随钻震击器

1. 概述

ZJ型随钻震击器是连接在钻具中，随钻具进行钻井作业的井下工具。若在正常钻井过程中因种种原因井下发生遇阻、遇卡或卡钻时，可以启动震击器进行上击或下击，及时解除井下卡钻事故。随钻上击器和随钻下击器是配套使用的，也可因井下作业需要，单独下井使用。它是打定向井、深井必不可少的工具。

使用随钻震击器具有如下优点：

1.1 随钻密封性能好，随钻具使用周期500小时左右，超过了一支钻头的使用时间，所以不会因随钻本身不能使用的原因而起钻影响纯钻时间。

1.2 可以随震击需要产生上击或下击。

1.3 解除井下卡钻事故迅速及时，而且震击效果好，这就给正常钻井作业带来了无比的优越性，不仅减少了事故，而且减少了因事故而带来的无法估计的经济损失。

1.4 使用时操作简单方便，而且便于记忆，上提即产生上击力，下放就产生下击力，因而司钻操作时不会搞错。

2. ZSJ型随钻上击器结构

见图6-11，随钻上击器，由外筒部分、心轴部分、活塞部分和各部位的密封件组成。

外筒部分：刮子体、心轴体(左旋螺纹)、花键体、压力体、冲管体。

心轴部分：心轴、延长心轴、冲管。

活塞部分(锥体组件)：锥体、旁通体、密封体、密封体油封。

3. ZSJ型随钻上击器工作原理

3.1 上击器的回位

随钻上击器采用液压工作原理实现上击，机构为锥形活塞结构，它是由锥体，旁通体，密封体和油封四件组成。在钻井中，心轴呈拉开状态。震击时，需先下放钻柱使心轴向下移动，此时锥体处上、下油腔的通道启开，油流畅通，上击器处于回位状态(上击器回位之力不得超过下击器下击吨位)，直到心轴台肩碰到刮子体为止，产品完全关闭。

3.2 贮能过程

上击器心轴向上运动时(即司钻上提钻具)，密封体上端面与锥体下端面贴合，上、下油腔关闭，此时液压油只能从锥体底面的泄油槽通过，形成阻力，液压油受压，钻柱受拉伸产生弹性伸长，同时钻具贮存了能量，钻具继续伸长，储能相应增加。

3.3 释放震击过程

当锥体活塞到达压力体的卸荷腔的瞬时，受压的液压油以极高速度沿锥体外表面向下腔流动，高压油腔突然减压，受拉的钻柱在弹性作用下以极高的速度向上运动，直到延长心轴上端面碰击到花键体花键下台肩面上，这就产生了猛烈的向上震击。

4. ZXJ型随钻下击器结构

见图6-12，随钻下击器主要由内总成、外总成、卡瓦和各部位的密封件组成。

内总成主要零件：心轴、心轴接头、卡瓦心轴、刮子套。

外总成主要零件：刮子体、心轴体、花键体、下连接体、套筒、调节环、上连接体、上接头、滑套、间隔套。

5. ZXJ型随钻下击器工作原理

下放钻柱，卡瓦心轴与卡瓦产生相对移动，使卡瓦上的内棱带卡住卡瓦心轴的棱带，使工具处于准备工作状态。当压力达到预先调定吨位时，卡瓦内棱带滑脱，突然释放，套筒与震击器上部钻柱急剧下行，当刮子体端面撞击到心轴台肩时，产生猛烈向下震击。

6. 使用操作

6.1 下井前准备

6.1.1 随钻震击器下井前必须做地面试验，合格后方可投入使用。

6.1.2 检查上、下击器的卡箍应卡在心轴拉开部位。

6.1.3 检查下击器的调节吨位，保证在任何情况下调节吨位都不超过震击器上部的钻柱重量。

6.1.4 检查油堵及调节环锁钉是否有松动。

6.2 安装位置(见图6-13随钻安装位置)

