在油气井操作中，工作管柱或者管柱的部分可能会在井筒内被以 这种程度夹住，使得其不能被容易地移动。因此，经常需要向夹住的 或牢固安装的设备给予轴向震击，以试图将设备取出。
震击器是一种类型的装置，该装置通常应用在井筒操作中，以能 输送这种轴向震击。通常，震击器包括砧和锤部分，该砧和锤部分被 如此地加工，即，以使砧和锤一起高速滑动会将冲击力或脉冲(以后 共同称为冲击力、脉冲或脉冲力)提供给夹住的设备，该冲击力或脉 冲足以有希望移动夹住的设备。通常应用触发机构来推迟或延迟砧和 锤彼此相对的运动，直至工作管柱经历预定值的轴向拉伸应变为止。 轴向拉伸应变由通过工作管柱的钢丝绳或另外部分在井表面处所施加 的拉力载荷产生。这种拉力由震击器的触发机构抵抗，该震击器足够 长以使工作管柱能拉伸和储存势能。当震击器触发时，储存的势能转 变成动能，在砧和锤部分之间产生高脉冲冲击。
这种冲击震击器的操作可以是液压震击器、机械震击器或它们的 组合。机械震击器通常包括连接到芯轴上的摩擦套筒，以便阻止芯轴 的运动，直至拉伸载荷超过预定值时。液压震击器在其内部具有孔并 充满液体。液压震击器通过在工作管柱或工具管柱上形成拉力，并等 待足够的流体在内部旁通来进行操作，以使震击器到达它的内部释放 位置。然后震击器快速地打开，从而将储存的能量提供给夹住的设备。
机械震击器和液压震击器相对于彼此各有优点。机械震击器必需 在井眼中运行之前在地面上调节到预期的释放拉力。如果这些震击器 被设定为在井下设备上不能得到的释放拉力，或者如果证明拉力太低 以致无效，则必需将工作管柱脱开，拉出井眼，并重新调节。
液压震击器也提供各种可能的触发载荷。液压震击器用的可能触 发载荷的范围是通过拉伸工作管柱所施加的轴向应变量的函数，并且 只受震击器的结构限制及震击器中的密封限制。然而，液压震击器还 比较昂贵并且不是很可靠，因为它们有被操作所固有的内部高温和高 压差的井筒环境污染的倾向。大多数液压震击器还比较长，在某些情 况下具有大于25英尺的长度。
工作管柱通过e线缆((联网线缆)e-lines)，细钢丝绳(slick lines)， 挠性管(coiled tubing)，强行下入工具(snubbing)或它们的组合将 工具管柱悬挂在井筒中。通常，e线缆采用多功能金属线，以将工具 悬挂在井内的特定位置，并在井筒与井表面之间传送电力和/或数据信 号。相反，细钢丝绳采用单个的或编织的金属线将工具悬挂在它的选 定位置中，并设计成不需要来自地面的电力来实施它们的设计功能。 挠性管一般包括储放在管道卷轴上的连续的管子或管道，而加压一般 包括在插入前在地面上装配的接合的管子或管道。一些操作可以包括 e线缆和细钢丝绳的应用，或其它的组合，因而在工作管柱回到井筒 之前，必需从井筒中拉出工作管柱，以便更换工具。很显然，这种改 变对井筒操作的效率和生产率是不利的。
因此，该领域所需的是解决上述问题的冲击震击器。
附图说明
当参照附图时，从下面的详细说明更好理解本公开内容的方面。 应该着重指出的是，按照工业中的标准操作，各个零件不是按比例画 出的。实际上，为了便于论述，各零件的尺寸可以随意地增加或减小。
图1示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的一个实 施例的剖视图。
图2a示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一 个实施例的一部分的剖视图。
图2b示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一 个实施例的一部分的剖视图。
图2c示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一 个实施例的一部分的剖视图。
图3示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一个 实施例的一部分的透视图。
图5a-5d示出了在操作期间根据本公开内容的方面的冲击震击器 的另一个实施例的剖视图。
图6示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一实 施例的一部分的透视图。
图7示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一个 实施例的一部分的剖视图。
图8示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一个 实施例的一部分的剖视图。
图9示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的另一个 实施例的一部分的一个实施例的剖视图。
图10示出了根据本公开内容的方面构造出的井筒系统的一个实 施例的剖视图。

应该理解，下面的公开内容提供多个不同的实施例或者用于实现 各种实施例的不同零件的示例。下面对一些部件和结构的具体示例进 行说明，以简化本公开内容。当然，这些仅仅是示例，并不是意图进 行限制。此外，本公开内容在不同示例中重复标号和/或字母。这种重 复是出于简化和清楚的目的，并且本身不表示所述不同实施例和/或构 造之间的关系。另外，在下面的说明书中，第一零部件在第二零部件 的上方、在第二零部件上形成或者连接到第二零部件上可以包括其中 第一和第二零部件直接接触的实施例，并且还可以包括其中另外的零 部件插入第一和第二零部件之间以使第一和第二零部件不能直接接触 的实施例。
