[實用新型]一種井下水擊式壓力脈沖發生工具

無效

• 申請號: 201020124584.0
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN201687391U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 薛亮
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及石油行業鉆井技術領域，具體的說，是一種井下水擊式壓力脈沖發生工具。?

背景技術

水力脈沖鉆井是利用安裝在井底的水力脈沖發生裝置在井底產生壓力脈沖波，壓力脈沖波作用在井底有利于清除井底巖屑、形成井底瞬時負壓，提高鉆進速度。水力脈沖發生裝置在原理上分為以下兩種：水力振蕩式和節流式。?

水力振蕩式壓力波發生器通過流體振蕩腔室結構，在振蕩腔內產生壓力振動，壓力振動在腔室內得到放大后，通過水力振蕩腔室出口釋放出來，從而形成壓力脈動。從壓力振動產生的原理來看，這種水力振蕩產生的脈動是與流體渦結構伴生的，所產生的壓力波動頻率高、振幅小、衰減快。?

節流式壓力波發生器通過改變過流面積可以產生壓力脈沖，結構簡單可靠。但是過流面積改變有限且是漸進式的，而且沒有信號放大設計，所以節流工具產生的水力波振幅和頻率特性受到很大制約，振幅也比較小，通過只有幾個大氣壓，作用有限。?

以上兩種水力脈沖發生裝置，由于水力波發生原理的限制，在振幅與頻率特性上局限很大，沒有得到大規模應用。?

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，提供一種井下水擊式壓力脈沖發生工具，其通過閥控流道周期性的開關，可以產生頻率可調，振幅較高的水擊式壓力脈沖波，進而能提高鉆井速度。?

本實用新型專利的技術方案如下，一種井下水擊式壓力脈沖發生工具，其?特征在于，所述裝置包括外部結構與內部結構，其外部結構包括一個外缸、一個上接頭、一個下接頭，其內部結構包括一個導流體、一個閥輪組件、一個常開流道、一個噴嘴、兩個閥控流道。所述導流體設置于閥輪組件上端，所述閥輪組件設置于常開流道與閥控流道上端，所述閥控流道通過所述閥輪組件而呈周期性地開關設置，閥控流道與常開流道并聯。本實用新型專利通過閥輪周期性轉動開關閥控流道，產生水擊式壓力脈沖波。?

水擊波發生原理是流體力學一種基本流動現象，流體在流道里流動，當流道里的閥門開啟與關閉時候，流體速度突然變化，那么流體中就會產生水擊波，振幅相對其它壓力波大非常多。?

在石油鉆井過程中，地面的鉆井液是通過鉆桿與鉆鋌中間的圓形流道輸送到井底的鉆頭上，鉆井液通過鉆頭水眼形成高速射流噴射到井底巖石上，用來破巖和清洗井底巖屑。本實用新型專利所述的井下水擊式壓力脈沖發生工具設置在鉆鋌與鉆頭之間，所述的上接頭與鉆鋌連接，所述的下接頭與鉆頭連接。這樣地面的鉆井液通過所述的上接頭進入井下水擊式壓力脈沖發生工具，鉆井液通過所述的導流體加速沖擊到所述閥輪組件，所述閥輪組件周期性轉動開關閥控流道，產生水擊式壓力脈沖波，水擊式壓力脈沖波通過鉆頭水眼作用在井底巖石上，提高射流破巖與清洗巖屑效果，從而提高石油行業鉆井速度。?

在優選的實施方式中，所述的井下水擊式壓力脈沖發生工具，其特征在于，所述導流體具有一個逐漸收縮的流道，用于使流體加速并把流體引向所述閥輪組件，使流體高速沖擊所述閥輪組件的閥輪。?

在優選的實施方式中，所述閥輪組件包括一個閥輪和一個閥座，所述閥輪能轉動地安裝在所述閥座中，所述閥輪具有多個閥體，所述閥座內具有多個與所述閥體數量相對應的流體通道，所述閥體通過所述閥輪的轉動能離開地擋止于所述流體通道的入口，所述流體通道與所述閥控流道相連通。?

在石油鉆井過程中，鉆井液經所述的導流體加速后，沖擊到所述的閥輪組?件的所述的閥輪上，所述的閥輪在鉆井液的沖擊下進行旋轉，在旋轉的過程中，所述閥輪上的所述閥體進能周期性的離開或擋止所述閥座中的流體通道，從而周期性的控制所述閥控流道的開關，所述的閥控流道周期性的開關，產生水擊式壓力脈沖。?

在優選的實施方式中，所述外缸中還設有一個節流組件，所述節流組件常設置在所述常開流道下部。?

在本實用新型專利工具工作過程中，所述的閥控流道會產生周期性的開啟與關閉，當所述的閥控流道關閉時，鉆井液只能通過所述的常開流道通過，當所述的閥控流道開啟時，閥控流道與常開流道并聯，鉆井液分成兩股從常開流道與閥控流道通過，為了降低從常開流道通過的流量，增加閥控流道的流量，那么需要在常開流道下部設置節流組件，這樣可以提高水擊式壓力波振幅。?

在優選的實施方式中，所述的井下水擊式壓力脈沖發生工具，其特征在于，所述節流部件包括至少一個節流噴嘴。?

本實用新型的特點及優點是：?

1、流體經過導流體收縮段加速后，高速沖擊閥輪組件的閥輪，使閥輪在閥座內產生旋轉。閥輪與閥座配合，形成周期性開關，并控制閥控流道周期性的開啟與關閉，閥控流道突然開啟與關閉時，產生水擊式壓力脈沖。?