QJ178A随钻震击器
使用说明书
北京石油机械厂
2002年10月
目 录
１ ２ ３ ４ ５ ６ ６．１ ６．２ ７ ７．１ ７．２ ７．３ ８ ８．１ ８．２ ８．３ ９ ９．１ ９．２ ９．３ １０ １１ 概述...........................................................................................................１ 型号说明.................................................................................................１ 技术参数.................................................................................................１ 工作原理.................................................................................................３ 随钻震击器在钻具组合中的配置...............................................４ 摩擦力和开泵力的计算方法.........................................................４ 钻柱摩擦力............................................................................................４ 开泵力......................................................................................................４ 操作方法.................................................................................................５ 向上震击.................................................................................................５ 向下震击.................................................................................................５ 释放力调节方法..................................................................................５ 维修...........................................................................................................５ 准备...........................................................................................................５ 拆卸步骤.................................................................................................６ 装配步骤.................................................................................................６ 试验与充油............................................................................................７ 释放力试验............................................................................................７ 充油...........................................................................................................８ 密封试验.................................................................................................８ 故障及排除............................................................................................８ 订货须知.................................................................................................９
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１ 概述
QJ178A型随钻震击器是一种新型可调全机械整体式随钻震击器，它具有两个特点：一是上、下击一体，整机长度短，结构简单，安全可靠；二是上、下击的释放力大小可以分别调节，且调节简便易行、准确、稳定。
２ 型号说明
QJ 178 A 特征代号（A—释放力井场可调的随钻震击器） 规格（外径178mm）
产品代号（上下击一体的机械式随钻震击器）
３ 技术参数
QJ178A随钻震击器技术参数见表1。
表1 QJ178A随钻震击器技术参数
型 号
外径尺寸 水眼直径
最大释放力
下击
出厂标定释放力
下击
最大抗拉载荷 最大工作扭矩
长度 连接螺纹
ＱＪ１７８Ａ
ｍｍ ｍｍ
１７８ ５７ ７００ ４００ ６８０～７２０ ３８０～４２０ １８００ １５ ５７９０ ４ １／２ ＩＦ
上击 ｋＮ ｋＮ ｋＮ ｋＮ ｋＮ ｋＮ・ｍ ｍｍ ＡＰＩ
上击
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图1 QJ178A随钻震击器结构示意图
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４ 工作原理
QJ178A随钻震击器结构示意图见图1，工作原理示意图见图2。
随钻震击器释放力的产生主要由卡瓦机构、弹性机构和打击机构来完成。其中弹性机构用于储能，卡瓦机构在达到极限位置时突然张开，使卡瓦心轴突然释放，打击面产生打击，从而在钻柱中产生震击力。调节机构可准确、稳定地调节释放力的大小。
（ａ） (b) (c)
图２ 工作原理示意图
QJ178A随钻震击器出厂和正常钻井时，处于复位状态，卡瓦的内棱带嵌入卡瓦心轴的沟槽内，此时卡瓦“抱紧”卡瓦心轴。由于卡瓦心轴被其两端的弹性套限位不能移动，从而使卡瓦心轴不能轴向移动。震击作业时，下压或上提钻柱，弹性机构受力变形，卡瓦与卡瓦套之间产生相对位移（图(b)），此过程为储能过程（钻柱被拉伸或压缩产生弹性变形）。当钻柱对随钻震击器施加的拉力或压力达到标定释放力时，卡瓦外棱带进入卡瓦套内棱带的沟槽内，卡瓦突然张开，卡瓦心轴在钻柱拉力或压力的作用下从卡瓦中迅速拉出（图(c)），此时，被拉伸（或压缩）的钻柱突然收缩（或伸长），钻柱储存的能量瞬时释放，产生强大的震击力。
通过调节上、下调节螺母可以调节随钻震击器释放力的大小。调节时仅需拆下固定螺钉和调整孔螺钉，用调节扳手拨动调节螺母，使调节螺母整体沿螺纹副
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转动，产生轴向位移，达到调节释放力的目的。
５ 随钻震击器在钻具组合中的配置
该型震击器在钻柱组合中可以略受拉力或压力。为避免自由震动影响使用寿命，应尽量避免放在中和点。同时，所受的压力或拉力也不可过大，以免引起误击。理想的位置是在钻柱中和点以下，随钻震击器受到的钻柱压力与开泵力相当的位置。
①配置在钻具组合的下部（受压）
这时随钻震击器应装在顶部扶正器以上至少一根钻铤的位置。扶正器和震击器之间的钻铤可增加随钻震击器的安全性，使岩屑沉积不致卡住随钻震击器。如果钻柱中装有减震器，则震击器应位于减震器之上。
②配置在钻具组合的上部（受拉）。
如果预计钻铤将会发生压差粘附卡钻，则应将随钻震击器置于井下钻具组合中足够高的位置，使随钻震击器始终位于卡点之上。其缺点是如果钻头和扶正器被卡，随钻震击器和卡点之间的距离太大会降低震击效果。
６ 摩擦力和开泵力的计算方法
６．１ 钻柱摩擦力
钻柱摩擦力是指钻柱和井壁之间的摩擦力，其经验数据是50～200kN，具体大小与钻柱组合、泥浆情况和井深结构等有关，由司钻根据现场实际情况确定。