参见图1，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器100的一个实施例的剖视图。冲击震击器100包括冲击器110、受 冲击器120和可偏压构件130，它们每个都可以由渗氮钢构成。冲击 器110可以基本上安放冲击震击器100的其余部件，并由此可以认为 并称为外壳。冲击器110包括第一井下工具连接器140。在一个实施 例中，第一井下工具连接器140可以包括标准螺纹联接器，例如具有 锥形NPT(美国标准锥管)螺纹的那些联接器。然而，第一井下工具 连接器140还可以是或者包括标准母接头(box)或者销钉联接器。通 常，第一井下工具连接器140可以被这样构造而成，即，冲击器110 可以刚性地连接到工作管柱组件的一部分上。另外，第一井下工具连 接器140可以使冲击器110相对于工作管柱旋转，或者可以防止这种 旋转。第一井下工具连接器140可以与冲击器100形成一体，或者可 以是被焊接或连接在冲击器110上的单个构件。
冲击器110还包括冲击制动器150。在一个实施例中，冲击制动 器150可以是或者包括台肩，该台肩可以与冲击器110形成一体或者 从冲击器110的内表面延伸出。冲击制动器150也可以是焊接或者连 接在冲击器110上的单个环形或其它形状的构件。
受冲击器120与冲击器110可滑动地连接。例如，受冲击器120 的一部分可以具有由冲击器110相应的内径或其它轮廓容纳的外径或 其它轮廓。在所示的实施例中，受冲击器120包括被构造成在冲击器 110的套筒部分115内滑动的圆柱体125。冲击震击器还可以包括定位 螺钉或销钉，该定位螺钉或销钉在受冲击器120装配在冲击器110中 之后连接到受冲击器120上，因此定位螺钉或销钉可以防止受冲击器 120整个滑出冲击器110。因此，受冲击器120可与冲击器110相连， 并且同时也能在冲击器110内滑动。
受冲击器120还包括第二井下工具连接器145。第二井下工具连 接器145在结构、制造和功能上可以与第一井下工具连接器140基本 上相同。例如，第二井下工具连接器145可被构造成刚性地连接到井 下工作管柱或者工具管柱的一部分上，该井下工作管柱或者工具管柱 可以允许或者防止受冲击器120相对于管柱旋转。通常，第二井下工 具连接器145被构造成在管柱夹在井筒的情况下试图尽可能移走管柱 的过程中在至少工作或工具管柱的下部上产生冲击。这样的脉冲可由 受冲击器120对冲击器110的冲击制动器150的撞击产生。因此，受 冲击器120可以包括与受冲击器120形成一体的台肩或其它制动器 129，该制动器129设置有用于撞击冲击制动器150的刚性表面。受冲 击器制动器129还可以包括焊接或者连接在受冲击器120上的单个构 件。
可偏压构件130可以基本上容纳在冲击器110的内部，并可以通 过允许可偏压构件130在冲击器110内轴向移动的方式装配在冲击震 击器100中。另外，可偏压构件130可被偏压到中间位置。例如，如 所示的实施中那样，可偏压构件130可以包括一个或多个弹簧160， 该弹簧160可促使可偏压构件130到达中间位置。弹簧160可包括一 个或多个Bellville垫圈或其它类型的压缩弹簧、拉力弹簧和/或扭转弹 簧。弹簧160还可以与可偏压构件130形成一体，或者可以是装配到 可偏压构件130或者冲击震击器100的其它部件上的单个构件。冲击 器110还可以包括压缩制动器117，该压缩制动器117将弹簧160的 一端相对于冲击器110固定。压缩制动器117可以是固定垫圈或其它 部件，或者可以是从冲击器110的内表面延伸出的凸部。
可偏压构件130与受冲击器120可拆开地接合。例如，在所示的 实施例中，可偏压构件130包括从靠近受冲击器120的端部延伸出的 连接件135，而受冲击器120包括被构造成与连接件135可拆开地接 合的多个连接指状件127。因此，受冲击器120被构造成抓紧可偏压 构件130。当然，在一些实施例中，可偏压构件130可以包括抓紧元 件，该抓紧元件被构造成与从受冲击器120延伸出的连接件可拆开地 接合。另外，尽管可偏压构件130和受冲击器120中的任何一个可以 包括握紧元件，可偏压构件和受冲击器120中的任何一个可以包括与 握紧元件接合的连接件，但握紧元件不需要抓紧连接件的外部。例如， 在图1中，受冲击器120的连接指状件127是被构造成与可偏压构件 130的连接件135的外部轮廓接合的握紧元件。然而，在一些实施例 中，受冲击器120可以另外地或可选地包括被构造成与可偏压构件130 的内部轮廓接合的握紧元件。因此，根据本公开内容的方面的受冲击 器120和可偏压构件130之间的可拆开连接不限于图1所示的实施例。
可偏压构件130和受冲击器120被构造成响应于在冲击震击器 100上施加的达到预定值的拉力而分开。例如，冲击震击器100可以 连接在井筒内的工作管柱的中间位置，其中冲击器110可以连接在工 作管柱的上部，而受冲击器120可以连接在工作管柱的下部。因此， 通过延伸到井管表面的细钢丝绳、e线缆、挠性管、加压和/或其它张 拉装置施加到工作管柱上的拉力也可被施加到冲击震击器100上。随 着施加到冲击震击器100上的拉力增加，冲击器110将相对于受冲击 器120沿轴向移动。也就是说，受冲击器120相对于井筒基本上保持 位置固定，因为其连接到工作管柱的下部夹住部分上。由于可偏压构 件130通过连接件135和连接指状件127与受冲击器120接合，所以 可偏压构件130也相对于井筒基本上保持位置固定。然而，由于受冲 击器120和可偏压构件130被构造成在冲击器110内沿轴向移动或者 滑动，所以冲击器110可自由地受到施加的拉力作用而在井筒中沿轴 向向上移动。
