震擊器、減震器簡介

1、1.概述在鉆井作業(yè)中，由于地質構造復雜、技術措施不當以及泥漿、管柱、井眼等各種 原因，常常發(fā)生鉆具被卡(也就是卡鉆)的事故。卡鉆對鉆井作業(yè)影響很大，如 果處理不當，不僅消耗時間長，損失鉆井進尺，而且可能使事故惡化，甚至造成 油氣井報廢。震擊器是解除卡鉆事故的有效工具之一。 當鉆具遇卡時，可以通過震擊器給卡點 處向上或向下以強烈的震擊力，使卡點松動，從而達到迅速解卡的目的。由于震擊器大大提高了卡鉆事故處理效率， 因而在鉆井和修井作業(yè)中震擊器得到 了廣泛應用。震擊器分類與技術條件、震擊器分類:1.按震擊器作用效果分類：(1) 上擊類。對被卡鉆具施以向上的震擊力；(2) 下?lián)纛?。對被卡鉆具施以向下的

2、震擊力；(3) 上、下震擊器結合類。對被卡鉆具施以向上或向下的震擊力2 .按震擊器作用原理分類：(1) 機械式；(2) 液壓式(3) 液壓機械式。、型號表示與技術規(guī)格1 . 型號表示法根據(jù)SY/T5496-9君標準規(guī)定，震擊器型號表示為:外徑尺寸，mm名稱代號，液壓上擊器國外生產(chǎn)震擊器、減震器產(chǎn)品的廠家很多，生產(chǎn)的兩器產(chǎn)品規(guī)格品種比較齊全， 技術水平也很高。國外之所以生產(chǎn)廠商多、規(guī)格品種多、技術發(fā)展快，與他們對 鉆井安全的高度重視密切相關。國內(nèi)兩器產(chǎn)品的技術性能和質量狀況一直在低水平徘徊， 難以滿足鉆井作業(yè)對質 量好、可靠性高的井下工具產(chǎn)品的需求。 我國每年因為作業(yè)事故導致直接經(jīng)濟損 失數(shù)億圓

3、， 其中很大一部分可以減輕甚至避免。 在鉆井速度和鉆井效益越來越受 到關注的今天， 正確地認識兩器產(chǎn)品對于鉆井作業(yè)的重要意義， 設計和制造高水 平的兩器產(chǎn)品， 正確地選擇和使用震擊器和減震器， 發(fā)揮它們應有的效能， 將為 鉆井工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。我國自 70 年代起開始引進和開發(fā)震擊器和減震器產(chǎn)品，產(chǎn)品的設計、制造和使 用不斷有所發(fā)展。 但與鉆井技術的發(fā)展相比， 在技術水平、 產(chǎn)品質量和維修服務 上，長期以來一直存在著很大的差距。2. 震擊器產(chǎn)品的品種和型號2.1. 震擊器產(chǎn)品的品種 震擊器產(chǎn)品一般按用途分為隨鉆震擊器和打撈震擊器， 按工作原理分為機械式震 擊器和液壓式震擊器。隨鉆震擊器要

4、設計在鉆柱組合中， 隨鉆柱下井工作。 如果鉆進或者起下鉆過程中 遇卡，可以隨時震擊解卡。 使用隨鉆震擊器可以預防作業(yè)事故的發(fā)生， 減少或者 避免不必要的事故處理費用， 降低鉆井綜合成本。 因此，在復雜井的管柱設計中， 應當設計隨鉆震擊器。為了滿足長時間隨鉆工作的需要， 隨鉆震擊器通常配有能承受較大負荷的扭矩傳 遞機構，以及可靠的密封機構。打撈震擊器只是在需要解卡時才上井作業(yè)。 由于不需要長時間的井下工作， 因此 結構相對簡單一些。一般而言， 隨鉆震擊器可以代替打撈震擊器使用， 而打撈震擊器不可以長時間隨 鉆工作。震擊器產(chǎn)品的核心是釋放機構。 按釋放機構工作原理的不同， 可以分為機械式震 擊器、