６．２ 开泵力
开泵力是指正常循环时，钻柱内泥浆压力对随钻震击器的作用力。泥浆压力足够高时，开泵力将会使随钻震击器拉开，因此，计算上击悬重和下击悬重时都要减去开泵力。
开泵力的大小与钻柱内的压力和随钻震击器当量活塞面积成正比。即：
开泵力=泵压×当量面积
当量面积的大小与产品的结构有关。 QJ178A随钻震击器的开泵力参见表2。
表2 开泵力（kN）
型 号 QJ178A
泵 压（MPa）
3.5 37.5
7 75
10 107
14 150
17 182
20 214
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７ 操作方法
７．１ 向上震击
上击作业时，上提钻柱使随钻震击器受到的拉力达到标定释放力，随钻震击器将产生向上震击。然后下放钻具，使随钻震击器复位，卡瓦机构重新锁紧。重复上述过程则可实现连续上击。上击时大钩悬重可按下式计算：
上击时大钩悬重＝随钻震击器以上钻柱重量＋钻柱摩擦力＋上击标定释放力 －开泵力
７．２ 向下震击
下击作业时，下放钻柱使随钻震击器受到的压力达到其标定的下击释放力，随钻震击器将产生向下震击。然后上提钻具，使随钻震击器复位，卡瓦机构重新锁紧。重复上述过程则可实现连续下击。下击时大钩悬重可按下式计算： 下击时大钩悬重＝随钻震击器以上钻柱重量－下击标定释放力－钻柱摩擦力 －开泵力
７．３ 释放力调节方法
卸下随钻震击器上的调整孔螺钉和固定螺钉，可以看到刻有深槽的调节螺母，用调节扳手或一字螺钉旋具（改锥）拨动调节螺母，可以调节释放力的大小。上调节螺母用于调节下击释放力，下调节螺母用于调节上击释放力。
调节螺母圆周上有30个调节槽，槽底刻有字母，每调节一槽，释放力相应增（减）约20kN。调整孔旁边标有“+”和“—”标记，分别表示释放力增加或减少的方向。调整孔旁打印的字母表示出厂（或维修）时标定释放力的位置。
向增加释放力的方向调节，当达到最大释放力后，如果继续调节，释放力将会从最大变为最小，然后继续增加。向减小释放力的方向调节，当达到最小释放力后，如果继续调节，释放力将会从最小变为最大，然后继续减小。
８ 维修
随钻震击器产品经一次下井作业或者在井下连续随钻工作超过５００～８００小时，应当强制拆检维修。
随钻震击器拆检前应当做台架试验，记录试验数据。 ８．１ 准备
①拆装架及适当的工具，包括吊车、管钳、链钳、拉力试验架、尼龙吊带、专用工具等。
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②密封件和易损件。
③润滑油、二硫化钼润滑脂、ＹＢ－Ｎ３２抗磨液压油、Ｙ６８０粘接剂。 ④随钻震击器随机技术文件。 ８．２ 拆卸步骤
拆卸时禁止在密封表面和薄壁筒的外径上打钳口。拆卸前必须使随钻震击器处于复位状态。各筒体之间连接螺纹和卡瓦心轴与延长心轴之间连接螺纹上涂有Y680粘接剂，拆卸前应将壳体螺纹部位加热至250℃左右，使粘接剂失效，然后拆卸螺纹。
①放油。随钻震击器拆卸前，应确认其处于复位（锁紧）位置。备好接油容器，用内六角扳手卸下油堵。待腔内的抗磨液压油放净，卸下固定螺钉和调整孔螺钉。 ②拆下上接头。
③卸下上筒体。用特种扳手拆下活塞，然后拆卸上筒体，螺纹松开以后，用吊带水平吊装外移，注意保证被拆筒体与被固定筒体的同轴，旋出上调节螺母。 ④拆卸中筒体。方法与拆卸上筒体相同。依次取出中筒体内的弹性机构总成、隔套、衬套、卡瓦套、调节环。 ⑤拆下延伸心轴。
⑥拆卸卡瓦。用吊绳绑住卡瓦下端，用拉力试验架将卡瓦拔出，依次取下芯轴上的隔套、弹性机构总成。
⑦拆卸下筒体。方法与拆卸上筒体相同，旋出下调节螺母。 ⑧依次拆卸卡瓦心轴、连接螺母、背母、挡环；拔出花键心轴。
⑨取出花键筒体中的刮油圈、密封圈、密封挡圈和支承环。拆下所有密封元件。 ⑩用清洗设备清洗所有零件。宏观检查各零部件的损坏程度。对各筒体、花键心轴、卡瓦心轴、卡瓦、卡瓦套、弹性机构总成、上下调节螺母、连接螺母在宏观检查后要逐一探伤。据损伤程度，决定是否更换。随钻震击器从井内取出后，每检修拆装一次原则上要更换全部密封件。 ８．３ 装配步骤
安装时，各筒体之间连接螺纹和卡瓦心轴与延长心轴之间连接螺纹上须涂Y680粘接剂。
①将检测报废的组件和零件去除，补充新的合格的零部件，备好一整套密封件，备好加油工具。
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②在拆装架的台钳上卡紧花键筒体，先将刮油圈、密封圈、密封挡圈和支承环装入花键筒体，然后水平吊装花键心轴，仔细将花键穿入，注意不要损伤已装入的密封元件。