由此，随着压缩制动器117和冲击器110的其余部分沿轴向远离 受冲击器120，弹簧160将受到压缩。另外，冲击器110相对于受冲 击器130的移动也使受冲击器制动器129更接近冲击器110的冲击制 动器150。随着施加的拉力进一步增加，弹簧160进一步受到压缩。 然而，当施加的拉力增加到预定的拉伸力时，可偏压构件130和受冲 击器120将分开。一旦分开，可偏压构件130将自由地受到弹簧160 的压缩作用。因此，可偏压构件130将快速移动到其的中间位置，如 图1所示的位置。因此，可偏压构件130将撞击冲击器110，由此对 冲击器110施加冲击力。通过可偏压构件130施加到冲击器110上的 冲击力可以转变成施加到受冲击器120上的冲击力。也就是说，冲击 器110的冲击制动器150可以由于可偏压构件130对冲击器110的撞 击而撞击受冲击器制动器129。此外，受冲击器120的冲击可以作为 冲击力转移到工作管柱的与受冲击器120连接的下部。
因此，在施加到冲击震击器100上的预定拉力下，可偏压构件130 与受冲击器120的分开可引起可偏压构件130和冲击器110之间的撞 击，这也可引起冲击器110和受冲击器120之间的撞击，因此，冲击 力或脉冲力可以施加到与受冲击器120连接的夹住设备上。施加到夹 住设备上的冲击力可以促使该夹住设备移动。在一些实施例中，冲击 震击器100的操作可以重复，以将多个冲击施加到夹住设备上。
附加地或者可选地，通过受冲击器120施加到夹住设备上的冲击 力或脉冲力可以由于可偏压构件130和冲击器110之间的冲击之外的 原因产生。例如，随着施加到冲击震击器上的拉伸载荷增加，冲击器 110将沿轴向远离夹住设备。当可偏压构件130和受冲击器120在预 定拉力下分开时，冲击器110可自由地沿轴向在井筒中向上移动，直 至冲击器110的冲击制动器150接触受冲击器120的受冲击器制动器 129，如果这还未曾发生的话。因此在细钢丝绳、e线缆、挠性管、强 行下入工具和/或其它张拉装置中的拉力可很快地产生这样的冲击并 可能在可偏压构件130沿轴向朝其的中间位置行进并撞击冲击器110 之前产生这种冲击。因此，在可偏压构件130可以撞击冲击器110和 尽可能把较早的脉冲提供给冲击器110之前，施加到冲击器110上的 拉力可以在冲击器110和受冲击器120之间产生第一冲击。
因此，在一个实施例中，可偏压构件130与受冲击器120的分开 可把两个单独的脉冲或冲击力施加在夹住设备上。由此可见，在一些 实施例中，冲击震击器100各部件的尺寸及可偏压构件130和受冲击 器120分开的预定拉力可这样地形成，即，尽可能根据具体应用确定， 这些脉冲力中的一个或两个被最小化或最大化，或者分别或同时地发 生。
如上所述，可以调节预定的拉力，在该预定的拉力下，可偏压构 件130和受冲击器120分开，以便将冲击或脉冲力施加到夹住设备上。 例如，冲击震击器100还可以包括调节器170，该调节器170被构造 成可调节使可偏压构件130和受冲击器120分开的预定拉力。在一个 实施例中，调节器170是螺纹套管，该螺纹套管旋转地连接到冲击器 100的内表面上，并邻近于压缩制动器117。然而，调节器170也可以 或者可选地包括用于调节预定拉力的液压活塞或其它部件。压缩制动 器117可以与调节器170形成一体或连接到调节器170上。因此，如 上所述与固定到冲击器110上相反，压缩制动器117可被固定到调节 器170上。
在一个实施例中，调节器170可在冲击器110内旋转，从而调节 器170和冲击器110之间的螺纹连接响应于调节器170相对于冲击器 110的旋转引起调节器170相对于冲击器110的轴向移动。通过使调 节器170相对于冲击器110旋转，使得调节器170相对于冲击器110 轴向移动，弹簧160的抵靠在压缩制动器117上的固定端可在轴向上 调节。因此，可以调节使可偏压构件130与受冲击器120分开的拉力。
另外，调节器170可从外部接近。例如，冲击器110可以包括通 过其可接近调节器170的调节窗口，从而可以在不拆卸冲击震击器100 的情况下手动调整调节器170。在一个实施例中，冲击震击器100或 其部件可以包括机电型或其它类型的装置，该装置被构造成旋转、移 动或操作调节器170。因此，可以不从井筒内取出冲击震击器100的 方式，远程地调节使可偏压构件130和受冲击器120分开的拉力。
此外，冲击震击器100可以与e线缆和细钢丝绳工具，挠性管和 强行下入工具一起应用。如上所述，细钢丝绳工具应用简单的金属线 来将工具悬挂在选定位置，并设计成不需要来自地面的电力来实施它 们所设计的功能。在这些应用中，冲击震击器100可以在很少或不涉 及在第一和第二井下工具连接器140，145之间连续提供电力和数据信 号的情况下很容易地连接到细钢丝绳工具上。然而，冲击震击器100 可以允许流体从其中流过。例如，冲击器110、受冲击器120和可偏 压构件130每个都可以包括一个或多个孔180，该孔180被构造成将 容纳在第一井下工具连接器140中的流体流通过冲击震击器100的长 度输送到与第二井下工具连接器145连接的工作管柱部分。在一个实 施例中，孔180可以是同轴的，这样可以提高流体通过孔的流动。孔 180可以使井筒中的流体流过或流经冲击震击器100(例如流入在第一 井下连接器140处的震击器100，随后从在第二井下连接器140处的 震击器100流出)。