5、液壓式震擊器和機械液壓組合式震擊器。機械式震擊器（尤其是上下?lián)粢惑w的機械式震擊器）具有結構簡單、工作可靠、 適應包括高溫在內(nèi)的各種不同工況等優(yōu)點， 在國外已經(jīng)普遍使用。 機械式震擊器 對金屬材料及其熱處理、 機械加工設備等要求較高， 因而前幾年在國內(nèi)應用較少。液壓式震擊器的震擊效果可以靠司鉆的操作加以調節(jié)， 使用靈活。由于液壓介質、 密封材料和密封結構等容易受磨損、 井溫等因素影響， 產(chǎn)品的壽命、 適應性和可 靠性均不穩(wěn)定。為了克服這一問題， 我們采用了先進的密封材料和相應的密封結 構設計，使液壓式震擊器產(chǎn)品的可靠性大大提高。機械液壓組合的震擊器， 集中了兩種原理的優(yōu)點， 使震擊器的技術性能得

6、到很大 提高，成為震擊器產(chǎn)品的發(fā)展方向。2.2. 震擊器產(chǎn)品的型號按照最新的石油行業(yè)標準震擊器與加速器（SY/T5496 2000）的規(guī)定，北京石油機械廠震擊器產(chǎn)品的型號表示方法如下：QJ:震擊器產(chǎn)品代號：QJ隨鉆震擊器（機械式、上下?lián)粢惑w）SS隨鉆上擊器（液壓式、上擊）SX隨鉆下?lián)羝鳎C械式、下?lián)簦〤S超級上擊器（液壓式打撈震擊器、上擊）DX地面下?lián)羝鳎C械式打撈震擊器、下?lián)簦?78: 震擊器規(guī)格（直徑， mm）A：結構特征代號：A釋放力在井口可調；K 釋放力在井口不可調2.3. 目前生產(chǎn)的震擊器產(chǎn)品目前北京石油機械廠生產(chǎn)的震擊器主要有以下規(guī)格型號，這些震擊器在形式和規(guī)格上 基本滿足鉆井作業(yè)

7、的需求：1)QJ120A隨鉆震擊器（4 3/4 、機械式、上下?lián)粢惑w、釋放力可調）2)QJ159K 隨鉆震擊器（6 1/4 、機械式、上下?lián)粢惑w、釋放力不可調）3)QJ165K隨鉆震擊器（6 1/2 、機械式、上下?lián)粢惑w、釋放力不可調）4)QJ178A隨鉆震擊器（7、機械式、上下?lián)粢惑w、釋放力可調）5)QJ203K隨鉆震擊器（8"、機械式、上下?lián)粢惑w、釋放力不可調）6)SS159 隨鉆上擊器（ 6 1/4 、液壓式、上擊）7)SS165 隨鉆上擊器（ 6 1/2 、液壓式、上擊）8)SX159 隨鉆下?lián)羝鳎?6 1/4 、機械式、下?lián)簦?)SX165 隨鉆下?lián)羝鳎?6 1/2 、機械

8、式、下?lián)簦?0)CS159 超級上擊器（ 6 1/4 、液壓式、上擊）11)CS165 超級上擊器（ 6 1/2 、液壓式、上擊）12)CS178 超級上擊器（ 7"、液壓式、上擊）13)CS203 超級上擊器（ 8"、液壓式、上擊）14)DX178A地面下?lián)羝鳎?7"、機械式、下?lián)?、釋放力可調）3. 常用震擊器介紹震擊器產(chǎn)品曾一度結構形式較多，型號繁雜，但從使用角度看，常用的型號相對 固定。尤其北京石油機械廠 推出震擊器產(chǎn)品以來，瞄準國際先進水平，加強了機 械式震擊器的開發(fā)和推廣的力度，使機械式震擊器產(chǎn)品在國內(nèi)開始普及。3.1. 釋放力可調的機械式隨鉆震擊器這種

