鉆井作業(yè)中,由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜(如井壁坍塌、裸眼中地層的塑性流動和擠壓)、技術(shù)措施不當(dāng)(如停泵時間過長、鉆頭泥包等),常常發(fā)生鉆具遇阻卡鉆,震擊器是解除卡鉆事故的有效工具之一。目前國內(nèi)應(yīng)用的震擊器,主要來自Weatherford、Baker、Bowen、NationalOilwell、Rocan、Cougar、貴州高峰機械廠、北京石油機械廠等廠家的產(chǎn)品。
當(dāng)需要震擊器上擊作業(yè)時,在地面施加足夠的預(yù)拉力,工具內(nèi)鎖緊機構(gòu)解鎖,釋放鉆柱儲能,震擊器沖錘撞擊砧座,儲存在鉆柱內(nèi)的拉伸應(yīng)變能迅速轉(zhuǎn)變成動能,并以應(yīng)力波的形式傳遞到卡點,使卡點處產(chǎn)生一個遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)拉力的張力,使受卡鉆柱向上滑移。經(jīng)過多次震擊,受卡鉆柱脫離卡點區(qū)域。震擊器下?lián)糇鳂I(yè)與此類似,不再贅述。
震擊器的使用類型主要有隨鉆震擊器、打撈震擊器和地面震擊器。隨鉆震擊器,要設(shè)計在鉆柱組合中,如果鉆進(jìn)或者起下鉆過程中遇卡,可以隨時震擊解卡。打撈震擊器,只是在需要解卡時才上井作業(yè),不可以長時間隨鉆工作。地面震擊器,只是在井口使用,其對卡點的震動效果是向下震擊,現(xiàn)場使用比較方便。
震擊器的結(jié)構(gòu)類型主要有機械式、液壓式、機液式3種。1.機械式震擊器,利用機械摩擦原理,鎖緊機構(gòu)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,震擊力不受井內(nèi)溫度影響。機械式震擊器可設(shè)計成震擊力可調(diào)與不可調(diào)兩種??烧{(diào)震擊器其震擊力在井口調(diào)節(jié),不可調(diào)震擊器其震擊力在產(chǎn)品組裝時設(shè)定,現(xiàn)場不能調(diào)節(jié),但整機長度短,工作安全可靠。機械式震擊器對金屬材料及其熱處理、機械加工精度等要求較高。2.液壓式震擊器,利用液壓油在細(xì)小流道內(nèi)流動時的阻尼作用作為鎖緊機構(gòu),利用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。液壓式震擊器由于其鎖緊機構(gòu)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。由于具有優(yōu)越于機械式震擊器的長延時功能,其震擊力大小可以靠司鉆的操作任意調(diào)節(jié)。但由于液壓介質(zhì)、密封材料和密封結(jié)構(gòu)等容易受磨損、井溫等因素影響,產(chǎn)品的壽命、適應(yīng)性和可靠性均不穩(wěn)定。顯然,這種震擊器對密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計和密封材料的選用以及對零件加工精度的要求都十分嚴(yán)格。3.機械液壓組合的震擊器,集中了上述兩種震擊器原理的優(yōu)點,即使液壓延時震擊作用失效,機械震擊仍可繼續(xù)使用,技術(shù)性能得到很大提高,符合未來震擊器產(chǎn)品發(fā)展方向。
震擊器產(chǎn)品對于鉆井作業(yè)具有十分重要的意義,正確地選擇和使用震擊器產(chǎn)品,就能發(fā)揮其應(yīng)有的效能,為鉆井工業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。