JPH09503258A - 待機時間を縮小した液圧ドリリングジャー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 縮小待機時間ドリリングジャー（１）が、マンドレル（２）と、マンドレル（２）の回りに入れ子式に位置付けられたハウジング（３）と、マンドレル（２）とハウジング（３）の間に軸方向に位置付けられた第１及び第２ピストン（８９、１１１）とを含む。ピストン（８９、１１１）は、縦に離間され、実質的密封室（８８）をそれらの間に形成する。第１ピストン（８９）は、第１及び第２の実質的に平行な縦長流路（９４、２００）を形成してあり、第１及び第２流れ特性を設ける。弁（２０４）が、第２流路（２００）に液圧的に連結される。弁（２０４）が、第１及び第２動作位置の間で移動可能であり、この場合、流体は、第１動作位置において第２流路（２００）を通って比較的自由に流れるが、第２動作位置において制限される。圧力逃がし弁（２０６）は、実質的密封室（８８）に液圧的に結合され、そして弁（２０４）に機械的に結合され、この場合、圧力逃がし弁（２０６）の移動は、室（８８）における圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２動作位置の間で弁（２０４）をバイアスさせる。

Description

【発明の詳細な説明】 待機時間を縮小した液圧ドリリングジャー 本発明は、一般に、掘削機において使用される液圧ジャーに関し、そして詳細 には、ジャーがトリガーするために必要な時間が、待機時間が通常で最大である 待機時間オーバープル曲線の初期部分において縮小される改良作動機構に関する 。 ドリリングジャーは、長く、坑井掘削機の分野において公知であった。ドリリ ングジャーは、掘削又は生産機が、坑井穴から容易に取り除かれない程度まで固 着した時、使用される工具である。ドリリングジャーは、通常、固着物体の領域 においてパイプストリングに置かれ、表面にいる操作者は、ドリルストリングの 操縦を介して、ドリルストリングへ一連の衝撃ブローを送り出すことができる。 うまく行けば、ドリルストリングへのこれらの衝撃ブローは、固着物体を取り除 き、継続動作を可能にする。 ドリリングジャーは、回転移動を許すことなく、内側マンドレルと外側ハウジ ングの間の相対軸方向移動を許容するすべり面接合を含む。マンドレルには、一 般に、ハンマーを形成してあり、一方、ハウジングは、マンドレルハンマーに隣 接して位置付けられたアンビルを含む。こうして、ハンマーとアンビルを同時に 高速で滑動させることにより、それらは、ドリルストリングを震動させ解放させ るためにしばしば十分な非常に実質的な衝撃を固着したドリルストリングに伝達 する。高速度は、予選択された時間期間に対して、内側マンドレルと外側ハウジ ングの間の相対移動を阻止する流体充填室を設けることにより達成される。その 後、 抵抗は、急速に実質的に縮小され、そして内側マンドレルと外側ハウジングは、 互いに関して非常に急速に自由に移動する。一般に、流体室は、内側マンドレル と外側ハウジングの間の初期移動によって加圧される。いったん室の圧力が十分 に高くなるならば、ジャーがトリガーされ圧力が急速に縮小されるまで、比較的 低い率で流体を抜く計量オリフィスを除いて、移動は止まる。 例えば、１９９２年２月１１日にＲｏｂｅｒｔ Ｗ．Ｅｖａｎｓへ付与された 米国特許第５，０８６，８５３号は、流体室と計量オリフィスを含む複動ドリリ ングジャーを記載する。印加力とジャーをトリガーする時間の間の関係が、第１ 図に例示的に示される。即ち、印加力が大きいほど、時間期間は短くなる。しか し、非常に小さな力のみが印加される場合に、時間は、望ましくないほどに長く なる。これは、少なくとも２つの状況において問題になる。 まず、ジャーが掘削される坑井の外側の掘削組立体に組み込まれる場合に、非 常に小さな印加力を使用することにより、ジャーを崩壊／拡張定位に操縦するこ とが一般である。この小さな力は、もちろん、ジャーを崩壊／拡張するための拡 張時間期間を必要とする。例えば、印加力がわずかに約１０、０００ｌｂｓであ るならば、５分超がタスクを完了するために必要とされる。 