在一些实施例中，可能不希望让流体流入冲击震击器100内部的 至少一部分。例如，一些应用可能需要电线通过冲击震击器100。因 此，在一些实施例中，冲击震击器100可以包括标准的、常规的或未 来研制的流体/空气连接器，用于让电力/信号通过。另外如上所述，e 线缆工具应用多功能金属线，以便将工具悬挂在油井中的特定位置， 并在井筒和井表面之间传送电力和/或数据信号。因此，上述孔180也 可被构造成允许多功能金属线通过冲击震击器100。冲击震击器100 还可以包括螺旋形、挠性或可延伸的金属线或其它导体，以便当受冲 击器120和可偏压构件130分开时在第一和第二井下工具连接器140， 145之间保持电连接。在一个实施例中，冲击震击器100包括在第一 和第二井下工具连接器140，145每个中的标准的、常规的或未来研制 的电连接器，该电连接器通过一个或多个通过孔180的电线连接。
冲击震击器100沿着其长度具有基本上恒定的外径，以有利于震 击器100在井筒内平滑的移动。例如，敞开井筒的外径可以为约23/4″ 或者约33/8″，或者下套管的井筒的外径在约11/2″和约13/4″之间。在 一个实施例中，外径约为19/16″，该外径可以应用于e线缆和细钢丝绳 中。在另一个实施例中，外径约为111/16″。通常，尽管不受本公开内 容的限制，但冲击震击器100的外径可以是在约3/4″和约4″之间的范 围内。另外，冲击震击器100可以应用于下套管的井筒和敞开的井筒， 或者可以专用于其中之一。
参照图2a-c，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震 击器200的至少一个实施例的局部剖视图。在图2a-c中共同地示出了 冲击震击器200的几个实施例。另外，在图2a-c中示出的冲击震击器 200的每个实施例可与图1所示的冲击震击器100基本上相似。例如， 在图2a中所示的冲击震击器200包括冲击器110、受冲击器120、可 偏压构件130和弹簧160，可能除了下面说明之外，它们可与图1所 示的那些基本上相似。在图2a-2c中所示的冲击器110还可以包括相 互螺纹连接、焊接或连接的多个部分110a。
如图2a中所示，可偏压构件130包括上凸肩205，弹簧160的第 一端部抵靠在上凸肩205上。可偏压构件130还包括贯穿弹簧160的 轴210。冲击震击器200包括轴向上可移动的垫圈、压缩挡块或其它 构件(以下称为垫圈)215，弹簧160的第二端部可抵靠在垫圈215 上。垫圈215可被第一定位弹簧220抵抗着弹簧160的第二端地偏压。 第一定位弹簧220被示出为压缩弹簧，尽管在其它实施例中，第一定 位弹簧220可以是拉力或扭转弹簧，可以包括多个弹簧，并且可以是 其它类型的偏压构件。可偏压构件130还可以贯穿第一定位弹簧220。
冲击震击器200还包括第一套筒225，该套筒225在至少一个冲 击器部分110a内沿轴向可移动，并且第一定位弹簧220和可偏压构件 130延伸通过该套筒225。第一套筒225还抵靠在调节器230上，并且 响应于调节器230的旋转在冲击器内沿轴向可移动。
调节器230可与图1中所示的调节器170基本上相似。例如，调 节器230可以从外部通过手或工具接近，用于在至少一个冲击器部分 110a内进行旋转、移动和/或其它操作。在所示的实施例中，例如当冲 击器部分110a和调节器230之间的交界面是螺纹交界面时，随着冲击 器部分110a和调节器230之间的相对旋转，调节器230在至少一个冲 击器部分110a内沿轴向移动。调节器230的轴向移动还引起第一套管 225的轴向移动。因此，尤其是如果第一定位弹簧220的弹簧常数小 于弹簧160的弹簧常数，第一套管225和垫圈215之间的分离可以通 过旋转调节器230进行调节。
如图2b中所示，可偏压构件130可以包括相互螺纹连接、焊接或 连接的多个部分130a。部分130a中的一个可以包括下凸肩235，第二 定位弹簧240的第一端部可抵靠在下凸肩235上。第二定位弹簧240 的第二端部可抵靠在第二套筒245上。第二套筒245可在至少一个冲 击器部分110a内沿轴向移动，至少一个可偏压构件部分130a延伸穿 过第二套筒245。
在图2b所示的实施例中，可偏压构件部分130a中的一个包括凸 形接合件250，受冲击器120包括凹形接合件255，冲击震击器200 包括致动环260。凸形接合件250和凹形接合件255被构造成可拆开 地接合。致动环260被焊接或连接到一个冲击器部分110a上。如以上 参照图1所述，冲击器110被构造成响应于施加到冲击震击器200上 的拉力而相对于受冲击器120沿轴向移动。由于致动环260被刚性地 连接到一个冲击器部分110a上，所以当冲击器部分110a相对于受冲 击器120在轴向上移动时，致动环260相对于受冲击器120在轴向上 移动。当致动环260与冲击器部分110a一起远离受冲击器120时，致 动环260将接触第二套筒245。第二套筒245被构造成防止凸形和凹 形接合件250，255分开。另外，当致动环260继续远离受冲击器120 时，致动环260将容易使第二套管离开凸形和凹形接合件250，255 的接合部分。因此，如上所述，凸形和凹形接合件250，255可以分开。 冲击震击器200还可以包括检查窗280，通过检查窗280可视觉地看 到凸形和凹形接合件250，255的接合状态。检查窗280还可被构造成 允许插入工具使凸形和凹形接合件250，255相互分开，从而冲击器 110和受冲击器120可以彼此沿相反的方向移动，如具体应用可能需 要的。
