[發明專利]液力振動的扶正器及鉆進方法

有效

• 申請號: 201610390080.5
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN105909188B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 莫萍
• 申請（專利權）人: 上海鑫地能源科技有限公司
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B7/24;E21B28/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所11337
• 代理人: 席小東

1.一種液力振動的扶正器，其特征在于，包括上接頭(1)和振動扶正器總成(2)；

其中，所述上接頭(1)開設有軸向通孔(101)，所述軸向通孔(101)用于與外部高壓液流相通而形成高壓區；所述上接頭(1)的上部設置有聯接外螺紋(102)，用于與上部鉆具固定連接；所述上接頭(1)的下部和所述振動扶正器總成(2)的上部連接；

所述振動扶正器總成(2)包括扶正器本體(201)，所述扶正器本體(201)內腔的底端開設有聯接內螺紋(2013)，用于與下部鉆具固定連接；所述扶正器本體(201)的內腔安裝有旋轉沖擊器總成；所述旋轉沖擊器總成與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)連通，流經軸向通孔(101)的高壓液流驅動所述旋轉沖擊器總成進行沖擊振動；

其中，所述旋轉沖擊器總成包括旋轉沖擊錘(202)、旋轉內套(203)、上封蓋(204)和下封蓋(205)；

所述上封蓋(204)固定安裝于所述扶正器本體(201)內腔的上部，所述上封蓋(204)沿軸向自內而外開設有中孔(2041)和導流孔(2042)，所述中孔(2041)和所述導流孔(2042)均與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)相通形成高壓區；

所述下封蓋(205)固定安裝于所述扶正器本體(201)內腔的下部，所述下封蓋(205)沿軸向自內而外開設有分流孔(2051)和泄流孔(2052)，所述分流孔(2051)和所述泄流孔(2052)均與液流低壓區相通而形成低壓區；其中，液流低壓區是指所述扶正器本體(201)內腔的底端用于與下部鉆具連接的區域；

所述扶正器本體(201)、所述旋轉沖擊錘(202)和所述旋轉內套(203)均為空心柱體結構，所述旋轉沖擊錘(202)同軸設置于所述扶正器本體(201)的內部，所述旋轉內套(203)同軸設置于所述旋轉沖擊錘(202)的內部；

其中，所述扶正器本體(201)內表面開設有第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)；

所述旋轉沖擊錘(202)包括沖擊錘空心柱體，以及對稱設置于所述沖擊錘空心柱體左右兩側的外錘(2021)和內錘(2022)；其中，所述外錘(2021)兩側分別開有左外向孔(2023)和右外向孔(2024)；所述內錘(2022)兩側分別開有左內向孔(2025)和右內向孔(2026)；另外，所述內錘(2022)為向所述沖擊錘空心柱體的內腔具有一凸出部的結構；

所述旋轉內套(203)包括內套空心柱體，所述內套空心柱體的外圓柱面設有左徑向支撐(2031)、右徑向支撐(2032)和外凸(2033)，所述外凸(2033)開設有徑向通孔(2034)；所述旋轉內套(203)置于所述旋轉沖擊錘(202)的內腔中，所述左徑向支撐(2031)、所述右徑向支撐(2032)和所述外凸(2033)的外緣面與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁緊密接觸，所述左徑向支撐(2031)的外側、所述外凸(2033)的左側與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁之間形成左腔體；所述右徑向支撐(2032)的外側、所述外凸(2033)的右側與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁之間形成右腔體；

并且，所述左徑向支撐(2031)和所述右徑向支撐(2032)分別位于所述內錘(2022)的凸出部的兩側；當所述旋轉內套(203)相對于所述旋轉沖擊錘(202)的內錘(2022)進行反向轉動時，所述左徑向支撐(2031)和所述右徑向支撐(2032)撞擊所述內錘(2022)，進而增強振動效果；

則：所述扶正器本體(201)的第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)與所述上封蓋(204)的導流孔(2042)相通，屬高壓區；所述內錘(2022)的一個內向孔與第1軸向槽(2011)或第2軸向槽(2012)相通形成高壓區，而所述內錘(2022)的另一個內向孔與所述下封蓋(205)的泄流孔(2052)相通形成低壓區，內錘兩側壓力差作用于旋轉內套(203)的外壁，最終驅動旋轉內套(203)在旋轉沖擊錘(202)內相對轉動；

所述外錘(2021)一側的外向孔與旋轉內套(203)的徑向通孔(2034)相通形成高壓區，而外錘(2021)另一側的外向孔與所述下封蓋(205)的泄流孔(2052)相通形成低壓區，外錘兩側壓力差驅動旋轉沖擊錘(202)在扶正器本體(201)內相對轉動。

2.根據權利要求1所述的液力振動的扶正器，其特征在于，所述扶正器本體(201)包括支撐殼體以及套設于所述支撐殼體外廓上的扶正臂(2014)。

3.一種應用權利要求1所述的液力振動的扶正器進行鉆進的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將液力振動的扶正器的上接頭和上部鉆具固定連接，將液力振動的扶正器的底部與下部鉆具固定連接；

步驟2：液力振動的扶正器配有振動源，在對鉆具扶正的同時，振動源使鉆具局部保持振動，使鉆具與外周土壤保持滑動摩擦，提升鉆具的鉆壓傳遞；

其中，振動源使鉆具局部保持振動的方法為：

步驟2.1，高壓鉆井液首先流入到上接頭(1)的軸向通孔(101)，再分別經過上封蓋(204)的中孔(2041)流入到旋轉內套(203)的內部腔體，以及，經過上封蓋(204)的導流孔(2042)流入到扶正器本體(201)內表面開設的第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)；此時，旋轉內套(203)的內部腔體、第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)均為高壓區；

步驟2.2，旋轉內套(203)的內部腔體為高壓區后，由于旋轉內套(203)的內腔通過徑向通孔(2034)與外錘(2021)一側的外向孔相通，因此，外錘(2021)一側形成高壓；而外錘(2021)另一側的外向孔與下封蓋(205)的泄流孔(2052)相通形成低壓，外錘兩側壓力差驅動旋轉沖擊錘(202)在扶正器本體(201)內轉動；

扶正器本體(201)的第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)為高壓區后，由于第1軸向槽(2011)或第2軸向槽(2012)與內錘(2022)的一個內向孔相通，因此，內錘(2022)的此內向孔形成高壓區；而內錘(2022)的另一個內向孔與泄流孔(2052)相通形成低壓區，內錘兩側壓力差驅動旋轉內套(203)在旋轉沖擊錘(202)內相對轉動；

當旋轉沖擊錘(202)轉動以及旋轉內套(203)進行相對轉動的過程中，產生振動，并傳遞給鉆具。