一种随钻震击器
阅读说明：本技术 一种随钻震击器 (Jar while drilling ) 是由 闭磊 贺昶明 于 2021-12-02 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种随钻震击器,属于土层或岩石钻进领域,包括：传动轴、传动套、震击油缸、高压油缸、辅助油缸、震击轴以及活塞。震击轴上端与传动轴下端相连,传动套依次与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸通过螺纹连接,活塞滑动套设于震击轴下段,且活塞滑动设于辅助油缸内。活塞的上端面设有端面齿a,下端面均设有端面齿b。辅助油缸的内孔顶面具有端面齿c,端面齿c与端面齿a配合使用。震击轴设有限位盘,限位盘与震击轴用过螺纹连接,且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反,限位盘的顶面设计有端面齿d,端面齿d与端面齿b配合使用。可在卡钻时,钻杆或震击器发生断裂的情况下,快速将钻杆拔出,缩短维修时间,减少经济损失。(The application provides a jar bores with boring belongs to soil layer or rock and creeps into the field, includes: the device comprises a transmission shaft, a transmission sleeve, a jarring oil cylinder, a high-pressure oil cylinder, an auxiliary oil cylinder, a jarring shaft and a piston. The upper end of the shock shaft is connected with the lower end of the transmission shaft, the transmission sleeve is sequentially connected with the shock oil cylinder, the high-pressure oil cylinder and the auxiliary oil cylinder through threads, the piston is sleeved on the lower section of the shock shaft in a sliding mode, and the piston is arranged in the auxiliary oil cylinder in a sliding mode. The upper end face of the piston is provided with end face teeth a, and the lower end face of the piston is provided with end face teeth b. The top surface of the inner hole of the auxiliary oil cylinder is provided with end surface teeth c, and the end surface teeth c are matched with the end surface teeth a for use. The jarring axle is equipped with spacing dish, and threaded connection is used with the jarring axle to spacing dish, and the spiral of screw thread is to the direction of rotation opposite with the drilling rod, and the top surface design of spacing dish has terminal surface tooth d, and terminal surface tooth d uses with the cooperation of terminal surface tooth b. The drill rod can be quickly pulled out under the condition that the drill rod or the jar is broken when the drill is stuck, so that the maintenance time is shortened, and the economic loss is reduced.)
