阅读说明：本技术 一种井下连续向下震击解卡装置及方法 (Underground continuous downward-jarring stuck freeing device and method ) 是由 金锋 张佳 王凌 郑波强 黄保黔 万文财 王文 张腾飞 张泽丽 郑廷碧 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种井下连续向下震击解卡装置及方法,该装置包括外筒部分和心轴部分,所述外筒部分包括从上至下依次螺纹连接在一起的上接头、上套筒、上连接体、中间套筒、下连接体以及花键套；所述心轴部分包括螺纹连接在上接头内孔上的分流帽以及贯穿在上套筒和上连接体中的阀杆,在分流帽的中心开设有盲孔,在盲孔的侧壁上开设有分流孔,所述的阀杆从上至下外径逐渐缩小的为台阶轴结构,在阀杆的大轴上端固定安装有上部扶正套。本发明能有效提高解卡成功率,为油田提供了可靠的解卡工具；而且本发明克服了不同排量下需要进行频率匹配才能产生有效震击的问题,可以在任意排量下均可以产生连续震击。(The invention discloses a device and a method for releasing a stuck by continuously downward jarring in a well, wherein the device comprises an outer cylinder part and a mandrel part, wherein the outer cylinder part comprises an upper joint, an upper sleeve, an upper connector, a middle sleeve, a lower connector and a spline housing which are sequentially connected together by threads from top to bottom; the spindle part comprises a shunting cap in threaded connection with an inner hole of the upper joint and a valve rod penetrating through the upper sleeve and the upper connecting body, a blind hole is formed in the center of the shunting cap, shunting holes are formed in the side wall of the blind hole, the valve rod is of a step shaft structure with gradually reduced outer diameter from top to bottom, and an upper centering sleeve is fixedly mounted at the upper end of a large shaft of the valve rod. The invention can effectively improve the success rate of unfreezing and provides a reliable unfreezing tool for the oil field; the invention overcomes the problem that effective jarring can be generated only by frequency matching under different discharge capacities, and continuous jarring can be generated under any discharge capacity.)

一种井下连续向下震击解卡装置及方法

技术领域

本发明涉及一种井下连续向下震击解卡装置及方法，属于油田井下工具技术领域。

背景技术

震击解卡工具是一种应用于油气勘探开采过程中预防和处理井下卡钻事故的工具，现有的震击解卡工具不足之处主要在于：1、不能够产生连续震击；2、震击吨位不稳定；3、当不同的井况遇卡钻时，震击方式不能够达到振击解卡的目的；4、不同的排量对于向下震击的作用影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种性能可靠、操作简单方便、能够产生连续震击的井下连续向下震击解卡装置及方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的技术方案：一种井下连续向下震击解卡装置，包括外筒部分和心轴部分，所述外筒部分包括从上至下依次螺纹连接在一起的上接头、上套筒、上连接体、中间套筒、下连接体以及花键套；所述心轴部分包括螺纹连接在上接头内孔上的分流帽以及贯穿在上套筒和上连接体中的阀杆，在分流帽的中心开设有盲孔，在盲孔的侧壁上开设有分流孔，所述的阀杆从上至下外径逐渐缩小的为台阶轴结构，在阀杆的大轴上端固定安装有上部扶正套，在阀杆的大轴中部套有中部扶正套，且中部扶正套通过上连接体的端部限位，在上部扶正套与中部扶正套之间安装有弹簧，在中间套筒的内孔中滑动连接有阀座，在阀座的上端螺纹连接有卡瓦，在卡瓦的内孔中设置有限位凸台，在阀座的下端螺纹连接有活塞杆，所述活塞杆贯穿在中间套筒和下连接体中并与下连接体的内孔滑动配合，在活塞杆的上部螺纹连接有限位环，在中间套筒的侧壁上且位于限位环的下端与下连接体的上端之间开设有过流孔。