第２に、ジャーが組み込まれたドリルストリングが坑井に降される時、ジャー の下のドリルストリングの重量が、ジャーに十分な力を課し、ジャーがドリルビ ットが坑井の底部に達する時間までに完全に拡張することが一般である。掘削の 前にジャーを崩壊させるために、ドリルストリングの重量の少なくとも部分を課 せさせることにより、力がジャーに印加 される。大きな力がジャーのトリガー時間よりもわずかに長く印加されるならば 、ジャーは、強力に作動され、ドリルビットを坑井穴の底部に駆動し、そして多 分ビットを損傷させる。他方、ほんの小さな力がドリルビットを損傷させる可能 性を避けるために印加されるならば、ジャーを崩壊するために必要な時間は、過 度に長くなる。 本発明は、上記の問題の一つ以上を克服又は最小にすることに向けられる。 本発明の一つの見地において、縮小待機時間ドリリングジャーが提供される。 ジャーは、マンドレルと、マンドレルの回りに入れ子式に位置付けられたハウジ ングと、マンドレルとハウジングの間に軸方向に位置付けられ、縦に離間され、 実質的密封室をそれらの間に形成する第１及び第２ピストンとを含む。第１ピス トンには、第１及び第２の実質的に平行な縦長流路を形成してある。弁が、第２ 流路に液圧的に連結される。弁は、第１及び第２動作位置の間で移動可能であり 、この場合、流体は、第１動作位置において第２流路を通って流れ、そして第２ 流路による流体流は、第２動作位置において制限される。圧力逃がし弁は、密封 室における圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２動作位 置の間で弁をバイアスさせるために設けられる。 本発明の別の見地において、液圧工具の実質的密封室においてシールを形成す る際に使用されるピストンが提供される。ピストンには、第１及び第２の実質的 に平行な縦長流路を形成してある。弁が、第２流路に液圧的に連結される。弁は 、第１及び第２動作位置の間で移動可能であり、この場合、流体は、第１動作位 置において第２流路を通って流れ、そして第２流路による流体流は、第２動作位 置において制限される。圧 力逃がし弁が、密封室における圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、 第１及び第２動作位置の間で弁をバイアスさせるために設けられる。 発明の他の目的及び利点は、図面を参照して、次の詳細な説明を精読すること により、明らかになるであろう。 第１図は、代表的な先行技術のドリリングジャーにおける待機時間対印加力の グラフ図を示す。 第２図は、本発明により構成されたドリリングジャーにおける待機時間対印加 力のグラフ図を示す。 第３Ａ〜３Ｃ図は、中立動作位置にある複動液圧ドリリングジャーの４分の１ の区分における連続部分を示す。 第４図は、第３図の中立動作位置にある複動液圧ドリリングジャーの４分の１ の区分における連続部分を示す。 発明は、多数の修正及び代替形態が可能であるが、特定の実施態様が、図面に おいて実施例により示され、ここに詳細に記載される。しかし、明細書は、発明 をここで開示された特定形態に限定することを意図されず、対照的に、発明は、 添付のクレイムによって記載された如く、発明の精神と範囲内にあるすべての修 正、等価物、及び代替物を包含することが理解される。 図面を参照し、特に、第３Ａ〜３Ｃ図を参照すると、実質長である複動液圧機 構又はドリリングジャー１が示され、３つの縦に破断された４分の１区分図、即 ち、第３Ａ図、第３Ｂ図と第３Ｃ図、において示されることを必要としている。 これらの図の各々は、ジャー１の中心線（破線により表される）から外周囲にわ たる縦断面において示される。ドリ リングジャー１は、一般に、外側管状ハウジング３の内側に入れ子式に支持され た内側管状マンドレル２を具備する。マンドレル２とハウジング３は、各々、好 ましくはねじ接続部により接合した複数の管状セグメントから成る。 マンドレル２は、伸長する内側縦通路５を有する上側管状部分４を含む。上側 管状部分４の上端部は、第５ａ図に示された如く拡大され、そして従来のドリル ストリング又は同等物（不図示）への連結のために６において雌ねじを切られる 。