技术领域
本发明属于土层或岩石钻进设备技术领域，尤其涉及一种随钻震击器。
背景技术
在钻井作业中，因井壁坍塌、裸眼中地层的流动和挤压、钻头包泥以及停泵时间过长等原因，经常发生卡钻的事故，导致钻井工作停滞。随钻震击器是解除卡钻的有效工具之一，而且已经在钻井领域应用多年，当遇到卡钻时，借助随钻震击器向卡点处施加强烈地震击力，使卡点处松动，从而达到接触卡钻的目的。
常用的随钻震击器主要包括传动轴、传动套、震击油缸、辅助油缸、高压油缸、震击轴、活塞等主要零部件。传动轴与传动套通过花键滑动配合，同时传递扭矩以及适应震击轴震击时产生的轴向位置，传动套的下段通过螺纹与震击油缸相连，震击油缸与高压油缸以及高压油缸与辅助油缸之间均通过螺纹连接。
因为钻井的深度通常都有几千米深，因此钻杆的长度也达到几千米的长度，钻杆均为管状结构，且相邻钻杆之间采用螺纹连接，从整体上看几千米的钻杆类似长绳的结构，具有非常大的扰度及拉伸变形。一旦遭遇卡钻，如操作不当，则很容易造钻杆的螺纹连接处发生断裂。
更为严重的是，一旦震击器的螺纹连接部位发生断裂，将无法继续震击，便无法解除卡钻的困境，导致钻进设备不仅不能继续工作，而且钻杆也无法顺利拔出，严重影响设备的维修精度进度。
钻井工作通常为一天24小时不间断，依据目前的市场行情以及统计及计算可知，钻井工作每耽误1小时，则会造成6千元左右的经济损失，每天的经济损失高达15万。一旦发生此类事故则需要至少数天时间才能解决，将会造成严重的经济损失。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种随钻震击器，可在卡钻时，钻杆或震击器螺纹连接部发生断裂的情况下，顺利将钻杆及震击器的部分零部件拔出，可有效缩短维修时间，减少经济损失，具有较大的经济效益。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种随钻震击器，其特征在于，包括：传动轴、传动套、震击油缸、高压油缸、辅助油缸、震击轴以及活塞。
传动轴的外花键与传动套的内花键配合，震击轴上端与传动轴下端相连，传动套依次与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸通过螺纹连接，活塞滑动套设于震击轴下段，且活塞滑动设于辅助油缸内。
活塞的上端面设有端面齿a，下端面均设有端面齿b。
辅助油缸的内孔顶面具有端面齿c，端面齿c与端面齿a配合使用。
震击轴设有限位盘，限位盘与震击轴用过螺纹连接，且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反，限位盘的顶面设计有端面齿d，端面齿d与端面齿b配合使用。
进一步的，传动套与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸的连接螺纹均为锥管螺纹。
进一步的，震击轴向上移动至极限位置处时，端面齿a与端面齿c之间具有间隙。
进一步的，传动套与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸之间的连接螺纹为右旋螺纹，限位盘与震击轴之间的连接螺纹为左旋螺纹，钻头沿俯视方向为顺时针旋转。
进一步的，限位盘与震击轴之间为圆柱管螺纹连接。
进一步的，端面齿a与端面齿b结构相同，端面齿c与端面齿d结构相同，活塞的上下端呈对称结构。
进一步的，端面齿a、端面齿b、端面齿c以及端面齿d的齿顶两侧均具有斜面。
本发明的有益效果在于：本申请中活塞不仅作为震击器液压油的密封结构件。同时还作为传动连接件，实现限位盘与辅助油缸的连接，利用辅助油缸的阻力将限位盘从震击轴下段拆除。便于震击轴以及断裂处上段的钻杆快速从井中拔出。可极大的缩短了维修时间，降低经济损失。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
图1示出了震击器的整体结构剖视图。
图2示出了图1中A处的放大图。
图3示出了图1中F处的放大图。
图4示出了辅助油缸的剖视图。
图5示出了沿图5中E-E方向的剖视图。
图6示出了活塞的剖视图。
图7示出了活塞的俯视图。
图8示出了限位盘的剖视图。
图9示出了限位盘的俯视图。