图2c示出受冲击器120可以包括相互通过焊接、螺纹连接或连接 在一起的多个受冲击器部分120a。图2c还示出了一个受冲击器部分 120a可以包括打捞颈(fishing neck)270，打捞颈270具有标准的打 捞颈接口。在一个实施例中，冲击震击器200可被构造成使其的最弱 机械部位是在打捞颈270的附近或上方。因此，如果冲击震击器200 在安装在井筒内时机械上出现故障，断裂点可能接近打捞颈270，从 而可以应用常规的井下打捞设备，以便取出留在井筒中的冲击震击器 200的部分。在一个实施例中，打捞颈270可包括斜边275，以便有助 于通过打捞设备对准和抓取打捞颈270。
参见图3，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器300的另一个实施例的一部分的透视图。冲击震击器300可以基本 上与图1的冲击震击器100和/或图2a-c的冲击震击器200相似。
在图3所示的实施例中，冲击震击器300包括调节窗310，调节 器320可以通过该调节窗310从外部接近。调节窗310可以包括在冲 击器部分305中形成的开口。调节器320可以包括用于容纳调节工具 340的键孔或其它孔(以下共同称为孔)330。在所示的实施例中，调 节器320包括8个孔330，然而本公开内容不限制可以形成在调节器 320中的孔330的数量。调节工具340可以是改锥、方孔螺钉头用扳 手或其它基本上是圆柱形的构件，它们可以用来使调节器320产生如 箭头325所示的逐步的或其它的旋转运动。
调节器320和/或冲击震击器300还可以包括用于防止调节器320 无意中旋转的机构。例如，在所示的实施例中，调节器320包括槽350， 槽350在调节器320的外表面中，并被构造成容纳定位螺钉或其它阻 碍件(以下共同称为定位螺钉)360。在冲击震击器300工作期间，定 位螺钉360可被紧固在冲击器部分305内的螺纹孔370中，使得定位 螺钉360与调节器槽350接合。然而，当需要调节冲击震击器300， 例如为了调节冲击震击器300向工作管柱的夹住部分提供冲击或脉冲 力的拉力时，可以将定位螺钉360松开或与槽350分开。因此，可以 通过利用调节工具340的操纵转动调节器320，以调节冲击震击器300 的拉力设定点，并且定位螺钉360可被再次紧固或操作，以与调节器 槽350重新接合。
因此，根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器比常规机械震 击器更合乎需要，例如冲击震击器300是现场可调节的。也就是说， 在开动震击器时的拉力载荷可以在不拆卸震击器300的情况下接近调 节器320进行调节。另外，这个触发器设定点也可以在不从工作/工具 管柱中拆卸震击器300的情况下进行调节。例如，触发器设定点可以 是在施加的拉力载荷在0磅和触发器设定点自身之间时进行调节。在 一个设想的应用中，触发器设定点可以是在冲击震击器300仅负载连 接到冲击震击器300上的工作/工具管柱的重量时进行调节。例如，在 这种应用中工作/工具管柱的重量可以是约为50磅。通常，在一个实 施例中，触发器设定点(或者“预定值”)可以在约100磅和约800 磅之间的范围。在另一个实施例中，触发器设定点可以在约150磅和 约1400磅之间的范围。
通过实施这样的调节，产生脉冲的拉力可以被准确地控制，并且 不容易在过度拉力水平下触发。相反，随着拉力在使液压流体在各室 之间或通过活塞流动所需的推迟期间增加，常规的液压震击器可以在 大于触发点的任何拉力载荷，可能是大于触发设定点的1000-2000磅 下触发。也就是说，根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器响应 于达到预定值的施加拉力产生脉冲。相反，常规的液压震击器响应于 在震击器内的液压流体流动产生脉冲，因而当施加的拉力载荷远远超 过触发点时允许产生推迟的脉冲。
在类似的说明中，根据本申请的方面构造出的震击器所产生的脉 冲可以在到达触发点的5秒内触发。实际上，在大多数实施例中，脉 冲基本上可以在达到触发设定点之后立即发生。通常，脉冲可以在到 达触发设定点之后约0.5秒和约5秒之间的时间范围内产生。相反， 常规的液压震击器直至到达触发设定点之后15，30，60或120秒才产 生脉冲，从而所施加的拉力在产生脉冲之前可以继续升高，有可能使 震击器或工作/工具管柱的其它部分损坏。
参见图4，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器400的实施例的一部分的剖视图。许多上述部件可以具有基本上圆 柱形的外部轮廓。通常，装配一对具有基本上圆柱形外部轮廓的螺纹 部件是困难的，因为部件的圆筒形表面未提供可以与扳手或其它装配 工具接合的平面。因此，如果不是不可能的话，把圆柱形部件装配到 所希望的扭矩水平可能很困难。
然而，根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的圆柱形部件 可以包括接近部件的一端或两端的扳手平面，以便于装配。例如，在 图4所示的实施例中，受冲击器120的第一部分410可以包括在其外 表面上的一个或多个扳手平面420。扳手平面420可以通过用扳手或 其它装配工具将额外的扭矩施加到受冲击器部分410，430以有助于装 配第一受冲击器部分410和第二受冲击器部分430。类似的扳手平面 可以应用在这里所公开的冲击震击器实施例的其它部件及其等同物 上。
