[實用新型]一種減阻工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320320174.7
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN203515364U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃衍福;劉鳳;范育昭;羅西超;范春英;于興勝;劉希茂;陳超;李興杰;何莎莎;聶海濱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院;北京石油機(jī)械廠
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B12/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 張少宏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種減阻工具，屬于石油及天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國各大油田開發(fā)大斜度井、水平井及水平分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的數(shù)量越來越多，如何有效地向鉆頭施加鉆壓就成為人們普遍關(guān)注的問題。然而在井斜大的井段施工中出現(xiàn)托壓、粘卡現(xiàn)象，尤其在滑動鉆進(jìn)過程中，無法保證給鉆頭施加真實、有效的鉆壓，這已成為影響全井平均機(jī)械鉆速及鉆井周期的主要因素。

目前鉆井主要通過復(fù)合鉆進(jìn)和井下動力工具滑動鉆進(jìn)兩種鉆進(jìn)方式。由于這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)井沿程水力損耗增大，井底鉆頭可用水馬力相當(dāng)?shù)停话愣际强裤@柱重力向鉆頭施加鉆壓破碎巖石。然而在大斜度井和水平井施工中，這種傳統(tǒng)的加壓方法受到一定的限制：1、由于井斜較大，鉆柱重力在井眼方向的分量小或近似為0，很難滿足預(yù)先設(shè)計的鉆壓；2、由于鉆柱自重對井壁的正壓力大，增大鉆具在井壁上的摩阻，從而制約了向鉆頭上施加有效的鉆壓。

平滑穩(wěn)定的鉆壓傳遞，甚至在經(jīng)過大的方位角變化后在復(fù)雜地層中對PDC鉆頭工具面角的調(diào)整能力可以使鉆具組合鉆達(dá)更嚴(yán)的目的層；并且在鉆進(jìn)過程中不需要過多的工作來調(diào)整鉆具，很快就可以達(dá)到工具面角的扭轉(zhuǎn)，工具面角的保持，明顯提高機(jī)械鉆速，省時省力。鑒于此，世界各主要石油裝備公司及各油田均加大了對能夠有效傳遞鉆壓類工具的研究及生產(chǎn)投入。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實用新型提供一種減阻工具，能夠有效提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型通過特殊的設(shè)計及結(jié)構(gòu)，工具自身產(chǎn)生的縱向往復(fù)運(yùn)動來提高鉆進(jìn)過程中鉆壓傳遞的有效性和減少井下鉆具組合與井眼之間的摩阻，本實用新型可以用于所有的鉆進(jìn)模式，特別是在使用螺桿鉆具進(jìn)行定向鉆進(jìn)過程中改善鉆壓的傳遞，減少扭轉(zhuǎn)振動，從而有效提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。

一種減阻工具，動力部的閥門下方連接軸承系統(tǒng)，動力部分的下方連接振蕩短節(jié)，動力部分的轉(zhuǎn)子與定子連接，閥門包括動閥片和靜閥片，軸承系統(tǒng)連接動閥片和靜閥片，芯軸連接彈簧和活塞。

馬達(dá)的轉(zhuǎn)子、定子頭數(shù)比是1：2。

一種減阻工具，當(dāng)流體通過動力部分時，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，由于單螺桿馬達(dá)的特性，末端在閥門處的平面上往復(fù)運(yùn)動；與動力部分連接的是閥門和軸承系統(tǒng)，閥門主要部件是動閥片和定閥片，動閥片和定閥片緊密配合，由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致兩個閥片相錯和重合，從而導(dǎo)致上流的壓力發(fā)生變化，周期性相對運(yùn)動造成流體流經(jīng)工具的截面積周期變化(最大值和最小值)；動閥片和定閥片重合面積最小時，由于流體通過工具的截面積為最小,所以通過工具后就產(chǎn)生一個最大的壓力降；動閥片與定閥片最大重合,此時流體通過截面積最大,所以產(chǎn)生的壓降最小；截面積周期性變化導(dǎo)致上游壓力同步的周期變化；

通過振蕩短節(jié)的流體的壓力周期性的變化，作用在振蕩短節(jié)的活塞面上，振蕩短節(jié)的活塞在壓力和彈簧的雙重作用下，軸向上往復(fù)運(yùn)動，實現(xiàn)了與新型減阻工具相連的井下工具往復(fù)運(yùn)動。

動力部分1由1：2頭的螺桿馬達(dá)組成，在流體的作用下，轉(zhuǎn)子作行星運(yùn)動，這樣在轉(zhuǎn)子末端的運(yùn)動即為直線往復(fù)運(yùn)動。

周期性變化的壓力作用在振蕩短節(jié)上，振蕩短節(jié)不斷地壓縮其內(nèi)在的彈簧而形成振動。

本實用新型的優(yōu)點是通過自身產(chǎn)生的縱向往復(fù)運(yùn)動來提高鉆進(jìn)過程中鉆壓傳遞的有效性，減少井下鉆具組合與井眼之間的摩阻，特別是在有螺桿鉆具的定向鉆進(jìn)過程中改善鉆壓的傳遞，減少摩阻，從而有效提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期，節(jié)約鉆井成本。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定，如圖其中：

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的動力部分示意圖。

圖3是本實用新型的閥門及軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型的振蕩短節(jié)示意圖。

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。

具體實施方式

顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

實施例1：如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種減阻工具,主要由動力部分1、閥門2與軸承系統(tǒng)3和振蕩短節(jié)4組成。剛性強(qiáng)的井下鉆具組合要用振蕩短節(jié)4；撓性強(qiáng)的井下鉆具組合可不用振蕩短節(jié)4。