[其他]二次控制沖擊器

無效

• 申請號: 87103924
• 申請日: 1987-06-02
• 公開（公告）號: CN87103924A
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發明（設計）人: 李鳳泳;張玉蘭
• 申請（專利權）人: 華北石油職工大學;華北石油管理局第二勘探公司;華北石油管理局二連石油勘探開發公司
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06;E21B7/24
• 代理公司: 石油工業專利服務中心
• 代理人: 李玉明

本發明應用于鉆探領域中。采用沖擊回轉鉆進方法時，產生沖擊力的一種工具。特點是它可適應于沖洗液為磨礫度較大的泥漿的石油鉆井。

沖擊回轉鉆進是二十世紀初發明的一種效率較高的鉆井方法。沖擊回轉鉆進方法的實質就是，在目前一般回轉鉆進的基礎上，再加上一個沖擊器，沖擊器接在鉆頭上部，鉆頭在一定軸向壓力作用下回轉的同時，沖擊器對鉆頭施加周期的沖擊載荷，加速了巖石的破碎。沖擊回轉鉆進的方法，可以提高鉆進速度，提高井孔質量，降低鉆井成本。這種方法在水文、地質的鉆井中取得了較好的效果，但仍存在著沖擊器工作壽命較低的問題。在石油鉆井中，到目前為止很少采用沖擊回轉鉆進的方法。其主要原因是，現有的沖擊器為一次性控制滑閥、平面閥或一次性控制平面閥加彈簧的控制機構，控制振蕩缸工作。因彈簧疲勞或因大量泥漿通過滑閥，滑閥很快磨損。一次控制沖擊器壽命很低，影響了推廣使用。

本發明二次控制沖擊器是將流體伺服控制原理，應用于沖擊器中;主要由控制機構、工作閥及振蕩缸組成，全部結構中無彈簧?？刂茩C構為兩次控制。一是振蕩器發出振蕩信號指令工作閥工作;二是工作閥控制振蕩缸工作。由于二次控制機構通過的流體比一次控制機構通過的流體少，而磨損小;同時工作閥工作時所需要的壓力差很小，故磨損后仍能維持長時間工作。工作閥為平面閥，平面閥對流體中雜質敏感小，壽命長。所以，二次控制沖擊器的壽命比目前的沖擊器壽命長。可以應用于沖洗液為泥漿的石油鉆井中。如果將其應用于水文、地質等鉆探中將會取得更顯著的效果。

二次控制沖擊器工作原理：見附圖1

當具有一定壓力的流體流入沖擊器時，分成二路，一路通入振蕩器（2），一路通向信號分配器（3）和工作閥（6）。流體通過振蕩器（2）后，使振蕩器發生振蕩，信號分配器（3）將通道（1）的流體按振蕩器振蕩頻率分配，指令工作閥（6）工作。下面分兩步說明振蕩缸的工作狀態：

附圖1中（a）為振蕩器（2）、信號分配器（3）發出指令，通道（4）是高壓流體，通道（5）是低壓流體，工作閥（6）所處位置使通道（1）的流體進入振蕩缸（7）活塞的上腔，振蕩缸（7）活塞的下腔流體經工作閥（6）流向沖擊器殼外。振蕩缸（7）的活塞帶動沖錘（8）向下運動，完成對鉆頭的一次沖擊。

附圖1中（b）為振蕩器（2）變換位置，信號分配器（3）發出指令，通道（5）是高壓流體，通道（4）是低壓流體，推動工作閥（6）換向，工作閥（6）的位置使通道（1）的流體進入振蕩缸（7）活塞的下腔，振蕩缸（7）活塞上腔的流體經工作閥（6）流向沖擊器殼外。振蕩缸（7）的活塞帶動沖錘（8）向上運動，作好下次沖擊準備。

由于振蕩器（2）連續通過具有一定壓力的流體時，自身即產生連續振蕩，信號分配器（3）即指令工作閥（6）連續工作，振蕩缸（7）的活塞即帶動沖錘（8）連續產生沖擊。

此種控制，先經振蕩器（2）產生振蕩信號，再經信號發生器（3）指令工作閥（6）工作而控制振蕩缸（7）工作，故稱“二次控制”。

二次控制沖擊器的結構特點：見附圖2

1.殼體（16）內裝入三通式分流器（9）;振蕩器（10）-振蕩器結構可采用差動式、射流式、節流壓差式等型式;信號分配器（11）-結構為二位三通閥，至少有二個多路閥組成的工作閥（12）;振蕩缸（22）;振蕩缸缸蓋（18）等零件。兩端由螺母（21）、（25）壓緊。

振蕩器（10）產生振蕩信號，信號分配器（11）發出指令，指令工作閥（12）工作，從而控制振蕩缸（22）工作。

2.為了調整、控制流體和工作流體的比例，分流器（9）上設有分流孔（20）直徑為1.5～15mm。

3.振蕩器（10）、信號分配器（11）、工作閥（12）、振蕩缸（22）均制成截面為圓形面上切去至少三部分面積的棱柱體（見附圖2中A-A剖面），與殼體（16）組成至少三條通道，便于實現“二次控制”流體的回路。

4.振蕩器（10）、信號分配器（11）、工作閥（12）、振蕩缸（22）與殼體（16）組成的三條通道（29）、（30）、（31），該三條通道之間裝有軸向密封條（28），以便實現三條通道之間的密封（附圖2中A-A剖面）。

5.為了使各部件與殼體之間不發生位移，殼體（6）內裝零件有分流器（9）、振蕩器（10）、信號分配器（11）、工作閥（12）、振蕩缸（22）、振蕩缸缸蓋（18）均由定位肖（13）與殼體（16）上的定位槽實現徑向固定;兩端由螺母（21）、（25）壓緊實現軸向固定。