参见图5a-c，其中示出了根据本公开内容的方面的冲击震击器500 的一个实施例的一部分在操作的连续阶段期间的剖视图。冲击震击器 500可以与图1的冲击震击器100和/或图2a-c的冲击震击器200基本 上相似。例如，冲击震击器500包括冲击器110、受冲击器120和可 偏压构件130，它们可以与图1和2a-c中所示的相应部件基本上相似。 可偏压构件130可以包括凸形接合件510，受冲击器120可以包括凹 形接合件520，并且在接合部分530处与凸形接合件510可拆开地接 合。
图5a示出的冲击震击器500处在操作的中间阶段，其中施加到冲 击震击器500上的拉力小于预定的触发力。如上所述，冲击震击器500 可以包括环540和接合套筒550，该环540连接到冲击器110上，该 接合套筒550被构造成相对于接合件接合部分530在轴向上的移动。 在正常的工作条件下，接合套筒550被例如定位弹簧560偏压到基本 上包围接合件接合部分530的位置中。然而，如图5a中所示，随着施 加到冲击震击器500上的拉力增加，接合套筒550被环540和冲击器 110的轴向移动朝向定位弹簧560偏压。
参见图5b，随着施加到冲击震击器500上的拉力增加到预定的触 发力，接合套筒550可以在冲击器110内沿轴向远离接合件接合部分 530一段距离，该距离足以使凸形和凹形接合件510，520分开。例如， 凹形接合件520可以包括多个挠性指状件525，每个指状件525都具 有端部，该端部被构造成与凸形接合件510的端部接合。当接合套筒 550限定指状件时，可防止挠性指状件525偏离图5a所示的位置。然 而，如图5b中所示，当接合套筒550远离接合部分530时，凹形接合 件520的挠性指状件525可以偏离凸形接合件510，由此如上所述使 可偏压构件130脱开并快速远离受冲击器120。
一旦凸形和凹形接合件510，520脱开，使得冲击器110和可偏压 构件130远离受冲击器120，如图5c中所示，定位弹簧560将接合套 筒550向后朝向中间位置偏压，使得接合套筒530可以再次包围凸形 接合件510。此时，理想的是可在冲击震击器500工作的这个时刻重 新设定用于连续操作的震击器500。因此，可以减少施加到冲击震击 器500上的拉力，以使冲击器110和可偏压构件130可以在其自身的 重量下再次朝向受冲击器120行进。
如图5d中所示，随着冲击器110在重新设定操作期间靠近受冲击 器120，凹形接合件520的挠性指状件525可以使接合套筒550沿轴 向远离凸形接合件510。另外，受冲击器120朝向可偏压构件130的 进一步移动将使挠性指状件525接触凸形接合件510并向外偏转。凸 形和凹形接合件510，520的交界面轮廓被构造成促进凹形接合件520 的挠性指状件525的这种偏转，使得指状件525的端部可以继续向上 移动并移动到凸形接合件510的端部之外。一旦凹形接合件520的挠 性指状件525的端部通过凸形接合件510的下部顶端行进足够的距离， 则挠性指状件525的端部将与凸形接合件510重新接合。
此时，凸形接合件510不再使凹形接合件520的挠性指状件525 向外偏转，至少不偏转到足以防止接合套筒550朝向受冲击器120沿 轴向向后移动的程度。因此，定位弹簧560可以使接合套筒550返回 在接合的凸形和凹形接合件510，520之间的接合部分530的上方，如 图5a所示。然后，可以通过将施加到冲击震击器500上的拉伸载荷增 加到预定的拉力而再次致动冲击震击器500。
图5a-5d还示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器可 以包括挠性或螺旋形导体580，该导体580在凸形和凹形接合件520， 525之间延伸。导体580是挠性的，从而在凸形和凹形接合件520，525 分开时，可以在冲击震击器500的远端之间保持电连接。如上所述， 一些应用要求，一个或多个电力/数据信号可以通过冲击震击器500， 从而在一些实施例中，冲击震击器500可以在井下工具连接器中包括 流体-空气连接器。因此，电导体可以从冲击震击器500的井下工具连 接器延伸到挠性导体580。延伸通过冲击震击器500的这些电导体包 括挠性导体580，这些电导体可以是单股绞合线或者编线。导体还可 以是绝缘和/或屏蔽的。冲击震击器500还可以包括挠性管道，该挠性 管道在凸形和凹形接合件520，525之间，以便向挠性导体580提供附 加的机械保护和/或电绝缘。在另一些实施例中，导体580在接合件 520，525之间的区域中可以是笔直的而不是螺旋形。也就是说，构件 520，525的重新接合在一些应用或构造中可以夹紧或分开导体580。 因此，在这些实施例中，导线580的螺旋形部分可以位于冲击震击器 500的另外区域中。
参见图6，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器600的一部分的透视图。冲击震击器600可以与图1的冲击震击器 110和/或图2a-c的冲击震击器200基本上相似。例如，冲击震击器600 包括冲击器110和可偏压构件130，它们可以基本上与图1和2a-c所 示的相应部件相似。
在图6所示的实施例中，冲击震击器600包括调节窗盖610，穿 过所述调节窗盖610可从外部接近调节器620。调节窗盖610可以是 或者包括罩套筒，该罩套筒同心地围绕冲击器110设置，并且有窗630 或其它提供接进调节器620的开口。调节窗盖610可以如箭头605所 示地相对于冲击器110旋转，从而在调节器620的旋转、移动或其它 操纵之前，调节窗盖610可能需要旋转，以便露出调节器620。
