潜孔冲击器故障分析

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1、２０１１年１０月物探装备第２１卷第５期交流与探讨潜孔冲击器故障分析＊陈宪战杨凤申詹晋（东方地球物理公司装备制造事业部，河北涿州０７２７５０）摘要陈宪战，杨凤申，詹晋．潜孔冲击器故障分析．物探装备，２０１１，２１（５）：２９５～２９７目前我国石油勘探主要集中在西部探区，其地表山区分布广泛，使用着大量的人抬式轻便钻机，利用空气冲旋钻井。在钻井过程中，经常会出现冲击器冲击无力、卡滞，甚至报废等故障，导致钻井效率降低、钻井成本增加。本文针对探区的地层特点和冲击器结构，分析了冲击器发生故障的原因，并提出了相应的改进建议。关键词轻便钻机冲击器空气钻井故障ＡＢＳ

2、ＴＲＡＣＴＣｈｅｎＸｉａｎｚｈａｎ，ＹａｎｇＦｅｎｇｓｈｅｎａｎｄＺｈａｎｇＪｉｎ．Ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇｆｏｒａｉｒｈａｍｍｅｒ．ＥＧＰ，２０１１，２１（５）：２９５～２９７Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｏｉｌｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｍａｉｎｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓｉｎｔｈｅｗｅｓｔａｒｅａｓｗｈｅｒｅｍｏｓｔｏｆａｒｅｍｏｕｎｔａｉｎａｒｅａａｎｄａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｏｒｔａｂｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｒｉｇａｒｅｕｓｅｄｉｎ．Ｄｕｒｉｎｇｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｄｒｉｌｌｉｎｇ，ａｉｒｈａｍｍｅｒｏｆｔｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄ

3、ｆａｉｌ－ｕｒｅｓｓｕｃｈａｓａｉｒｈａｍｍｅｒｗｅａｋｎｅｓｓｏｒｌｏｃｋ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｉｒｈａｍｍｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｆａｕｌｔｒｅａｓｏｎ，ａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｐｏｒｔａｂｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｒｉｇ，ａｉｒｈａｍｍｅｒ，ａｉｒ－ｄ

4、ｒｉｌｌｉｎｇ，ｆａｉｌｕｒｅ随着我国油气资源勘探的深入，陆地勘探的重（１）加注固井液。在破碎松散和表层风化岩等点逐渐转向西部地区，其地表主要为山区、戈壁，地地层钻井时，由于地层松软，容易造成透气或井壁垮层有松散胶结的砂砾石层、软硬交错地层等。近年塌而无法返屑，需要加注发泡剂或固井液。来，在这些地区主要是采取冲旋钻井技术，其原理是（２）遇到潜水面。在遇到潜水面时，井中上返在普通旋转钻进的基础上，增加了一个冲击器。冲岩屑为液态、固态混合物，冲击器经常会不冲击或冲击器是一种井底动力机械，一般将它加接在井底钻击无力，因此司钻不得不频繁提、卸钻杆，振击或拆头或

5、岩芯管的上端，依靠冲洗钻井用的高压气体或洗冲击器，有时冲击器因变形而无法拆洗就会造成钻井液，推动其活塞冲锤做上下运动撞击钻头，钻头冲击器直接报废。这都将会大大降低钻井效率，增在冲击动载和静压旋转的联合作用下破碎岩石。而加生产成本。实现冲击旋转钻井的关键部件是冲击器，因此在冲击旋转钻井过程中冲击器的性能至关重要，其性能２冲击器故障分析的优劣直接影响着冲击旋转钻井的破岩效率，是冲击旋转钻井能否高效进行的关键因素之一。潜孔冲击器根据配气方式，可分为阀式冲击器和无阀冲击器两种。除配气方式不同外，其结构也略有不同，但其工作原理是基本相似的，只是阀式冲１问题的提出

6、击器抗污染能力更差些。物探钻井深度相对较浅，采用冲旋钻井时经常潜孔冲击器产生故障的原因是多方面的，但表遇到以下两种情况：现形式主要为冲击器不冲击、冲击无力和间断冲击＊陈宪战，男，１９７４年出生，工程师。２００６年毕业于北京理工大学机械电子工程专业，现从事物探装备的研发工作。２９６物探装备２０１１年等。分析其故障原因，再针对设备加以改进将会有岩粉或液固混合物反灌进入冲击器内腔，将会致使助于冲击器结构和钻井工艺的改进。本文对其故障活塞卡滞；因素进行了归纳分类，从以下五方面进行了分析。（５）更严重的是，水携带岩屑进入到配气阀位２．１加工处理缺陷置（阀式冲击器

7、），使阀片不能正常封闭配气，造成冲冲击器活塞及缸套的配合较为紧密，且配合长击器仅排屑而不冲击做功的故障。度较长，加工精度和表面光滑度要求较高，这对活塞２．３冲击器头部无密封及缸套的圆柱度要求是非常高的。如果圆柱度得不物探钻井所用冲击器头部的钎头均设有一排气到保证，活塞将会出现方向性或间歇性的卡滞，最终孔与井底连通，而钎头与冲击器通过花键连接，其配可能不得不经常提、卸钻杆，进行冲击器的维修。合间隙较大。钻井过程中遇到潜水面或因成井困难另外，冲击器外套管的刚性也是制约冲击器使而需要加注固井液的情况下，井底及井壁与钻杆的用寿命的一个重要因素。如果其刚性差，在

8、钻井过间隙中存在大量的液态、固态混合物，当接／换钻杆程中，冲击器会因频繁与井壁碰撞而变形；当冲