上側管状部分４の下端部には、内側肩７において終端するカウンターボアを設 けてあり、８において示された如く雌ねじを切られる。マンドレル２の中間部分 は、肩７に突き当たる上端部と上側管状部分４のねじ部４８内との連結のために １０で示された如く、上端部にねじを切った管状部分９を含む。管状部分９の下 端部は、１１で示された如く、雄ねじを切られ、上側管状部分４における通路５ の継続部である内部ボア又は通路１２を備える。マンドレル２の下端部は、肩１ ４において終端するカウンターボアを設けられ、１５で示された如く雌ねじを切 られた管状部分１３を含む。管状部分１３は、下端部を肩１４に突き合わせて、 管状部分９の下端部にねじで組み立てられる。 管状部分１３の下端部は、１６で示された如く、ねじを切られる。雌ねじ１８ を有するスリーブ部材１７は、管状部分１３の下端部にねじで固定される。管状 部分１３は、通路５、１２の延長部である内部縦通路１９を備え、スリーブ部材 １７の中央開口２０を通って開く。マンドレル２の３つの部分４、９、１３は、 管状ハウジング３の内側で縦に可動な単体管状マンドレル２に図示された如く、 ねじで組み立てられる。 管状ハウジング３は、マンドレル２と同様に、組み立ての目的のため に幾つかの区分において形成される。管状ハウジング３の上端部は、上側マンド レル管状部分４の外面が縦すべり移動のために位置付けられた、その上端部にお いて従来の軸受け２２ａにより形成したなめらかな内側ボア２２を有する管状部 材２１を含む。管状ハウジング部材２１の下端部は、環状肩２３を形成し、雄ね じ部分２４を有する縮小径の部分を有する。 管状ハウジング３は、管状部材２１のねじ部２４へのねじ連結のために、その 上端部において２６で雌ねじを切られた中間管状部材２５を備える。中間管状部 材２５の上端部は、ねじ連結が確実に締められる時、肩２３に突き当たる。管状 部材２５の下端部は、肩２７を形成し、２８で示された如く雄ねじを切られた縮 小径の部分を有する。 管状ハウジング３の下端部は、中間管状部材２５のねじ部２８への連結のため に、その上端部において３０で示された如く、雌ねじを切られた管状部材２９を 含む。下側管状部材２９の上端部は、ねじ連結が確実に締められる時、肩２７に 突き当たる。管状部材２９の下端部は、３１で示された如く雌ねじを切られる。 管状部材２９ａは、肩２７との突き合わせ関係において、管状部材２９のねじ 部２８にその上端部においてねじ連結される。管状部材２９ａの下端部は、管状 連結部材３２と係合可能なねじ部３１ａを含む。管状連結部材３２は、その上端 部において、３３で示された如く、雄ねじを切られ、ねじ接続部３１ａ、３３が 確実に締められる時、管状部材２９ａの下端部が突き当たる肩３４を有する。管 状連結部材３２は、マンドレル２を通った通路５、１２、１９の継続部である内 側縦通路３５を有する。管状連結部材３２の下端部は、縮小径であり、ドリルス トリング の下側部分への連結のために、又は装置がフィッシングジャーとして使用される 時、継目板又は同等物（不図示）への連結のために、雄ねじ付き表面３２ａを備 える。 すでに注記した如く、マンドレル２とハウジング３は、組み立ての目的のため に区分において形成される。マンドレル２は、ハウジング３の内側のすべり移動 のために配置される。ドリリングジャー１は、適切な作動流体、例えば、液圧油 を満たされ、このため、マンドレル２とハウジング３のいろいろな区分において 形成したねじ面接合からと、また、マンドレル２とハウジング３の間のすべり係 合の点からの漏れに対するシールを設けることが必要である。 前述の如く、上側マンドレル部分４の外面は、ハウジング３の上側管状部材２ １のボア２２においてすべりばめを有する。管状部材２１は、液圧油の漏れに対 してすべり面接合を密封する少なくとも一つのシール３９が位置つけられた、少 なくとも一つの内部環状凹部３８を備える。同様に、管状ハウジング部材２１、 ２５の間のねじ接続部は、管状ハウジング部材２１の下端部において外周溝４１ に位置付けられたＯリング４０又は同等物による漏れに対して密封される。管状 ハウジング部材２５、２９の間のねじ接続部は、同様に、管状ハウジング部材２ ５の下端部において周溝４３に位置付けられたＯリング４２による流体漏れに対 して密封される。