[發明專利]渦輪動力式雙作用水力振蕩減阻鉆具

有效

• 申請號: 201610179430.3
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105672885B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 王瑜;鄒俊;劉寶林;夏柏如;王志喬;周琴;孔令镕;張皓;王立廣;張玉超
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙)11504
• 代理人: 宋林清

技術領域

本發明涉及一種水力振蕩減阻鉆具，尤其涉及一種小流量小內徑的渦輪動力式雙作用水力振蕩減阻鉆具。

背景技術

在現有技術中，在井眼較小，曲率較大或長水平井段，鉆壓無法有效傳遞是影響鉆速的重要的因素。在該井段，井壁受鉆柱壓力較大，鉆柱與井壁之間摩擦力隨之增大。因此，鉆進過程中，鉆柱托壓現象嚴重，導致無法施加理想鉆壓，嚴重影響鉆進速度。在鉆柱與井壁摩擦力足夠大時，容易引起鉆柱扭曲變形并誘發井內事故。降低摩擦阻力對提高鉆速將起到關鍵性的作用。

發明內容

針對上述現有技術中的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種用于降低摩擦阻力的渦輪動力式雙作用水力振蕩減阻鉆具。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種渦輪動力式雙作用水力振蕩減阻鉆具，包括動力節外殼、主軸、下滑閥、支撐座、振動軸、振動節外殼，所述主軸設置在所述動力節外殼內，在主軸上固定設置渦輪轉子，在動力節外殼對應渦輪轉子的位置設置渦輪定子；所述動力節外殼的兩端內均攻內螺紋，所述支撐座連接在動力節外殼的一端，所述振動節外殼連接在動力節外殼的另一端；所述振動軸一端卡在動力節外殼端部外側，另一端位于振動節外殼內，位于振動節外殼內的一端與振動節外殼內腔壁滑動配合，所述振動軸還具有使振動軸沿軸向往復運動的彈性件；在主軸朝向支撐座的一端連接轉閥，所述轉閥與主軸沿主軸軸向相對滑動配合，所述轉閥和主軸沿主軸周向相對靜止；所述下滑閥通過支撐座支撐在動力節外殼內，所述轉閥和下滑閥具有相對貼合的端面，在轉閥和下滑閥相對的端面上均開有偏心孔。

優選地，在主軸連接轉閥的一端開圓槽，所述轉閥與主軸連接的一端插入到主軸的圓槽內，所述轉閥的環形端面正對主軸的圓槽底部，所述轉閥的環形端面和圓槽底面之間設置有彈簧。

優選地，下滑閥與轉閥相互貼合的端面邊緣沿徑向向外延伸形成軸向運動的承壓面，所述承壓面面向支撐座的一面與支撐座插入到動力節外殼內的環形端面之間設置有彈簧。

優選地，還包括節流閥，所述節流閥包括圓臺、溢流孔、墊肩和套筒，所述墊肩一體化成型于套筒外壁上，所述圓臺設置在套筒的一端，所述溢流孔開在圓臺和墊肩之間的套筒壁上；所述支撐座的底部開有一圓槽，所述墊肩卡在圓槽的邊緣，所述套筒與圓臺相對的一端插入到圓槽內，所述圓臺正對下滑閥；所述下滑閥具有一截流套，所述圓臺朝向下滑閥的一端面積小于與套筒連接的一端面積，所述圓臺隨所述彈簧的壓縮進入到所述截流套內。

優選地，還包括扶正軸承和軸承組，所述扶正軸承和軸承組分別套在主軸的兩端，在扶正軸承和軸承組之間設置有節流套，所述節流套套在所述主軸上。

優選地，在主軸朝向振動軸的一端設有鎖緊螺母。

優選地，還包括設置在動力節外殼和支撐座之間的轉閥外殼，所述轉閥外殼一端與動力節外殼螺紋連接，另一端與支撐座螺紋連接。

優選地，還包括連接在振動節外殼遠離動力節外殼一端的導軌接頭，所述振動軸凸出導軌接頭并卡在動力接頭外側。

優選地，所述彈性件包括振動活塞和彈簧，所述振動活塞與振動節外殼滑動配合，所述彈簧與振動活塞連接在一起，所述振動活塞與振動軸螺紋連接。

優選地，在轉閥和主軸的側壁上均開有通孔，在節流套對應主軸側壁上開有的通孔的相應部位也開有通孔。

與現有技術相比，本發明實施例至少具有以下優點：

1、借用渦輪鉆具的特點，使用渦輪定轉子配合作為動力部分，能夠有效減小工具的徑向振動降低對井壁的破壞因素。同時利用渦輪轉速高的特點，在要求扭矩不大的前提下使用較少級數的渦輪達到要求轉速，因此能夠有效降低工具總長。由于渦輪的特殊結構以及沒有橡膠套件，有效延長工具的使用壽命。

2、下滑閥相當于其他旋轉配流振蕩減阻工具的定閥，但是不同之處是定閥的截流采用偏心孔與偏心孔配合的形式設計，能夠有效減少轉閥與下滑閥的接觸面積，延長閥的使用壽命。

3、增加主軸和轉閥之間的彈簧以及下滑閥和支撐座之間的彈簧，實現閥的可移動配合，再加上具有圓臺的二次截流閥，實現雙脈沖功能，能夠在小直徑小流量的工況下有效增強振動效果，從而提高減阻效率。

附圖說明

圖1為本發明渦輪動力式雙作用水力振蕩減阻鉆具的結構示意圖；

圖2為圖1中A處局部放大圖；

圖3為圖1中B處局部放大圖；

圖4為圖1中C處局部放大圖。

具體實施方式