9、震擊器上下?lián)粢惑w，釋放力可以根據(jù)需要在井口調節(jié)， 整機長度短、使用靈 活方便。釋放力可調的機械式震擊器目前主要有以下幾個規(guī)格：QJ120A隨鉆震擊器（4 3/4 了QJ178A隨鉆震擊器（7”釋放力可調的機械式隨鉆震擊器的技術關鍵，在于其鎖緊機構和釋放力調節(jié)機構 的設計和加工。要求調節(jié)機構調節(jié)準確、工作穩(wěn)定可靠，鎖緊機構有較長的使用 壽命。為此，對主要零件的結構設計和加工精度以及金屬材料的選擇和熱處理均 有很高的要求。這種震擊器的鎖緊機構采用了一組棱帶式的卡瓦，卡瓦副的釋放由彈性套在壓力作用下的變形來控制。32釋放力不可調的機械式隨鉆震擊器這種震擊器的鎖緊機構采用了一組棱帶式鎖緊卡瓦，卡瓦副通

10、過一組彈簧預緊將鎖緊心軸鎖住?？ㄍ吒钡尼尫趴挎i緊卡瓦克服彈簧預緊力時的張開實現(xiàn)。這種震擊器的釋放力在產(chǎn)品組裝時設定，現(xiàn)場不需要調節(jié)。由于沒有附加的釋放力調節(jié) 機構，因此整機長度更短，工作更加安全可靠。這種震擊器目前主要有以下型號：QJ159K隨鉆震擊器（6 1/4 ”）QJ165K隨鉆震擊器（6 1/2 ”）QJ203K隨鉆震擊器（8 ”）我廠QJ203K隨鉆震擊器的廠內(nèi)壽命試驗，在100%釋放負荷下，上下?lián)舸螖?shù)達 到330次時，釋放力基本不下降，超過了行業(yè)標準“ 50%負荷下次數(shù)達到200 次”的要求。3.3. 液壓式震擊器液壓式震擊器利用液壓液在細小流道內(nèi)流動時的阻尼作用作為鎖緊機構，利用

11、流道突然變化所引起的釋放，在震擊器內(nèi)產(chǎn)生打擊，從而在鉆柱內(nèi)形成震動。顯然，這種震擊器對密封結構的設計和密封材料的選用，以及對零件的加工精度 的要求都十分嚴格。液壓式震擊器由于其鎖緊機構工作原理的限制，只能在單一方向上產(chǎn)生震擊，一般為向上震擊。目前生產(chǎn)的液壓式隨鉆上擊器有：SS159隨鉆上擊器（6 1/4 了SS165隨鉆上擊器（6 1/2 了目前生產(chǎn)的液壓式打撈震擊器有：CS159超級上擊器（6 1/4 了CS165超級上擊器（6 1/2 了CS178超級上擊器（7”）CS203超級上擊器（8”）34地面下?lián)羝鞯孛嫦聯(lián)羝髟诰谑褂?，其對卡點的震動效果是向下震擊。地面下?lián)羝鳈C構簡單，沒有復雜的密

12、封和扭矩傳遞機構。由于只是在井口使用， 因而現(xiàn)場使用比較方便。過去的地面下?lián)羝鞑捎靡桓蹦Σ量ㄍ咦鳛獒尫艡C構，由于摩擦卡瓦工作原理的限 制，釋放力不穩(wěn)定，特別在釋放力較大時容易發(fā)生卡死（摩擦副燒死）的現(xiàn)象， 此時很容易發(fā)生作業(yè)事故，對人身和設備均有很大的危險。最新研制的DX178A地面下?lián)羝鞑捎昧诵谐炭刂频目ㄍ呤芥i緊機構，由于工作 原理的變化，不僅調節(jié)穩(wěn)定、工作可靠，而且避免了在釋放力較大時的卡死現(xiàn)象， 使解卡作業(yè)更加安全。地面下?lián)羝鲗儆谧杂陕潴w式震擊器，釋放后行程越大，對卡點的震擊越強烈。標準規(guī)定的行程范圍為400mm1600mm。我廠目前生產(chǎn)的地面下?lián)羝饔袃煞N行 程，可以供油田選用：DX17

