钻修井用机械轴向冲击器装置的制作方法

本技术属于水井或石油井下钻修井工具，具体涉及一种钻修井用机械轴向冲击器装置，特别是一种磨、铣、造扣作业中使用的机械轴向冲击器。

背景技术：

1、在油水井生产过程中经常伴随着测试，压裂，洗井等下各种工具的作业，就难免会存在各种事故，需要专门的磨、铣、造扣等事故处理作业，在这些作业过程中会产生较大扭矩，有时候会憋钻或卡钻。通常在磨、铣、造扣等井下作业中没有类似的轴向冲击器和过扭矩保护的一个能随钻冲击振动和限制扭矩的工具，导致一些工具、油管、钻杆等在持续的扭力下断裂，因而会产生二次事故。而使用现有的震击器时，施加过大的轴向力拉力时，造斜点到靶点段的管柱会承受较大的径向力，导致震击器不能工作，且管柱容易折断。鉴于此需要提出一种机械轴向冲击器装置，装在磨铣鞋或者公母锥等工具上面，对该类作业工具能产生固定频率的轴向冲击力，同时整个管柱及工具上的扭矩能及时卸掉，从而达到防止憋钻和保护整个管柱及工具的目的。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题：提供一种钻修井用机械轴向冲击器装置，本实用新型目的在于针对磨、铣、造扣等过程中卡/憋钻的情况，用于克服磨、铣、造扣等在持续的扭力下卡/憋钻造成工具、油管、钻杆等断裂的缺陷，使用稳定可靠、结构简化、成本低廉、适用范围广、操作精度高且简便。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案：

3、钻修井用机械轴向冲击器装置，包括上接头、外筒、调整垫片、芯轴、弹簧、动力套、压帽、下接头；

4、所述上接头下端与芯轴上端固定连接，所述芯轴外部套有弹簧，所述弹簧上部的芯轴上套有用于调整弹簧工作长度而达到调整轴向作用力的调整垫片，所述弹簧下部的芯轴上套有动力套，所述动力套上端压住弹簧下端，所述动力套下端面上圆周均布有多个斜边开口，所述芯轴下部外表面上圆周均布有多个与斜边开口啮合的凸耳；所述外筒套在弹簧外部，所述外筒上端内表面与上接头下端外表面适配套合，所述外筒下端通过固定旋合在芯轴下端的压帽限位，所述动力套外表面制有外花键，所述外筒内表面对应处设有内花键，所述外花键依靠弹簧对动力套的压力一直与内花键啮合；所述下接头上部套在压帽外部且与外筒下端固定连接。

5、对上述方案的进一步限定，所述上接头上端带有钻杆扣母螺纹，所述上接头下端内表面与芯轴上端外表面通过内外螺纹结构固定旋合，并通过密封圈密封和顶紧螺钉紧固。

6、对上述方案的进一步限定，所述动力套下端圆周均布有4个斜边开口，相应的所述芯轴上圆周均布有4个与斜边开口啮合的凸耳，所述斜边开口一边为轴向直边，所述斜边开口另一边为带斜度边。

7、对上述方案的进一步限定，所述压帽内表面与芯轴下端外表面通过内外螺纹结构固定旋合，并通过顶紧螺钉紧固。

8、对上述方案的进一步限定，所述外筒上端内表面与上接头下端外表面套合处通过密封圈密封，所述外筒下端内表面与芯轴外表面套合处通过密封圈密封。

9、对上述方案的进一步限定，所述下接头内表面与外筒下端外表面通过内外螺纹结构固定旋合，并通过密封圈密封和顶紧螺钉紧固，所述下接头下端带有钻杆扣公螺纹。

10、本实用新型与现有技术相比的优点：

11、1、本方案的芯轴在达到设定扭矩值后可与动力套产生相对位移而处于触发工作状态，当整个管柱上的扭矩大于机械轴向冲击器的工作扭矩时，机械轴向冲击器的动力套依靠芯轴上的凸耳和动力套端面上的带斜度的开口产生位移并压缩弹簧，芯轴凸耳滑过动力套端面上的最高点后，芯轴凸耳在弹簧推力的释放作用下换入下一个开口，从而产生一个轴向的冲击力并卸掉整个管柱上的扭力，从而达到防止卡/憋钻及释放扭矩保护整个管柱的目的；

