[發明專利]一種水力振蕩器

在審

• 申請號: 201611118889.9
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106593303A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陳進
• 申請（專利權）人: 彭州市運達知識產權服務有限公司
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24;E21B28/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本發明涉及鉆井工具技術領域，特別是一種水力振蕩器。

背景技術

目前油田鉆井已從原來的定向井逐漸向水平井發展，由于鉆具在加壓過程中使鉆具在水平鉆進過程中向下側井壁貼近，造成鉆具在鉆進過程中摩擦過大，嚴重影響鉆進，甚至造成鉆具脫壓不能加壓到鉆頭。降低摩阻、減少常規鉆井卡鉆事故，增加動鉆壓、提高常規鉆井的效率是當前鉆井工程中迫切需要解決的問題。研究發現鉆具通過泥漿時可造成泥漿壓力大小變化，從而引起該鉆具規律性的振蕩，進而使鉆具在鉆進過程中產生振蕩，可達到減少鉆具在鉆進過程的阻力，從而達到鉆具提速的效果。

目前鉆井主要通過復合鉆進和井下動力工具滑動鉆進兩種鉆進方式。由于這些復雜結構沿程水力損耗增大, 井底鉆頭可用水馬力相當低, 一般都是靠鉆柱自身重量向鉆頭施加鉆壓破碎巖石。然而在大斜度井、大位移井及水平井的鉆井施工中，這些傳統的加壓方式受到一定的限制，其存在的主要問題是：

1、由于井斜較大，鉆柱自身重量在井眼方向的分量小或近似為零，很難滿足預先設計的鉆壓；

2、水平井中，由于鉆柱自身重量對井壁的正壓力大，增大了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；

3、對于水平井，由于施工的水平段越來越長，然而在井斜大的井段施工過程中，往往會出現托壓、粘卡等現象；

4、對于復合鉆進、尤其是在井下動力工具滑動鉆進過程中，無法保證給鉆頭施加真實、有效的鉆壓，嚴重影響全井平均機械鉆速及鉆井周期。

以上問題的出現，都將會導致泥漿振蕩幅度小，容易產生沉積，最終出現鉆具卡滯現象。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種振蕩效果好的水力振蕩器。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種水力振蕩器，包括外殼、環形螺桿泵、活塞和流量調節盤，外殼為中空圓柱體結構，所述環形螺桿泵安裝外殼的內側，環形螺桿泵的中心孔內固定有活塞缸，活塞配合安裝在活塞缸內，活塞的下表面中心處連接有導桿，導桿的下端穿過活塞缸，活塞的下表面與活塞缸內側底面之間還設置有彈簧，活塞缸的外側套裝有過流盤和流量調節盤，過流盤位于環形螺桿泵的下側，且與環形螺桿泵傳動連接，流量調節盤位于過流盤下方，流量調節盤的外緣固定在外殼的側壁上。

所述的過流盤包括過流盤底板、環形凸起和過流孔，過流盤底板為圓環形結構，環形凸起同軸設置在過流盤底板的上方，過流盤底板的板面上沿周向設置有多個過流孔。

所述的流量調節盤為圓環形結構，流量調節盤上沿軸向設置有多個調節孔。

多個過流孔的軸線所在的圓柱面與多個調節孔的軸線所在的圓柱面為同一圓柱面。

本發明具有以下優點：

在鉆井液的作用下，環形螺桿泵轉動，帶動過流盤轉動，而流量調節盤固定在外殼內壁上，處于相對靜止的狀態，從而使得過流盤與流量調節盤上的孔的大小發生周期性變化，造成流量的變化，也就造成了上腔鉆井液壓力的變化，繼而產生振蕩現象。環形螺桿泵只要有流量，泵就能轉動，在過流盤與流量調節盤間只有流量大小的變化，不會產生斷流，因此環形螺桿泵可以不停的轉動。

環形螺桿泵與活塞采用并聯，鉆井液壓降能量損失小，可以充分利用鉆井液能量，達到更好的振蕩效果。

附圖說明

圖1 為本發明的結構示意圖；

圖2 為過流盤的俯視結構示意圖；

圖3 為流量調節盤的俯視結構示意圖；

圖中：1-外殼，2-環形螺桿泵，3-活塞缸，4-活塞，5-導桿，6-彈簧，7-過流盤，8-流量調節盤，9-過流盤底板，10-環形凸起，11-過流孔，12-調節孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種水力振蕩器，包括外殼1、環形螺桿泵2、活塞4和流量調節盤8，外殼1為中空圓柱體結構，所述環形螺桿泵2安裝外殼1的內側，環形螺桿泵2的中心孔內固定有活塞缸3，活塞4配合安裝在活塞缸3內，活塞4的下表面中心處連接有導桿5，導桿5的下端穿過活塞缸3，活塞4的下表面與活塞缸3內側底面之間還設置有彈簧6，活塞缸3的外側套裝有過流盤7和流量調節盤8，過流盤7位于環形螺桿泵2的下側，且與環形螺桿泵2傳動連接，流量調節盤8位于過流盤7下方，流量調節盤8的外緣固定在外殼1的側壁上。