深井随钻震击器的设计计算

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深井随钻震击器的设计计算

摘要: 针对深井(4000～5 000m)钻井的需要， 对国内外现有的深井随钻震击器的设计进行了综合和改进。设计的重点在于对卡瓦摩擦副过盈量和液压上击器液缸内压、极限拉力、活塞自封和补偿变形等进行设计计算;
同时对其震击力、增加倍数、关键元件和关键部位强度进行了核算; 对密封亦进行了设计。
关键词: 随钻震击器; 设计; 计算

1随钻震击器的工作原理
[ 1]
液压随钻上击器利用液压原理实现上击， 为锥形活塞结构， 由锥体、旁通体、密封体和油封组成( 图1) 。锥体可在旁通体的上台肩和密封体上端面之间移动。钻井时， 心轴呈拉开状态。震击前， 需先下放钻柱使上击器回位。震击时， 上提钻柱， 密封体与锥体下端面之间的通道封闭， 只有锥体底面和外表面的泄油槽可以通过少量液压油， 其余油流被阻于锥体活塞上腔， 油压增高， 心轴以上钻铤逐渐伸长， 储存能量。由于油流只能很有限地通过锥体限油槽， 钻柱继续伸长， 锥体向上运动到达压力体卸荷腔时， 压力腔内的高压油在短时间内释放能量。被拉长的钻柱突然收缩，使其延长心轴顶面以极高的速度撞击花键体的台肩， 给被卡钻柱以强烈的向上震击。