进一步，所述弹簧成对设置，在两个弹簧之间设置有垫圈。

进一步，所述卡瓦的上端与上连接体的下端通过圆锥面配合。

进一步，所述阀座的外壁上套有一个刮砂环和两个格莱圈。

进一步，所述阀座与活塞杆的连接处螺纹连接有防松螺钉。

进一步，所述花键套的内壁上开设有一组半圆形通槽，在活塞杆的外壁上开设有与半圆形通槽对应的半圆形凹槽，在半圆形通槽和半圆形凹槽之间设置有一组钢珠，在花键套的侧壁上开设有注油的油堵孔，在油堵孔上螺纹连接有油堵。

同时，本发明还提供一种基于上述井下连续向下震击解卡装置的井下连续向下震击解卡方法，将泥浆循环压力从上接头导入，再由分流帽上的分流孔喷出，进而推动阀杆下行，并压缩弹簧，使阀杆的下端与阀座的上端面相接触，此时阀杆与连接在阀座下端的活塞杆一起下移，当工具内部压力不断增大时，活塞杆与连接在活塞杆下端的下部钻具相对固定不动，工具内部压力继续增大时，连接在上接头的上部管柱和花键套一起相对向上运动，即花键套下端的下端面与活塞杆上的台肩相脱离，此时卡瓦的内圆锥面与上连接体的外圆锥面相互脱离，卡瓦上的限位凸台回落在阀杆台阶外圆上；由于有限位环限位，上部管柱移动一定的距离后不能继续上升，此时弹簧则迅速回弹，使阀杆和阀座之间迅速脱离，卡瓦则继续回落，工具内部循环压力建立，此时在上部管柱在自身悬重和弹性变形的作用下，迅速向下运动，由于工具内部有循环压力，再次会推动阀杆并压缩弹簧，促使阀杆的下端与阀座的上端面再次接触，因为卡瓦内孔有限位凸台，此时阀杆作用在卡瓦内孔的限位凸台上，延阻了阀杆与阀座的上端面相接触，此时工具内部循环压力依然存在，使得花键套下端的下端面与活塞杆上的台肩接触，此时产生向下的震击；当向下震击发生以后，卡瓦的内圆锥面与上连接体的外圆锥面贴合，卡瓦在上连接体的作用下，卡瓦恢复到初始状态，在泥浆循环压力作用下，阀杆的下端与阀座的上端面再次接触，整个工具再次重复运动，即达到连续震击的目的。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：

1、本发明能有效提高解卡成功率，为油田提供了可靠的解卡工具；

2、本发明克服了不同排量下需要进行频率匹配才能产生有效震击的问题，可以在任意排量下均可以产生连续震击；

3、本发明为连续向下震击解卡工具，属于打捞解卡工具，其工作性能可靠，操作简单、方便，可适用于修井、打捞等井下多种作业，可在国内各大油田广泛使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是卡瓦的剖视图；