13、8A地面下?lián)羝鳎?”、行程1000mm）DX178A16地面下?lián)羝鳎? ”、行程1600mn）4. 減震器產(chǎn)品的品種和型號減震器是鉆井作業(yè)所需的井下工具之一。它利用工具內(nèi)部的減震元件吸收或減 小鉆井過程中鉆頭的沖擊負荷、鉆柱的震動負荷以及旋轉破巖時的扭轉負荷， 從而保護鉆頭和鉆具，達到降低鉆井成本，提高鉆井工作效率的目的。4.1. 減震器產(chǎn)品的品種與型號常見的減震器包括液壓式減震器和機械式減震器。液壓式減震器又分為液壓減震 器和雙向減震器。減震器的型號表示方法如下：JZ:減震器產(chǎn)品代號YS:結構形式代號：YS 液壓式雙向減震器丫一一液壓減震器H彈簧式機械減震器178:減震器規(guī)格（直徑，mm ）

14、液壓減震器利用液體的可壓縮性以及液體在壓縮時吸收能量和流動時耗散能量 的特性，實現(xiàn)減少或者消除震動的目的。雙向減震器除了可以軸向壓縮外， 還可以將扭轉沖擊轉化為軸向沖擊，利用液壓 減震的原理減少或者消除縱向震動和扭轉沖擊。機械式減震器是我廠與國外公司合作開發(fā)的產(chǎn)品， 具有減震效果好、工作壽命長、 性能價格比高等優(yōu)點。4.2. 目前生產(chǎn)的減震器產(chǎn)品目前生產(chǎn)以下型號的減震器產(chǎn)品，其中 JZ H175 為出口產(chǎn)品：1）JZY159液壓減震器（6 1/4 "、行程 100mm2）JZY178液壓減震器（7”、行程120mm3）JZY203液壓減震器（8”、行程100mm4）JZY229液壓減

15、震器（9”、行程120mm5）JZYS159雙向減震器（6 1/4 ”、行程 100mm6）JZYS178雙向減震器（7”、行程100mm7）JZYS203雙向減震器（8”、行程100mm8）JZYS229雙向減震器（9”、行程120mm9）JZ H159機械減震器（6 1/4 ”、行程50mm10）JZ H165機械減震器（6 1/2 ”、行程 50mm11）JZ H175機械減震器（6 3/4 ”、行程50mm12）JZ H178機械減震器（7”、行程50mm13）JZ H203機械減震器（8”、行程50mm4.3. 減震器形式的選擇由于歷史的原因以及鉆井設計的不同， 不同的油田習慣于采用

16、不同類型的減 震器。隨著技術的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的結構、性能及其適應性也在變化，人們對產(chǎn) 品不斷有新的認識，從而為更好地選擇和使用減震器奠定了基礎。從使用的角度看， 鉆柱在井筒內(nèi)的旋轉運動是引起鉆柱震動的原因之一， 鉆 頭在硬地層的旋轉破巖是引起鉆柱震動的另一個更重要的原因， 鉆柱所產(chǎn)生的震 動是縱向和扭轉的復合震動。 使用雙向減震器可以減少或者消除鉆頭旋轉引起的 震動，可以在很大程度上消除震動源， 因此，具有軸向和扭轉雙重減震作用的雙 向減震器往往具有更好的減震效果。液壓式減震器采用硅油作為液體彈簧， 其剛度取決于硅油的容積和充滿的程 度。因此，液壓式減震器對生產(chǎn)和維修過程中的充油、 密封件磨損

17、導致的漏油以 及井溫變化對硅油影響十分敏感。機械減震器與液壓減震器具有同樣的減震效果， 相比之下， 機械式減震器的 可靠性、工作時間以及適用范圍都要優(yōu)于液壓減震器。震擊器、減震器產(chǎn)品是關系到鉆井作業(yè)安全的重要井下工具，尤其震擊器產(chǎn) 品是用于預防和處理井下事故的工具， 既要有效地處理事故，又要保證不能引起 新的事故。SJ型雙向減震器性能優(yōu)點在鉆進過程中不但減小或吸收鉆柱的縱向振動沖擊載荷，同時還能吸收周向振動沖 擊載荷，使扭矩和鉆壓始終維持正常。實現(xiàn)鉆壓和轉速的最佳配合，提高鉆速和巖芯收獲率，提高鉆井效率，降低鉆井成 本。 大大減少鉆頭、鉆具及地面設備的振動破壞。尤其在硬地層和礫石層中使用效果更

