉开状态。
震击时,需先下放钻柱使心轴向下移动,此时锥体处上、下油腔的通道启开,油流畅通,上击器处于回位状态(上击器回位之力不得超过下击器下击吨位),直到心轴台肩碰到刮子体为止,产品完全关闭。
3.2 贮能过程上击器心轴向上运动时(即司钻上提钻具),密封体上端面与锥体下端面贴合,上、下油腔关闭,此时液压油只能从锥体底面的泄油槽通过,形成阻力,液压油受压,钻柱受拉伸产生弹性伸长,同时钻具贮存了能量,钻具继续伸长,储能相应增加。
3.3 释放震击过程当锥体活塞到达压力体的卸荷腔的瞬时,受压的液压油以极高速度沿锥体外表面向下腔流动,高压油腔突然减压,受拉的钻柱在弹性作用下以极高的速度向上运动,直到延长心轴上端面碰击到花键体花键下台肩面上,这就产生了猛烈的向上震击。