在另一个实施例中，调节窗盖610可以相对于冲击器沿轴向滑动， 以便露出调节器620。调节窗盖610还可能以铰接结构旋转离开冲击 器。调节窗盖610还可以卡扣在冲击器上或者从冲击器上脱开，以便 选择性地盖住和露出调节器620，或者调节窗盖610可以通过螺纹紧 固件或其它连接机构连接到冲击器110上。另外，在一些实施例中， 可以例如通过扭转弹簧、压缩弹簧或拉簧将调节窗盖610偏压到关闭 位置中，因而一旦在操纵调节器620之后释放调节窗盖610时，调节 窗盖610返回到关闭位置。在一个实施例中，调节窗盖610和冲击器 110可以具有相同或基本上相似的外径。
在包括调节窗盖610的实施例中，冲击器110的一个或多个部分 可以包括孔或通风口，以便调节横跨冲击震击器600的实际边界的压 差相等。例如，当调节窗盖610没被构造成用于使调节器620进入时， 如果压差不能充分地平衡，则震击器600的内部和外部之间的压差可 能使罩压入震击器600中。
参见图7，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器700的另一实施例的一部分的剖视图。冲击震击器700可以基本上 与图1的冲击震击器100和/或图2a-c的冲击震击器200相似。然而， 冲击震击器700包括外部可进入的调节器，该调节器是上述实施例中 相应部件的可选实施例。图7所示的外部可接近的实施例可以在冲击 器100中不需要如上述实施例中那样的调节窗或其它开口。相反，冲 击器110可以分成两个(或多个)可彼此相对旋转的不同部分。例如， 第一冲击器部分110a相对于第二冲击器部分110b的旋转可以使内部 调节器720在冲击器部分110a，110b之一的内部沿轴向移动，以便调 节可偏压构件130的压缩。内部调节器720可以刚性地连接到冲击器 部分110a，110b之一上，或者与冲击器部分110a，110b之一形成一 体，并且可与冲击器部分110a，110b中的另一个螺纹接合。另外，冲 击器部分110a，110b之间的这种相对旋转可以用手实施，而不需要手 或机械工具，例如图3所示的调节工具340。
在一个实施例中，冲击震击器700可以包括锁紧或其它安全机构， 以便防止冲击器部分110a，110b相对于彼此的无意旋转，因而防止拉 力的无意的调节，在该拉力下冲击震击器700抵靠着与其相连的工作 管柱的夹住部分提供冲击或脉冲力。这种安全机构可以包括对准的孔， 该对准的孔穿过冲击器部分110a，110b，并被构造成容纳共用的锁紧 销，例如开尾销(cotter pin)或球形定位(ball-detent)销。安全机 构也可以包括定位螺钉或其它螺纹紧固件，然而这个实施例可能还需 要用于操纵的工具。安全机构还可以包括一个或多个弹簧加载的按钮， 该弹簧加载的按钮固定到冲击器部分110a，110b之一上，并延伸通过 冲击器部分110a，110b的另一个中的一个或多个开口，使得一个或多 个按钮可被压缩以允许冲击器部分110a、110b彼此相对旋转。
使冲击器部分110a，110b彼此相对旋转所需的旋转力也可由装在 冲击器部分110a，110b内的旋转机构提供。例如，冲击震击器700 可以包括一个或多个伺服电机或其它电机，该电机可以连接到冲击器 部分110a，110b上，以便产生冲击器部分110a，110b的相对旋转。 电机可以接收来自电池或电源的电力，该电池也装在冲击器部分 110a，110b内，该电源在井筒的面上。这种自动旋转机构的操作可以 是在当地的，例如通过冲击器部分110a，110b之一的外表面上的按钮 或者操作面板。然而，自动旋转机构无线遥控或者通过跨越将冲击震 击器700悬挂在井筒中的线路的电线控制。因此，在不从井筒内拉出 冲击震击器700的情况下，可以调节可调节的拉力，冲击震击器700 在该可调节的拉力下向与其相连的夹住设备上提供冲击或脉冲力。
参见图8，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器800的另一个实施例的一部分的剖视图。冲击震击器800可以与图 1的冲击震击器100和/或图2a-c的冲击震击器200基本上相似。例如， 冲击震击器800包括冲击器110和可偏压构件130，它们与图1和2a-c 所示的相应部件基本上相似。
尽管在根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的每个实施例 中不一定存在，但冲击震击器800包括防转动机构810，该防转动机 构810防止可偏压构件130和冲击器110的相对转动。在所示的实施 例中，防转动机构810包括一个或多个键820，该键820保持在冲击 器110内的开口830中。这些键820被焊接、粘接或连接于在开口830 中的冲击器110上。在一个实施例中，键820可以通过摩擦配合或干 涉配合保持在开口830中。在图8所示的实施例中，可偏压构件130 还包括一个或多个键槽、缝槽或沟槽(以下共同称为键槽)840。键槽 840的尺寸形成为当键820保持在开口830中时容纳键820。键槽840 还明显比键820长，从而在可偏压构件130和冲击器110相对移动期 间，键820可以在键槽840中滑动。因此，可防止可偏压构件130和 冲击器110之间的相对转动，或者至少限制键820和键槽840宽度上 的任何不同。另外，尽管在本公开内容中未示出，但可以通过与图8 所示的抗转动机构810相似的机构防止或限制在上述实施例中所示的 受冲击器120和冲击器110之间的相对转动。