18、 佳。 配合牙輪鉆頭或研磨性取心鉆頭下井鉆進，經(jīng)濟效果特別顯著。關鍵技術*雙向減震的核心一大螺旋螺紋副的加工技術。*螺紋不再疲勞斷裂-內(nèi)部零件之間的聯(lián)接采用高峰型的錐螺紋，精確計算，精細加 工，承載能力強，疲勞壽命長，拆裝更方便。*高質量的橡膠密圭寸件-全部由高峰橡膠制品分廠提供，高壓密圭寸性能非常好、耐高 溫不低于200C。SJ 178型雙向減震器Two-way Shock Absorber Type SJ178YJ型液壓減震器YJ型液壓減震器安裝在緊靠鉆頭的鉆柱上，它利用可壓縮液體很好地吸收或減 小軸向振動和沖擊載荷，保護鉆頭和鉆具，是延長鉆頭壽命和減少鉆具刺漏的一 種非常有效的工具。 減

19、震的核心零件阻尼活塞，是參考波音727飛機起落架原理設計的。內(nèi)部零件之間的聯(lián)接采用高峰型的錐螺紋，精確計算，精細加工，承載能力強，疲 勞壽命長，拆裝更方便。高質量的橡膠密封件全部由高峰橡膠制品分廠提供，高壓密封性能非常好、 耐高溫不低于200C。為了滿足高精度零件加工的需要，我們在原有生產(chǎn)線的基礎上，針對兩器產(chǎn) 品關鍵零件的結構特點，購置了一批新的數(shù)控加工設備。正是這些先進的數(shù)控設 備，排除了人為因素對零件加工質量的影響，保證了零件加工質量的穩(wěn)定。密封結構和密封材料是兩器產(chǎn)品的技術關鍵。我們采納了國際上最先進的設 計理念，采用新一代密封技術和進口的密封材料， 大大提高了震擊器、減震器產(chǎn) 品密圭

20、寸結構的密圭寸能力和工作時間。部分型號產(chǎn)品采用錐度螺紋連接，從而可以改善螺紋的加工質量，提高螺紋 連接強度，增加工具的安全性，同時使維修時的拆卸和裝配十分方便。全部產(chǎn)品在出廠前均需經(jīng)過嚴格的質量檢驗和出廠試驗，確保性能指標達到標準規(guī)定的要求。我們還定期將產(chǎn)品送到石油工業(yè)井下工具質量監(jiān)督檢驗中心進 行型式試驗，請第三方幫助我們把好產(chǎn)品質量關。為了提供優(yōu)質的兩器產(chǎn)品，我們一方面采取了許多必要的技術措施，另一方面將兩器產(chǎn)品納入IS09001質量保證體系的覆蓋范圍，使兩器產(chǎn)品的設計、采 購、生產(chǎn)、交付和服務等環(huán)節(jié)得到了有效的控制。6.產(chǎn)品標準國外震擊器、減震器的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品種類雖然較多，但一直沒有制訂統(tǒng) 的標準。相比較而言，國內(nèi)震擊器、減震器的有關標準要相對完善一些。SY/T5496-92震擊器分類與通用技術條件，SY5082-91隨鉆震擊器， SY5054-91開式下?lián)羝鳎琒Y5055-85XJ-K型地面下?lián)羝鳎琒Y5086-85 油壓上擊器和震擊加速器，SY5425-91超級上擊器7項標準合并修訂為 一個標準。標準的變化，基本反映了國內(nèi)兩器產(chǎn)品的發(fā)展歷程， 尤其可以看出國內(nèi)震擊 器的發(fā)展正逐步走向完善和成熟。表1兩器