同様に、管状ハウジング部材２９、２９ａの間のねじ接続部は 、管状ハウジング部材２９ａの下端部において周溝４３ａに位置付けられたＯリ ング４２ａによる流体漏れに対して密封される。 最後に、管状ハウジング部材２９の下端部と管状連結部材３２の間のねじ接続 部は、同様に、管状連結部材３２の上端部において周溝４５に 位置付けられたＯリング４６による流体漏れに対して密封される。同様のシール が、マンドレル２の幾つかの区分を連結するねじ継手による漏れを防止するため に設けてある。 ハウジング３のいろいろな構成要素の内側ボアとマンドレル２の外面の間の空 間は、ドリリングジャー１の全体で液圧油（又は他の適切な作動流体）の流れの ための閉鎖室及び通路を設ける。 管状ハウジング部材２１の上端部において、その内側ボア５０とマンドレル管 状部分４の外面５１の間の空間は、室５２を設ける。室５２の上端部には、ねじ プラグ部材５４が固定されたねじ開口５３が設けてある。ねじ開口５３は、液圧 油（又は他の適切な作動流体）を導入する。 管状マンドレル部分４の外面は、その下端部５５においてわずかに縮小した直 径であり、スプラインを形成する複数の縦長溝５６を設けてある。ハウジング管 状部材２１の下端部には、複数の縦長溝５９を有し、複数のスプラインを規定す るために周囲に離間された内側ボア５７を設けてあり、上側管状マンドレル部分 ４においてスプライン及び溝５６と相互作用する。管状ハウジング部材２１と管 状マンドレル部分４における溝５６、５９は、これらの溝５６、５９において位 置付けられた対向スプラインの高さよりも深い。結果として、縦通路は、マンド レル部分４とハウジング部材２１においてそれぞれの溝５６、５９に沿って設け られる。スプラインと溝５６、５９の間のすきまによって形成した通路は、続い て記載される如く、室５２とドリリングジャー１の下側部分の間で液圧油を流動 させる。 付加的に、管状ハウジング部材２１と管状マンドレル部分４における縦長スプ ライン及び溝５６、５９の配置は、回転動作を許すことのない、 ハウジング３におけるマンドレル２の縦移動のための案内を設ける。 管状ハウジング部材２５とマンドレル部分４、９の間のすきまは、液圧室５２ に関して実質的に拡大された大きさの液圧室６３が設けられる如くである。この 拡大室６３内に、ジャーリング装置、特に、ハンマーとアンビルが位置する。管 状ハウジング部材２１の下端部は、ドリリングジャー１が上方向に作動される時 使用される上側アンビル表面６４を設ける。管状ハウジング部材２５の内面は、 液圧室６３の下端部において内側周囲肩を創設し、ドリリングジャーが下方向に 作動される時、アンビル６６として機能するカウンターボアを構成する。 管状マンドレル部分４の下端部６７は、６８で示された如く、その外面５５に ねじを切ってある。雌ねじ７０を有する中空円筒ハンマー６９は、管状マンドレ ル部分４のねじ部６８においてねじで固定され、ねじ開口７２を通って管状マン ドレル部分４における凹部７３に侵入するねじプラグ又は止めねじ７１を備える 。このため、中空円筒ハンマー６９は、管状マンドレル部分４の下端部において ねじで固定され、さらに、動作中の回転に抗して止めねじ７１によって固定され る。ハンマー６９の上端部７４は、ハウジング部材２１におけるアンビル表面６ ４と上方作動中係合可能である。ハンマー部材６９の下側ハンマー表面７５は、 ドリリングジャー１の下方作動中、アンビル表面６６と係合可能である。 管状マンドレル部分９には、複数の縦長溝７６を設けてある。溝７６は、続い て記載される如く、液圧油の流れのための流路を設ける。スペーサリング７７は 、管状マンドレル部分９において支持され、環状流路７９を設けるためにマンド レル部分９の外面から離間した内面７８を有する。 スペーサリング７７は、通路７９から液圧室６３に開くアパーチャー８０を備 える。通路７９の下端部はまた、液圧室６３と溝７６の間の連続流体連通を設け るために溝又は通路７６の上端部に重なる。スペーサリング７７の上端部は、管 状マンドレル部分４の下端部に突き当たる。また、スペーサリング７７の下端部 には、溝７６が形成されたマンドレル部分９の外面に嵌まる第１管状部分８２ａ の上端部が突き当たる。