参见图9，其中示出了根据本公开内容的方面构造出的冲击震击 器900的另一个实施例的一部分的剖视图。冲击震击器900可以与图 1的冲击震击器100和/或图2a-c的冲击震击器200基本上相似。例如， 冲击震击器900包括冲击器110和受冲击器120，它们可以基本上与 图1和2a-c中所示的相应部件相似。
尽管在根据本公开内容的方面构造出的冲击震击器的每个实施例 中不一定都存在，但冲击震击器900还包括锁紧夹910，当受冲击器 120和可偏压构件(图1和2a-c中130)没有接合时，锁紧夹910可 与冲击器110和受冲击器120中的至少一个相连。锁紧夹910是在安 装冲击震击器900之前安装到井筒中，以防止冲击震击器900的无意 操作。例如，锁紧夹910可被构造成防止受冲击器120和可偏压构件 接合在一起。在一个实施例中，可以将臂状拉力载荷施加到冲击震击 器900上，使得锁紧夹910与冲击震击器900分开，因而随后减少所 施加的拉力将使受冲击器120和可偏压构件接合并准备工作。在一个 实施例中，臂状拉力载荷可以大大高于预定的量或触发设定点，受冲 击器120和可偏压构件在该触发设定点处被构造为分开。
锁紧夹910的一个实施例可以是铰接式双C形夹，该C形夹具有 一个闩锁，该闩锁被构造成释放和偏压锁紧夹910的两半打开，因而 使锁紧夹910能从冲击震击器900落下。锁紧夹910还可以用绳系住， 从而在锁紧夹与冲击震击器900分开之后可以被收回。这种系绳还可 以帮助或使锁紧夹910分开。
参见图10，其中示出了根据本公开内容构造出的井筒系统920的 一个实施例的剖视图。井筒系统920是其中可以实施上述冲击震击器 的几个实施例的环境。
井筒系统920包括具有第一部分930和第二部分940的工作管柱 组件925。井筒系统920还包括张拉装置950，该张拉装置950被构造 成将可调节的拉力施加到工作管柱组件925上。尽管在图10中示意地 示出，但本领域的技术人员应把张拉装置950理解为通过细钢丝绳、e 线缆、挠性管、加压或其它机构与工作管柱组件925相连的起重机、 绞车或其它升降装置。
井筒系统920还包括冲击震击器960。冲击震击器960可以与上 述冲击震击器中的一个或多个基本上相似。冲击震击器960被用于将 工作管柱组件925在井筒内夹住或刚性固定的一部分收回。可以在工 作管柱组件925放在井筒中之前，例如在预防性的应用中，或在工作 管柱组件925放入井筒中之后，例如在“打捞”应用中，冲击震击器 960可与工作管柱组件925的一部分相连。
因此，本公开内容提供了一种冲击震击器，该冲击震击器包括可 偏压构件、冲击器和滑动地连接到冲击器上的受冲击器。冲击器包括 第一井下工具连接器。受冲击器包括远离第一井下工具连接器的第二 井下工具连接器和多个挠性连接指状件。可偏压构件与多个挠性连接 指状件在预撞击位置可拆开地接合，并被构造成响应于横跨第一和第 二井下工具连接器施加的达到预定值的拉力与多个挠性连接指状件分 开。冲击器和受冲击器被构造成响应于可偏压构件与多个挠性连接指 状件分开而进行冲击。在一个实施例中，冲击震击器可以用于e线缆 和细钢丝绳中。
供在下套管的井筒中使用的冲击震击器也被引入到本公开内容 中。在一个实施例中，下套管的井筒冲击震击器包括第一和第二相对 的下套管的井筒工具连接器，连接到第一井筒工具连接器上的冲击器 和滑动地连接到冲击器上的受冲击器。冲击器和受冲击器被构造成当 横跨第一和第二下套管的井筒连接器所施加的拉力达到预定的量时进 行冲击。在下套管的井筒中使用的冲击震击器还可以包括可偏压的构 件，该可偏压的构件在预定的冲击位置中与受冲击器可拆开地接合， 并被构造成响应于达到预定的量的拉力与受冲击器分开，因而使冲击 器和受冲击器能进行冲击。
本公开内容还介绍了将井下设备从井筒移出的方法。这种方法的 一个实施例包括将冲击震击器连接到井下设备上，其中冲击震击器包 括可偏压构件、冲击器和滑动地连接到冲击器上的受冲击器。冲击器 连接到张拉装置上，而受冲击器连接到井下设备上。可偏压构件在预 冲击的位置中与受冲击器可拆开地接合，并被构造成响应于通过张拉 装置所施加的达到预定值的拉力与受冲击器分开。冲击器和受冲击器 被构造成响应于可偏压构件与受冲击器分开而进行冲击。该方法还包 括操作张拉装置，以使拉力朝向预定值增加。在可偏压构件与受冲击 器分开之后减少拉力。
本公开内容还提供一种井筒系统，该井筒系统包括：(1)工作管 柱组件，其包括第一和第二部分；(2)张拉装置，其被构造成将可调 节的拉力施加到工作管柱上；(3)冲击震击器。在一个实施例中，冲 击震击器包括可偏压构件、冲击器和滑动地连接到冲击器上的受冲击 器。冲击器连接到第一工作管柱组件部分上。受冲击器连接到第二工 作管柱组件部分上，并包括多个挠性连接指状件。可偏压构件在预冲 击位置中与多个挠性连接指状件可拆开地接合，并被构造成响应于通 过张拉装置所施加的达到预定值的拉力与多个挠性连接指状件分开。 冲击器和受冲击器被构造成响应于可偏压构件与多个挠性连接指状件 分开而进行冲击。
上面已经概述了几个实施例的特点，使得本领域的技术人员可以 更好地理解下面的详细说明。本领域的技术人员应该理解，他们可以 很容易地使用本公开内容作为设计或修改其它过程和结构的基础，用 于实施相同的目的和/或达到在此所介绍的一些实施例的优点。尽管已 详细地说明了本公开内容的一些实施例，但本领域的技术人员应该理 解，这些等同的构造没有脱离本公开内容的精神和范围，并且在不脱 离本公开的精神和范围的情况下，他们可以进行各种改变、替换和变 换。