[發明專利]一種油氣鉆井井下重復起震裝置及起震方法

有效

• 申請號: 201210266760.8
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102817567A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 劉剛;周建良;何保生;馬加驥;王平雙;董照顯;武廣璦;于長廣;靳勇;曹硯鋒;文敏
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B28/00
• 分類號: E21B28/00;E21B47/095
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種油氣鉆井井下重復起震裝置，其特征在于：它包括一外筒，所述外筒內插設有一具有中心孔的上接頭，所述上接頭頂部的中心孔設置有與上部鉆具連接的內螺紋，所述上接頭通過螺紋連接在所述外筒的上口；所述上接頭的中部與所述外筒之間套設有一彈簧，所述彈簧的底部連接一沖擊錘，所述沖擊錘與所述外筒之間滑動夾設有一套筒；所述外筒內壁的中部具有一加大內徑的臺肩，所述臺肩下方的所述外筒內壁滑動地設置有一止推環，所述止推環下方的所述外筒內壁設置有一通過外螺紋與其連接的限位環；所述套筒滑動地穿設在所述限位環內，所述套筒的上部沿周向均布有三個弧形結構槽，所述套筒外壁的結構槽下方緊密地套設在一具有漸縮臺肩止推環內；在每一個所述結構槽內均卡設有一弧形卡，所述套筒內徑的中部具有一圈凸出的鐵砧，所述鐵砧的垂向設置有若干連通孔，所述套筒下半段的內徑滑動地套設有一操作套筒，所述操作套筒通過螺紋連接在上接頭的末端；所述操作套筒的上口外緣設置有控制沖擊錘上行的一圈凸臺；所述套筒下半段的外徑設置有矩形外花鍵，所述外花鍵滑動地套接一內花鍵接頭，所述外筒的下口通過若干螺栓固定連接內花鍵接頭；所述外花鍵末端通過螺紋連接一下接頭，所述下接頭外壁設置有用于連接下部鉆具的螺紋。

2.如權利要求1所述的一種油氣鉆井井下重復起震裝置，其特征在于：所述弧形卡的形狀為30°弧形結構；所述結構槽中內部開度小于弧形卡的截面直徑。

3.如權利要求1或2所述的一種油氣鉆井井下重復起震裝置的起震方法，其包括以下步驟：

1）正常鉆進狀態時，彈簧處于自然伸展狀態，此時沖擊錘與套筒鐵砧之間處于貼合狀態；而止推環的漸縮臺肩與套筒結構槽正處于同一水平位置，弧形卡的外側卡靠在止推環的漸縮臺肩中；震源在鉆壓的作用下，其內花鍵接頭與下接頭一直處于貼合狀態；鉆進扭矩靠套筒的花鍵副傳遞，鉆壓通過內花鍵接頭底部與下接頭的接觸傳遞；震源不會產生震擊作用，只是作為鉆具的一部分傳遞扭矩和鉆壓；

2）根據檢測要求，需要起震時，首先停止鉆具轉動，上提上部鉆具，上接頭帶動操作套筒一同上移，操作套筒的凸臺推動沖擊錘和彈簧整體上移，此時彈簧仍然處于自然伸展狀態；限位環也隨著外筒一同上移；由于套筒末端連接下接頭，而下接頭又和井下動力鉆具及鉆頭連接，因此靠自重保持靜止不動，且鉆頭仍與地層接觸；

3）當沖擊錘上移至弧形卡上端時，限位環與止推環接觸，上部鉆具還在繼續上行，限位環推動止推環上行，止推環的漸縮臺肩向內擠推弧形卡，使弧形卡進入套筒的結構槽內，并有部分弧形卡突出到套筒內壁形成三個控制沖擊錘下行的卡點，承托在沖擊錘底部，停止鉆具的上提；

4）下放上部鉆具，由于弧形卡限制了沖擊錘下行，而上部鉆具帶動上接頭繼續下行，進而使彈簧受壓儲蓄能量，當上接頭帶動外筒內壁臺肩下行與止推環頂部接觸時，此時彈簧壓縮量為最大，儲蓄能量也達到最大值，震源處于待激發狀態；

5）上接頭帶動外筒繼續下行，當臺肩下行至止推環與套筒的結構槽處在同一水平位置時，弧形卡在沖擊錘的推擠作用下向外脹開，回到止推環的漸縮臺肩中，使套筒內壁承托沖擊錘的卡點消失，彈簧釋放彈性動能帶動沖擊錘迅速下行沖擊套筒的鐵砧實現一次起震，即產生一次標志性信號；

6）當沖擊動作完成后，彈簧恢復到自然伸展狀態，震源也恢復到步驟1）；重復上述步驟2）、3）、4)和5)的動作，即可以實施下一次起震。