このため、第１管状部分８２ａは、溝７６を閉鎖し、縦 長通路の系を規定する。第２管状部分８２ｂの下端部は、溝又は通路７６の端部 に開く複数のアパーチャー８４を備えた環状スペーサリング８３に突き当たる。 第１管状部分８２ａの下端部と第２管状部分８２ｂの下端部にはまた、続いて詳 細に記載されるトリップ弁９５によって制御される複数のアパーチャー又は開口 ８５を設けてある。 ハウジング部材２９の内面と管状部分８２ａ、８２ｂの外面８７ａ、８７ｂは 、液圧室８８を規定するために離間される。一般に、液圧室８８は、マンドレル ２とハウジング３の相対縦移動を阻止する。即ち、マンドレル２とハウジング３ の相対移動は、室８８の容積を縮小し、室８８の内圧を相当に増大させ、これに より、この相対移動を阻止する力を生成する。相対移動へのこの抵抗は、静的エ ネルギーの大きな蓄積を許容する。こうして、圧力を劇的に縮小するために室８ ８を急速に排気することにより、静的エネルギーは運動エネルギーに変換され、 ハンマー６９を急速に移動させ、大きな力でアンビル表面６４、６６の一方を打 ちたたく。 従って、圧力の蓄積を許容するために室８８を実質的に密封するための手段が 設けられる。室８８の表面８６、８７ａ、８７ｂは、室８８を 規定する支持された一対の圧力ピストンの自由移動を許容するなめらかな円筒表 面である。液圧室８８の上端部において、すべり移動のために表面８６、８７ａ の間に環状圧力ピストン８９が位置付けられる。ピストン８９は、それぞれ、環 状溝９２、９３において位置付けられたＯリング９０、９１による流体漏れに対 して密封される。ピストン８９の移動は、マンドレル２、特に、スペーサリング ７７の端部によって形成された肩との係合により生ずる。 室８８が液圧油の損失に対して完全に密封されたならば、マンドレル２とハウ ジング３の間の移動は、ほとんど又は全く、室８８の加圧中発生しないことが認 められる。しかし、ある移動は、排気プロセスを開始する手段として好ましい。 従って、ピストン８９は、液圧油の小さな漏油を許容するために少なくとも一つ の通路９４を設けてある。代替的に、漏油は、室８８内のピストン８９の緩いし まりによって設けられる。いずれにせよ、漏油は、ハウジング３へのマンドレル ２のゆっくりした移動を生じさせる。この移動は、以下にさらに完全に記載され る如く、トリップ弁９５を作動させ、室８８を迅速に排気するために使用される 。さらに、ピストン８９の好ましい実施態様において、付加的な通路及び特徴が 、上記の所望の縮小待機時間を与えるために設けられる。これらの付加的通路及 び特徴は、以下に第２図と第４図において非常に詳細に議論され示される。 室８８の下端部は、ピストン８９と実質的に同様な環状圧力ピストン１１１に よって同様に密封される。しかし、ピストン８９は十分な漏流を設けるように構 成されるために、ピストン１１１は、従来の一方逆止め弁１１２により、室８８ からの外側流に対して密封される。また、ピ ストン１１１は、ハウジング３からのマンドレル２の上方移動中、環状スペーサ リング８３との係合により上方に可動である。 トリガー弁９５は、室８８のほぼ中心点において位置付けられ、一対のコイル バネ１１８、１１９によってこの中心点にとどまるように付勢される。コイルバ ネ１１８、１１９は、室８８内に位置付けられ、それぞれ、圧力ピストン８９、 １１１とトリガー弁９５の間に張設される。こうして、トリガー弁９５を中心に 据えるほかに、バネ１１８、１１９はまた、ピストン８９、１１１を室８８の端 部に付勢し、トリガー弁９５を閉位置に付勢するために動作する。 トリガー弁９５は、閉じた時、液圧通路７６から室８８を隔離する、一対の分 離可動弁から形成される。弁部材９６は、第１管状部分８２ａの外面８７ａにす べり係合する環状構成を有する。弁部材９７は、実質的に同様の構成であり、同 様に、第２管状部分８２ｂの外面８７ｂにすべり係合する。弁部材９６、９７の すべり表面と管状部分８２ａ、８２ｂの間の漏れを防止するために、一対のＯリ ング９８、９９が、それぞれ、弁部材９６、９７の環状溝１００、１０１内に位 置付けられる。 弁部材９６、９７の各々には、管状部材２９の内面８６の方に放射状外側に広 がるフランジ１０２、１０３を形成してある。