图3是图2的C-C截面图。

附图标记说明：1-上接头，2-分流帽，3-阀杆，4-上部扶正套，5-弹簧，6-垫圈，7-上套筒，8-中部扶正套，9-上连接体，10-中间套筒，11-卡瓦，12-阀座，13-限位环，14-下连接体，15-花键套，16-钢珠，17-活塞杆，18-O形圈，19-刮砂环，20-格莱圈，21-防松螺钉，22-油堵，23-限位凸台。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：本发明的井下连续向下震击解卡装置的结构示意图如图1～3所示，包括外筒部分和心轴部分，所述外筒部分包括从上至下依次螺纹连接在一起的上接头1、上套筒7、上连接体9、中间套筒10、下连接体14以及花键套15；所述心轴部分包括螺纹连接在上接头1内孔上的分流帽2以及贯穿在上套筒7和上连接体9中的阀杆3，在分流帽2的中心开设有盲孔，在盲孔的侧壁上开设有分流孔，所述的阀杆3从上至下外径逐渐缩小的为台阶轴结构，在阀杆3的大轴上端固定安装有上部扶正套4，在阀杆3的大轴中部套有中部扶正套8，且中部扶正套8通过上连接体9的端部限位，在上部扶正套4与中部扶正套8之间安装有弹簧5，在中间套筒10的内孔中滑动连接有阀座12，在阀座12的上端螺纹连接有卡瓦11，在卡瓦11的内孔中设置有限位凸台23，在阀座12的下端螺纹连接有活塞杆17，所述活塞杆17贯穿在中间套筒10和下连接体14中并与下连接体14的内孔滑动配合，在活塞杆17的上部螺纹连接有限位环13，在中间套筒10的侧壁上且位于限位环13的下端与下连接体14的上端之间开设有过流孔，在图1中限位环13的下端与下连接体14的上端之间的距离标记为L。所述弹簧5成对设置，在两个弹簧5之间设置有垫圈6。所述卡瓦11的上端与上连接体9的下端通过圆锥面配合。所述阀座12的外壁上套有一个刮砂环19和两个格莱圈20。所述阀座12与活塞杆17的连接处螺纹连接有防松螺钉21，避免阀座12与活塞杆17松脱。所述花键套15的内壁上开设有一组半圆形通槽，在活塞杆17的外壁上开设有与半圆形通槽对应的半圆形凹槽，在半圆形通槽和半圆形凹槽之间设置有一组钢珠16，在花键套15的侧壁上开设有注液压油或润滑脂润滑钢珠16的油堵孔，在油堵孔上螺纹连接有油堵22。上述各个部件的螺纹连接处均安装有O形圈18，用以提高整个工具的密封性。

本发明的工作原理：

本发明将泥浆循环压力从上接头1导入，再由分流帽2上的分流孔喷出，进而推动阀杆3下行，并压缩弹簧5，使阀杆3的下端与阀座12的上端面A相接触，此时阀杆3与连接在阀座12下端的活塞杆17一起下移，当工具内部压力不断增大时，活塞杆17与连接在活塞杆17下端的下部钻具相对固定不动，工具内部压力继续增大时，连接在上接头1的上部管柱和花键套15一起相对向上运动，即花键套15下端的下端面B与活塞杆17上的台肩相脱离，此时卡瓦11的内圆锥面与上连接体9的外圆锥面相互脱离，卡瓦11上的限位凸台23回落在阀杆3台阶外圆上。由于有限位环13限位，上部管柱移动L的距离后不能继续上升，此时弹簧5则迅速回弹，使阀杆3和阀座12之间迅速脱离，卡瓦11则继续回落，工具内部循环压力建立，此时在上部管柱在自身悬重和弹性变形的作用下，迅速向下运动，由于工具内部有循环压力，再次会推动阀杆3并压缩弹簧5，促使阀杆3的下端与阀座12的上端面A再次接触，因为卡瓦11内孔有限位凸台23，此时阀杆3作用在卡瓦11内孔的限位凸台23上，延阻了阀杆3与阀座12的上端面A相接触，此时工具内部循环压力依然存在，使得花键套15下端的下端面B与活塞杆17上的台肩接触，此时产生向下的震击。当向下震击发生以后，卡瓦11的内圆锥面与上连接体9的外圆锥面贴合，卡瓦11在上连接体9的作用下，卡瓦11恢复到初始状态，在泥浆循环压力作用下，阀杆3的下端与阀座12的上端面A再次接触，整个工具再次重复运动，即达到连续震击的目的。

本发明的心轴部分采用了卡瓦结构，该结构能够达到连续震击的效果；当不同的井况遇卡钻时，在不同排量下，利用卡钻部位以上的钻具组合的悬重，能产生稳定、可靠的震击吨位，达到震击解卡的目的；震击功能发生后，利用泥浆循环压力提供机械能，从而达到最佳连续向下震击效果。