③装入挡环，将背母旋入花键心轴，用连接螺母将花键心轴与卡瓦心轴旋紧，将背母与连接螺母背死。
④将下调节螺母旋入下筒体，使调节螺母端面与筒体端面距离为Y=2mm(此时下击力为零)，将下筒体旋入并上紧。
⑤依次在心轴上装入弹性机构总成、隔套；将卡瓦套在卡瓦心轴上，并使之落入心轴对应的各沟槽，即复位位置。 ⑥将延伸心轴与卡瓦心轴旋紧。
⑦依次将调节环、卡瓦套、衬套、隔套装入中筒体，将中筒体旋入并上紧。 ⑧依次在心轴上装入隔套、弹性机构总成。
⑨将上调节螺母旋入上筒体，使调节螺母端面与筒体端面距离为X=2mm(此时上击力为零)，将上筒体旋入并上紧。
⑩用特种扳手将活塞旋紧。将上接头旋入、上紧。组装完毕。 各螺纹副应按表3规定的扭矩旋紧。
表3 螺纹副上紧扭矩表
螺纹副位置 筒体连接螺纹 连接螺母与花键心轴 连接螺母与卡瓦心轴 卡瓦心轴与延长心轴 延伸心轴与活塞
上紧扭矩（N・m）
30000 7000 7000 3400 3400
９ 试验与充油
９．１ 释放力试验
对新组装好的震击器，在向腔内充油之前，先在推拉试验装置上，测试并设定其上击释放力和下击释放力。
释放力调定后，记录调整螺母槽内标记的字母，并将其打印在调节孔螺钉旁边（打印在出厂前或前一次维修打印的字母之后）
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试验后应使随钻震击器处于复位状态。
９．２ 充油
当释放力调到预定值后，即可向腔内充油。
QJ178A随钻震击器内部所充的油液是YB-N32抗磨液压油，充油时要求震击器呈复位状态。
首先在加油泵的油桶内加满经过过滤的清洁的YB-N32抗磨液压油。加油前先使随钻震击器油孔朝上，并利用天车使其倾斜，倾斜角度不低于30°，倾斜方向规定为花键心轴大端在上。
加油泵与随钻震击器油孔的连接方法：透明进油软管的一端与上筒体油孔连接，另一端与加油泵的出油口连接，透明的回油软管一端与花键筒体上面的油孔连接，另一端插入加油泵的回油口上，装好后即可开始泵油，并观察透明的回，当回出油并且气泡消失以后，再延长一段时间，以使残余气体全部除净，然后即可卸掉回，并立即上好油堵，接着把随钻震击器放平，拆下进,上好下筒体油堵，加油工作完成。
９．３ 密封试验
用专用的试压接头堵住随钻震击器两端水眼，并把进水高压胶管一端与试压接头的进水口连接；另一端与电动泵出水口连接，并使另一个试压接头的放气孔朝上，卸掉放气孔上的螺塞。
启动电动泵向随钻震击器里注水。当随钻震击器水眼内注满水并从另一个试压接头上的放气孔冒水时，停泵并旋紧螺塞，再继续开泵。当泵压上升到30MPa时停泵，保压5分钟，压力降不大于0.5MPa，说明试压合格。拆掉两端试压接头，待螺纹和内孔干燥后，涂上密封脂，试验完成。
１０ 故障及排除
QJ178A随钻震击器结构简单，工作可靠，新的随钻震击器和经过正常维修过的随钻震击器一般不会发生故障。产品使用过程中可能出现的故障及处理措施如下：
①上提钻柱后没有震击
a. 随钻震击器已经处于上击后的拉开位置，可以先下放钻柱，使随钻震击器复位，然后重新上提钻柱。
b. 随钻震击器的上击释放力调节得太高或太低，提出井口，重新调节随钻震击
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器的上击释放力。
c. 随钻震击器经过多次震击后，锁紧卡瓦机构卡死，提出随钻震击器进行检修。 ②下放钻柱没有震击
a. 随钻震击器已经处于下击后的拉开位置，可以先上提钻柱，使随钻震击器复位，然后重新下放钻柱。
b. 随钻震击器的下击释放力调节得太高或太低，提出井口，重新调节随钻震击器的下击释放力。
c. 随钻震击器经过多次震击后，锁紧卡瓦机构卡死，提出随钻震击器进行检修。 ③正常钻进时产生震击（误击）
a. 随钻震击器的释放力调节得太低，钻柱震动引起误震。设法减少钻柱震动，或者调高随钻震击器的释放力。
b. 随钻震击器在钻柱中的位置不合理，使随钻震击器在正常钻进时受到过大的压力或拉力。如果向下误击，可以试着减小钻压，或者提高随钻震击器在钻柱组合中的位置；反之，如果向上误击，可以试着提高钻压，或者降低随钻震击器在钻柱组合中的位置。 c. 钻柱有剧烈的震动。
１１ 订货须知
１１．１ １１．２ １１．３
订货时应完整地注明产品型号。
如果对连接螺纹等有特殊要求，请在订货时详细说明，若不说明则按若订购备件应注明零部件名称、订货号和数量。
本厂标准供货。
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