[实用新型]一种超万米深井震击器的压力平衡装置

说明书

本实用新型公开了一种超万米深井震击器的压力平衡装置。包括由下接头1、下套筒2、连接体3和上套筒4构成的外筒；外筒内设有由上接头5、上芯轴6和下芯轴7构成的内筒；内筒的上接头经花键与外筒的上套筒传动连接；上芯轴与上套筒之间设有上油腔8，上油腔内设有上活塞9；上芯轴与连接体之间设有压力平衡腔10，压力平衡腔上端与上活塞9底部连通，压力平衡腔下端与下油腔12内的下活塞13顶部连通；下油腔位于下芯轴与下套筒之间；下油腔内设有下活塞13；连接体上设有平衡孔14，平衡孔与压力平衡腔相通。本实用新型可消除深井和海底外部压力对震击器正常工作的影响，确保震击器在超万米深井中能正常工作。

技术领域

本实用新型涉及一种超万米深井震击器的压力平衡装置，属于超深井钻探设备技术领域。

背景技术

石油、天然气及地质勘探钻井过程中，由于泥浆质量不良，地质构造复杂以及操作技术措施失误等多方面原因，常常发生钻具被卡的事故。卡钻对钻井工作影响很大，危害也很深。若处理不当，不仅耗时长，损失钻井进尺，而且可能使事故恶化，甚至使油气井报废。因此正确配备各种震击工具是迅速、有效地解除卡钻事故的关键。随着钻井深度和使用范围的扩展，特别是万米以上深井和深海钻井使用的震击器，对震击器提出了更高的要求。

现有的震击器，主要有机械式和液压式两种。现有的机械式震击器虽然可以实现在万米深井和深海的震击作业，但由于自身的结构限制，只能在预先调定的同一许用释放震击力下进行震击作业。无法实现许用释放震击力的增加或减小，不能充分满足超深井使用的需求。现有的液压式震击器虽然可以实现释放震击力的无级调节功能，但在万米深井和深海的震击作业中，由于外部压力很多时候甚至超过100MPa。在如此高的外部压力下，现有的液压式震击器无法通过液压阀组件建立起工作所需要的内部压力，也就无法实现正常的震击功能。无论是机械式震击器还是液压式震击器，在万米深井和深海的作业中，由于超过100Mpa的外部压力作用在震击器外筒零件上，造成震击器外筒零件出现变形，造成震击器使用寿命急剧下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种超万米深井震击器的压力平衡装置，以确保震击器在超100MPa外压力的超深井工况下实现正常震击作业，迅速、有效地解除卡钻事故，从而克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的一种超万米深井震击器的压力平衡装置，包括由下接头、下套筒、连接体和上套筒构成的外筒；其特征在于：外筒内设有由上接头、上芯轴和下芯轴构成的内筒；内筒的上接头经花键与外筒的上套筒传动连接；上芯轴与上套筒之间设有上油腔，上油腔内注满液压油并设有上活塞；上芯轴与连接体之间设有压力平衡腔，压力平衡腔上端与上活塞底部连通，压力平衡腔下端与下油腔内的下活塞顶部连通；下油腔位于下芯轴与下套筒之间；连接体上设有平衡孔，平衡孔与压力平衡腔相通；下油腔经液压阀分为高低压力腔；通过平衡孔将外部压力引入压力平衡腔，驱动上活塞移动，使上油腔内的液压油体积变化，实现上活塞上部的内部压力与上活塞下部的外部压力达到平衡；所述平衡孔将外部压力引入压力平衡腔，通过中活塞的移动，使下油腔内的液压油体积变化，实现中活塞上部的外部压力内部压力与中活塞下部的内部压力达到平衡。

前述压力平衡装置中，所述上接头为圆筒状，上接头上部设有与上部钻柱连接的内锥螺纹；上接头下部设有与上芯轴连接的外螺纹；上接头下部设有与上套筒传动连接的外花键。

前述压力平衡装置中，所述上套筒为圆筒状；上套筒的内孔上部设有密封环槽，密封环槽下方与上接头传动连接的内花键；与内花键位置对应处的外圆上设有油堵；上套筒的内孔下部设有与连接体连接的内螺纹。

前述压力平衡装置中，所述下接头为圆筒状，下接头下部设有与下部钻柱连接的外锥螺纹；下接头上部设有与下套筒连接的外螺纹。

前述压力平衡装置中，所述连接体为圆筒状，连接体下部设有与下套筒连接的外螺纹；连接体上部设有与上套筒连接的外螺纹；连接体中部设有平衡孔。