好ましくは、フランジ１０２、１ ０３は、すべり移動において内面８６に係合するが、密封されない。むしろ、フ ランジ１０２、１０３は、室８８の小さな周囲部分のみを占有し、このため、液 圧油の流れを許容する縦溝を形成する。好ましくは、複数のフランジ１０２、１ ０３が、室８８の周囲の回りに離間関係において配設される。 フランジ１０２、１０３は、管状部材２９から放射状内側に広がるフ ランジ１０４に係合し、協働することを意図される。好ましくは、フランジ１０ ４は、管状部材２９のほぼ全周囲に配設され、その結果、フランジ１０４は、周 囲位置に独立にフランジ１０２、１０３に係合し、弁部材９６、９７が通過する のを防止する。即ち、フランジ１０２、１０３の外径は、フランジ１０４の内径 よりも実質的に大きい。こうして、トリガー弁９５の縦移動は、フランジ１０２ 、１０３とフランジ１０４との係合を生じさせ、これにより、弁部材９６、９７ を分離させ、通路７６と室８８を液圧的に相互連結させる。 しかし、トリガー弁９５は、管状部分８２におけるすべり移動のために構成さ れることを記憶するべきである。こうして、マンドレル２の移動は、トリガー弁 ９５の対応する移動を生成しない。むしろ、マンドレル部分９に装着した内部作 動機構１０６において形成したフランジ１０５は、管状部分８２とともに移動し 、弁部材９６、９７の内面において位置する作動表面１０７、１０８に係合する ように位置付けられる。フランジ１０５と作動表面１０７、１０８との係合は、 トリガー弁をマンドレル２に関して縦に移動させる。 本発明を理解するために、マンドレル２の縦移動、結果的に、作動機構１０６ は、フランジ１０５と作動表面１０７、１０８の一方の間を当接させ、所望時点 においてトリガー弁９５を開放させることを理解すれば十分である。トリガー弁 ９５の構成のより良い認識は、その開示が参照としてここに取り入れられた、Ｕ ．Ｓ．５，０８６，８５３を参照することにより得られる。 第４図を参照すると、圧力ピストン８９の詳細な断面図が示される。ピストン ８９の高圧側から低圧側へつながる通路９４は、第１図の曲線 に類似するオーバープル対待機時間の特性曲線を創成する流れを設けるように設 計される。しかし、通路９４のほかに、第２平行流路２００が、ピストン８９を 通って設けられる。この第２流路２００は、ピストン８９の高圧側において位置 付けられ、シャトル弁２０を通ってピストン８９の低圧側に連結された一定流量 弁２０２を含む。好ましくは、一定流量弁は、Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ、Ｃｏｎｎｅ ｃｔｉｃｕｔに位置するＴｈｅ Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なものの 如く、従来の設計である。同様に、シャトル弁はまた、Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ、Ｃ ｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔのＴｈｅ Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なもの如 く、従来の設計である。通路９４、２００の寸法決めは、通路２００の流れが、 通路９４を通った流れよりも相当に大きい如くである。こうして、通路９４、２ ００の両方が開である時、ジャー１の動作は、ずっと小さな通路９４の流れより も、通路２００の流れによって最も大きく影響される。 一定流量弁２０２は、ピストン８９の高圧側における流体の圧力に独立に、予 選択容積の流体を流れさせるために従来の方式で動作する。こうして、第１図に 示されたオーバープル対時間特性は、支配的な流れが一定流量弁２０２を通って いる時あてはまらない。むしろ、流量率は、圧力に独立であるために、曲線は、 実質的に単調であり、圧力から独立な一定率においてピストン８９の移動を許容 する。 圧力逃がし弁２０６は、高圧側に隣接してピストン８９に位置付けられる。