12、2、本方案中弹簧力可以用调整垫片进行调整而调整工具的触发扭矩值，无需进行额外操作，工具在达到预设扭矩时自动触发，操作简便；

13、3、本方案在芯轴上的凸耳滑过动力套端面的开口时，动力套会自动切换到下一个开口，在切换过程中弹簧蓄力释放部分，从而产生一个较大的轴向震击力，这样可以避免卡/憋钻的情况；

14、4、本方案提供的机械轴向冲击器装置，可在水平井中使用，且全通径设计，不会对目前的各种作业工艺带来改变，尤其是水平井中震击器不能正常工作，可替代现有震击器的功能，使用稳定可靠、结构简化、成本低廉、适用范围广、操作精度高且简便、具有广泛应用前景。

技术特征：

1.钻修井用机械轴向冲击器装置，其特征在于：包括上接头(1)、外筒(2)、调整垫片(3)、芯轴(4)、弹簧(5)、动力套(6)、压帽(7)、下接头(8)；

2.根据权利要求1所述的钻修井用机械轴向冲击器装置，其特征在于：所述上接头(1)上端带有钻杆扣母螺纹(1-1)，所述上接头(1)下端内表面与芯轴(4)上端外表面通过内外螺纹结构固定旋合，并通过密封圈密封和顶紧螺钉紧固。

3.根据权利要求1所述的钻修井用机械轴向冲击器装置，其特征在于：所述动力套(6)下端圆周均布有4个斜边开口(6-2)，相应的所述芯轴(4)上圆周均布有4个与斜边开口(6-2)啮合的凸耳(4-1)，所述斜边开口(6-2)一边为轴向直边，所述斜边开口(6-2)另一边为带斜度边(6-3)。

4.根据权利要求1所述的钻修井用机械轴向冲击器装置，其特征在于：所述压帽(7)内表面与芯轴(4)下端外表面通过内外螺纹结构固定旋合，并通过顶紧螺钉紧固。

5.根据权利要求1所述的钻修井用机械轴向冲击器装置，其特征在于：所述外筒(2)上端内表面与上接头(1)下端外表面套合处通过密封圈密封，所述外筒(2)下端内表面与芯轴(4)外表面套合处通过密封圈密封。

6.根据权利要求1所述的钻修井用机械轴向冲击器装置，其特征在于：所述下接头(8)内表面与外筒(2)下端外表面通过内外螺纹结构固定旋合，并通过密封圈密封和顶紧螺钉紧固，所述下接头(8)下端带有钻杆扣公螺纹(8-1)。

技术总结
提供一种钻修井用机械轴向冲击器装置，属于钻修井工具技术领域。上接头下端与芯轴上端固定连接，芯轴外部套有弹簧，弹簧上部的芯轴上套有调整垫片，弹簧下部的芯轴上套有动力套，动力套下端面上设有斜边开口，芯轴下部设有与斜边开口啮合的凸耳；外筒套在弹簧外部，外筒下端通过固定旋合在芯轴下端的压帽限位，动力套外表面制有外花键，外筒内表面对应处设有内花键，外花键依靠弹簧对动力套的压力一直与内花键啮合；下接头上部套在压帽外部且与外筒下端固定连接。本技术克服磨、铣、造扣等在持续的扭力下卡/憋钻造成工具、油管、钻杆等断裂的缺陷，使用稳定可靠、结构简化、成本低廉、适用范围广、操作精度高且简便。

技术研发人员：郭朝阳,王寅
受保护的技术使用者：宝鸡聚能石油机械有限公司
技术研发日：20230620
技术公布日：2024/1/15