6.2.1 上击器安装在下击器之上，中部接挠性接头。

6.2.2 下击器与主钻铤之间接1～3根加重钻杆。

6.2.3 震击器上部不允许有比震击器外径大的钻具或其它工具。而震击器下部的主钻铤和其它工具只允许稍大于或等于震击器的外径。

6.2.4 震击器下部钻铤的重量应大于预定的钻压，使震击器处于受拉状态下工作。

6.3 起下钻作业

6.3.1 将震击器用提升短节吊上钻台，严防碰击。

6.3.2 涂好丝扣油，按规定扭矩将工具联接在钻柱上，提起钻柱，取下心轴卡箍(卡箍取下后应保存好，以待起钻时用。

6.3.3 起、下钻过程中，决不允许将任何夹持吊装工具卡在心轴拉开部位，以防损坏心轴。

6.3.4 震击器在井内起、下钻过程中始终处于全拉开状态。

6.3.5 下钻时严格控制下钻速度，防止缩颈遇阻下击器产生下击损坏提升系统。

6.3.6 若下击已发生，向上轻提钻柱，将卡瓦回位，暂停止作业数分钟，严防猛提。

6.3.7 若起下钻过程中遇卡，可启动震击器解卡。

6.3.8 起钻时，震击器呈全拉开，必须在井口装好心轴卡箍，可编入立柱放在钻杆盒内。

6.3.9 震击器不使用时，必须将表面清洗干净，心轴露出部分涂抹钙基润滑脂，卡好卡箍，安全卸下钻台，严防碰击。

6.4 正常钻进

6.4.1 震击器在受拉状态下钻进

在受拉状态下的整个钻进过程中，震击器呈启开状态。两部分的心轴均是拉伸状态，震击器下部的钻铤重量和泵压对上击部分的心轴、冲管以及下击部分的心轴、刮子套的作用力都有助于工具的启开。震击器**处在受拉状态下工作。

6.4.2 震击器加压状态下钻进

震击器也可以在受压情况下工作。但给工具施加的压力不能超过下击器下井前预调的震击吨位与泵压施加于下击器心轴、刮子套上的作用力之和的一半。

6.4.3 在震击器加压钻进时，上击器有可能关闭。上提钻柱时，在下部钻柱重量作用下，有可能产生轻微向上震击。

6.4.4 无论震击器在受拉或受压状态下钻进，都必须送钻均匀，严防溜钻或顿钻。

6.5 解卡作业

6.5.1 向上震击

①下放钻柱，使上击器就位

②上提钻柱使震击器释放。震击强度由提升吨位控制。开始应用较低震击力，以后逐渐增加。在一个调整吨位上多次震击后再调整效果较好。**震击力决不允许超过震击器以上钻柱重量与上击器**释放吨位之和。

6.5.2 向下震击。

①需要下击时，只须下放钻柱上部重量超过下击器预调吨位，震击器将产生下击。

②震击后，提升钻柱超过震击器上部钻柱重量3～5吨使下击器回位。

③当下击器下击时，上击器自动回位。因此上提负荷不能超过回位负荷或延续时间过长，以免引起上击器释放，对解卡不利。

7. 使用中的注意事项

7.1 **不要单纯当震击工具用(指当井内发生卡钻事故时才下随钻震击器去解卡作业)。而要随钻具下入井中进行钻井作业，卡钻时即启动震击器解卡，才能体现出随钻的使用价值。

7.2 在井中要严格按图6-13所示接装，不可装错。接错会影响产品的使用寿命，严重会使产品被折断，发生井下故事。

7.3 因产品的拆装要求较高，所以拆装时需有专用的拆装设备，不可乱拆。

7.4 装锥体要特别小心，不可碰坏，有损坏者不能使用。

7.5 装密封件时需按拆下时的方向装配，不可装反，装反将失去密封性。

7.6 产品需注合格的L-HM32抗磨液压油。不可乱注油。

7.7 产品装配后需经地面试验合格，才能下井使用。

7.8 上击器和下击器配套使用，能有效的处理起下钻的遇阻，遇卡。

7.9 下井时上击器呈拉开状态，与钻具连接好后卸掉卡箍。卡箍保存好，以待起钻重新卡住心轴拉开部位。7.10下钻时快到井底前应特别小心。应先开泵循环，再慢慢地下到井底，切忌直通井底造成 “人为的下击”——下击器下击。

7.11 井径小的地方遇阻造成上击器关闭时，应上提钻具，并静止悬吊钻具5～10分钟。

7.12上击时，先下放钻具(在井口钻杆上刻一刻度，下放一个工作行程)，直到指重表的读数略小于上击器以上钻具的悬重(通常压到心轴上的力为4～6吨)，上击器即回位(关闭)。再上提钻具，上提悬重必须大于原悬重，然后司钻刹把等候震击，震击力的大小是由上提钻具拉力决定的，上提拉力从小到大逐渐增加，震击效果也从小到大直至解卡。但上提拉力不能超过上击器允许的**震击吨位。

7.13 上击解卡作业中上提负荷的计算

一般方法是：震击器上部的钻柱重量加上所需的震击力。但事实上这一负荷影响的因素较大，实际传到震击器上的释放负荷与地面是不同的，这样就会使震击器在不同条件下震击，主要是深而弯曲的井摩擦阻力的影响，其次是指重表误差和震击时开泵循环的效应。

定向井： G=G1-G2+G3+G4+G5+G6-G7

G—上提负荷

G1——原悬重(井内钻具重量)

G2——上击器以下钻柱的重量

G3——震击器所需的震击力

G4——泥浆阻力，约为上拉力的5%

G5——摩擦阻力，定向斜井影响大，约为上提力的10～20%

G6——指重表误差(指重表本身精度决定