圧 力逃がし弁２０６は、Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ、ＣｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔのＴｈｅ Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なものの如く従来の設計である。圧力逃が し弁２０６は、予選択値を超えるピストン８ ９の高圧側における圧力が圧力逃がし弁２０６を作動させ、シャトル弁２０４を 閉じさせ、通路２００を通った流れを実質的に妨げる如く、シャトル弁２０４に 連結され、動作させる。こうして、ピストン８９の高圧側における圧力が十分に 高い時、流路２００は、もはや動作せず、その結果、室８８からの流体のいっそ うの漏れは、実質的に通路９４によってのみ発生することが認められる。即ち、 ジャー１の動作特性は、この予選択圧力を超える圧力に対して、第１図において 表されたグラフに戻る。 例えば、第２図は、第４図の曲線と同様なピストン配置８９を構成されたドリ リングジャーに対してオーバープル対待機時間のグラフを示す。圧力逃がし弁２ ０６が作動される予選択圧力は、約７５、０００ｌｂｓに選択される。このため 、７５、０００ｌｂｓよりも低い任意のオーバープルに対して、流路２００は、 一定率においてピストン８９を通る流量を制御し、この範囲において単調な曲線 を創成する。即ち、ジャー１における作動時間は、約７５、０００ｌｂｓよりも 低い全オーバープルに対して一定の約７５秒である。７５、０００ｌｂｓ超の圧 力で、流路２００は、圧力逃がし弁２０６の移動に応答して、シャトル弁２０４ によって実質的に阻止される。こうして、ピストン８９を通る流量は、流路９４ のみによって支配され、流量は、一定ではなく、圧力に関連される。こうして、 ７５、０００ｌｂｓの圧力で、オーバープル対時間のグラフは、再び第１図のグ ラフに実質的に類似する。 このため、ジャー１は、比較的短い時間期間において比較的低い動作圧力によ りその崩壊及び拡張位置の間で操縦されることが認められる。 装置の特定の詳細な実施態様がここで記載されたが、発明は、好まし い実施態様の詳細に限定されず、設計、構成、及び寸法における多くの変形が発 明の精神及び範囲を逸脱することなく可能であることが理解される。例えば、ピ ストン８９は、シャトル弁２０６が完全開及び部分開位置の間で作動される単一 流路２００を有し、２つの実質的に異なる流れ特性を設け、二次オリフィスの必 要性を除去することが考えられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年１月１８日 【補正内容】 ６．該弁がシャトル弁である請求の範囲４に記載の縮小待機時間ドリリングジ ャー。 ７．該手段が、該実質的密封室に液圧的に結合され、該実質的密封室における 圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２動作位置の間で可 動な圧力逃がし弁を含み、該圧力逃がし弁は、該弁に結合され、この場合、その 第１及び第２動作位置の間の該圧力逃がし弁の移動が、その第１及び第２動作移 動の間で該弁をバイアスさせる請求の範囲４に記載の縮小待機時間ドリリングジ ャー。 ８．液圧工具の実質的密封室においてシールを形成するときに使用されるピス トンにおいて、 該ピストンは、第１及び第２の実質的に平行な縦長流路を形成してあり、該第２ 流路に液圧的に連結され、第１及び第２動作位置の間で移動可能な弁であり、流 体は、該第１動作位置において該第２流路を通って流れ、そして該第２流路を通 った流体流は、該第２動作位置において制限される弁と、 該第２流路に液圧的に連結された一定流量弁と、 該密封室における圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２ 動作位置の間で該弁をバイアスさせるための手段とを具備するピストン。 ９．