图中标记：传动轴-1、传动套-2、震击油缸-3、高压油缸-4、辅助油缸-5、端面齿c-51、震击轴-6、限位盘-61、端面齿d-62、活塞-7、端面齿a-71、端面齿b-72。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图9所示，一种随钻震击器，包括：传动轴1、传动套2、震击油缸3、高压油缸4、辅助油缸5、震击轴6以及活塞7。
具体的，传动轴1的外花键与传动套2的内花键配合。震击轴6上端与传动轴1下端用过螺纹相连。传动套2依次与震击油缸3、高压油缸4以及辅助油缸5通过螺纹连接。活塞7滑动套设于震击轴6下段，活塞7沿震击轴6的轴线移动设置，且活塞7滑动设于辅助油缸5内。
具体的，如图2、图4所示，活塞7的上端面设有端面齿a71，下端面均设有端面齿b72。
具体的，如图2、图4以及图5所示，辅助油缸5的内孔顶面具有端面齿c51，端面齿c51与端面齿a71配合使用，以传递扭矩，正常钻井时，端面齿c51与端面齿a71未接触。
具体的，震击轴6设有限位盘61，限位盘61与震击轴6用过螺纹连接，且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反，以便于当钻杆旋转时，限位盘61可从震击轴6上松开。
具体的，如图2及图8、图9所示，限位盘61的顶面设计有端面齿d62，端面齿d62与端面齿b72配合使用。
优选的，为保证密封性以及连接结构的稳定性，传动套2与震击油缸3、高压油缸4以及辅助油缸5的连接螺纹均为锥管螺纹。
传动套2与震击油缸3、高压油缸4以及辅助油缸5之间的连接螺纹为右旋螺纹，限位盘61与震击轴6之间的连接螺纹为左旋螺纹，钻头沿俯视方向为顺时针旋转。
优选的，限位盘61与震击轴6之间为圆柱管螺纹连接，相比于圆锥螺纹更容易松开，且加工相对锥螺纹更加简单，成本更低。
优选的，如图6所示，端面齿a71与端面齿b72结构相同。如图5、图9所示，端面齿c51与端面齿d62结构相同，以便于统一参数加工，降低加工及安装难度。
优选的，如图6所示，活塞7的上下端呈对称结构，使用时上下端面看互换，不用区分活塞7的安装朝向，降低组装要求。
优选的，端面齿a71、端面齿b72、端面齿c51以及端面齿d62的齿顶两侧均具有斜面，以便于导向，使零件相互之间快速啮合。
优选的，当发生卡钻震击器工作时，震击轴6向上震击移动时，即使震击轴6向上移动至如图3所示的极限位置处时，此时震击轴6的顶面与传动套2的底面接触，端面齿a71与端面齿c51之间具有间隙。以避免在正常钻井工作时端面齿a71与端面齿c51配合传递钻井所需要的扭矩，防止将旋转扭矩传递给限位盘61，而导致正常工作时，限位盘61松动。同时可避免影响传动轴1与传动套2之间传递扭矩的准确性。
在本申请的一种实施例中，当震击器内部液压油泄漏，导致震击器内部压力减小，因此活塞7将沿着震击轴6向上移动，在此种工况下，端面齿a71将可能与端面齿c51啮合。当端面齿a71与端面齿c51啮合时，端面齿b72与端面齿d62则处于分离状态，以此来防止震击轴6向限位盘61传递扭矩。
作为本申请的另一种实施例中，正常钻井或是震击器工作时，端面齿a71与端面齿c51之间以及端面齿b72与端面齿d62之间均具有间隔，以此来防止震击轴6向限位盘61传递扭矩。
因此，只有当钻杆或震击器发生断裂时，主动向上拉动震击轴6，才能使端面齿b72与端面齿d62啮合，并且端面齿a71与端面齿c51啮合，仅在此种状态时，震击轴6的旋转力矩才能向限位盘61传递。
具体实施方案：卡钻通常发生在钻头附近，而震击器通常安装在钻头以上预定的距离，因此卡钻一般会在震击器以下的位置。在本实施例中，如果如图1中b、c、d三处螺纹连接部，其中任一处发生断裂时，则可向上拉动钻杆，带动震击轴6上移，在拉动的过程中钻杆可保持旋转也可停止转动。直至端面齿b72与端面齿d62啮合，端面齿a71与端面齿c51啮合，此时向上的拉力将受阻，同时，拉力会使限位盘61、活塞7以及辅助油缸5紧密连接在一起。右旋转动钻杆及震击轴6，因限位盘61、活塞7以及辅助油缸5连接在一起，而此时辅助油缸5与钻头之间的部件均处于卡滞状态，无法旋转。利用辅助油缸5提供的旋转阻力卡住限位盘61，因为限位盘61与震击轴6之间为左旋螺纹连接，因此当旋转力矩大于限位盘61与震击轴6之间的拧紧力矩时，限位盘61将会松动，直至完全与震击轴6分离。之后便可顺利将震击轴6以及上段的钻杆全部取出。然后利用打捞设备将留在井下的钻头及辅助油缸部分打捞出即可。
通过本申请的结构设计，极大缩短了钻杆拔出的时间，便于更快的打捞钻头部位，以实现更快复工，降低经济损失。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。
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