[實用新型]井下高頻壓力脈沖發生裝置

有效

• 申請號: 201220562171.X
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN202913991U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 賈濤;高建平;紀友哲;韓飛;馬汝濤;任榮權;王宏偉;郭慧娟;徐丙貴;吳千里;朱英杰;楊磊
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 黃厚剛

技術領域

本實用新型涉及石油天然氣鉆井技術領域，特別涉及一種井下高頻壓力脈沖發生裝置。

背景技術

隨著地質勘探和鉆井技術的發展和對鉆井技術要求越來越高，對鉆井設備的要求也越來越高。近年來，我國加大了對深部地層勘探的力度，在西部、四川盆地及周邊地區的深井鉆井數量逐年增加。在正常鉆井條件下，PDC鉆頭能以極高的速度和效率鉆穿地層。但是，PDC鉆頭在堅硬、固結巖層中會降低切削深度。這也意味著PDC切刀必須依靠研磨地層鉆進，而不是剪切地層，這就會降低鉆速（ROP），大大增加刀片磨損度。同時，由于井深的增加，鉆井液對于地層的壓持效應更加明顯，增加了鉆井的難度。隨著油氣鉆井向深部發展，硬地層鉆進的難題日益突出，如何改變這一狀況成為鉆井提速迫切需要解決的問題。

在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：通過在鉆頭處施加高頻的壓力脈沖，可以改善井底環境，提高鉆井液攜巖能力，有效減輕鉆井液的壓持效應，提高鉆井速度，而現有的鉆井設備無法達到這些效果。

實用新型內容

為了解決現有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種井下高頻壓力脈沖發生裝置，該裝置通過在鉆頭處施加高頻的壓力脈沖，可以改善井底環境，提高鉆井液攜巖能力，有效減輕鉆井液的壓持效應，提高鉆井速度。同時，該裝置產生的高頻壓力脈沖具有輔助破巖效果，可以減少鉆井過程中鉆頭的粘滑現象，提高鉆頭壽命。所述技術方案如下：

提供了一種井下高頻壓力脈沖發生裝置，所述裝置包括：發生器外殼和鉆頭短節，所述發生器外殼為中空結構，所述發生器外殼和所述鉆頭短節固定連接；所述發生器外殼內部依次設置有連接軸和傳動軸，所述傳動軸的第一端與所述連接軸連接，所述傳動軸的第二端設置于所述鉆頭短節內，所述傳動軸的外周與所述發生器外殼的內壁之間設置有相互適配的動力鉆具轉子和動力鉆具定子，所述傳動軸的第二端設置有法蘭盤，緊接所述法蘭盤設置有節流盤；所述法蘭盤上均勻開設有多個水眼，所述節流盤上均勻開設有多個水槽，在所述傳動軸與所述節流盤徑向相對旋轉時，有預定數量的所述水眼與相同數量的所述水槽完全重合。

進一步地，所述法蘭盤上均勻開設有六個水眼，所述節流盤上均勻開設有三個水槽，在所述傳動軸與所述節流盤徑向相對旋轉時，至少有三個所述水眼與三個所述水槽完全重合。

進一步地，所述連接軸的外周與所述發生器外殼的內壁之間設置有懸掛擋盤，所述懸掛擋盤固定于所述發生器外殼上；所述連接軸的上端穿過所述懸掛擋盤的中心孔洞并通過防掉螺母固定于所述懸掛擋盤上。

進一步地，所述懸掛擋盤的中心孔洞內安裝有耐磨滑動軸承，所述耐磨滑動軸承與所述懸掛擋盤之間為過盈配合，所述連接軸與所述耐磨滑動軸承之間為間隙配合。

進一步地，所述動力鉆具轉子固定于所述傳動軸的外周上，所述動力鉆具定子固定于所述發生器外殼的內壁上，所述動力鉆具轉子和所述動力鉆具定子具有相互適配的多組渦輪或者螺桿。

進一步地，所述動力鉆具定子與所述懸掛擋盤之間設置有防掉環，所述防掉環的上端面頂靠所述懸掛擋盤的下表面設置，所述防掉環的下端與所述動力鉆具定子通過臺階配合設置。

進一步地，所述鉆頭短節的內部設置有安裝臺階，所述節流盤通過所述安裝臺階安裝在所述鉆頭短節內。

進一步地，所述節流盤的外周壁上加工有承扭面，所述鉆頭短節的內壁面上對應地設置有相適配的承扭面，所述節流盤與所述鉆頭短節通過承扭面配合實現徑向定位。

進一步地，所述懸掛擋盤上開設有貫通孔洞，所述動力鉆具轉子和所述動力鉆具定子上開設有貫通槽孔，所述貫通孔洞、所述貫通槽孔、所述水眼和所述水槽在所述發生器外殼內貫通所述裝置。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

本實用新型的井下高頻壓力脈沖發生裝置通過在鉆頭處施加高頻的壓力脈沖，可以改善井底環境，提高鉆井液攜巖能力，有效減輕鉆井液的壓持效應，提高鉆井速度。另一方面，本裝置在鉆井過程中，通過產生的壓力脈沖改善井底環境，提高堅硬地層的破巖效率、減少鉆頭粘滑、延長鉆頭壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的井下高頻壓力脈沖發生裝置結構示意圖；

圖2是圖1中R處的放大圖示意圖；