該手段が、該実質的密封室に液圧的に結合され、該実質的密封室における 圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２動作位置の間で可 動な圧力逃がし弁を含み、該圧力逃がし弁は、該弁に結合され、この場合、その 第１及び第２動作位置の間の該圧力逃がし弁の移動が、その第１及び第２動作移 動の間で該弁をバイアスさせる請求 の範囲８に記載のピストン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マンドレルと、 該マンドレルの回りに入れ子式に位置付けられたハウジングと、 該マンドレルと該ハウジングの間に軸方向に位置付けられ、縦に離間され、実質 的密封室をそれらの間に形成する第１及び第２ピストンであり、該第１ピストン には、第１及び第２の実質的に平行な縦長流路を形成してある第１及び第２ピス トンと、 該第２流路に液圧的に連結された弁であり、第１及び第２動作位置の間で移動可 能であり、流体は、該第１動作位置において該第２流路を通って流れ、該第２流 路を通った流体流は、該第２動作位置において制限される弁と、 該実質的密封室に液圧的に結合され、圧力が予選択値よりも上昇することに応答 して、第１及び第２動作位置の間で可動な圧力逃がし弁であり、該圧力逃がし弁 は、該弁に結合され、その第１及び第２動作位置の間の該圧力逃がし弁の移動が 、その第１及び第２動作移動の間で該弁をバイアスさせる圧力逃がし弁とを具備 する縮小待機時間ドリリングジャー。 ２．該第２流路に液圧的に連結された一定流量弁を含む請求の範囲１に記載の 縮小待機時間ドリリングジャー。 ３．該弁がシャトル弁である請求の範囲１に記載の縮小待機時間ドリリングジ ャー。 ４．マンドレルと、 該マンドレルの回りに入れ子式に位置付けられたハウジングと、 該マンドレルと該ハウジングの間に軸方向に位置付けられ、縦に離間され、実質 的密封室をそれらの間に形成する第１及び第２ピストンであり、 該第１ピストンには、第１及び第２の実質的に平行な縦長流路を形成してある第 １及び第２ピストンと、 該第２流路に液圧的に連結された弁であり、第１及び第２動作位置の間で移動可 能であり、流体は、該第１動作位置において該第２流路を通って流れ、そして該 第２流路を通った流体流は、該第２動作位置において制限される弁と、 該密封室における圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２ 動作位置の間で該弁をバイアスさせるための手段とを具備する縮小待機時間ドリ リングジャー。 ５．該第２流路に液圧的に連結された一定流量弁を含む請求の範囲４に記載の 縮小待機時間ドリリングジャー。 ６．該弁がシャトル弁である請求の範囲４に記載の縮小待機時間ドリリングジ ャー。 ７．該手段が、該実質的密封室に液圧的に結合され、該実質的密封室における 圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２動作位置の間で可 動な圧力逃がし弁を含み、該圧力逃がし弁は、該弁に結合され、この場合、その 第１及び第２動作位置の間の該圧力逃がし弁の移動が、その第１及び第２動作移 動の間で該弁をバイアスさせる請求の範囲４に記載の縮小待機時間ドリリングジ ャー。 ８．液圧工具の実質的密封室においてシールを形成する際に使用されるピスト ンにおいて、 第１及び第２の実質的に平行な縦長流路を形成してある該ピストンと、該第２流 路に液圧的に連結され、第１及び第２動作位置の間で移動可能な弁であり、この 場合、流体は、該第１動作位置において該第２流路を 通って流れ、そして該第２流路を通った流体流は、該第２動作位置において制限 される弁と、 該密封室における圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２ 動作位置の間で該弁をバイアスさせるための手段とを具備するピストン。 ９．該第２流路に液圧的に連結された一定流量弁を含む請求の範囲８に記載の ピストン。 １０．該弁がシャトル弁である請求の範囲８に記載のピストン。 １１．該手段が、該実質的密封室に液圧的に結合され、該実質的密封室におけ る圧力が予選択値よりも上昇することに応答して、第１及び第２動作位置の間で 可動な圧力逃がし弁を含み、該圧力逃がし弁は、該弁に結合され、この場合、そ の第１及び第２動作位置の間の該圧力逃がし弁の移動が、その第１及び第２動作 移動の間で該弁をバイアスさせる請求の範囲８に記載のピストン。