[發(fā)明專利]水力振蕩器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611259103.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN106761413B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜進(jìn)濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新昌縣澄聚農(nóng)業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/24
• 分類號(hào): E21B7/24;E21B28/00
• 代理公司: 深圳茂達(dá)智聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44394
• 代理人: 夏龍

本發(fā)明公開了一種水力振蕩器，包括：振動(dòng)短節(jié)和與振動(dòng)短節(jié)連接的動(dòng)力短節(jié)；振動(dòng)短節(jié)包括：滑軸、滑套、振動(dòng)彈簧、活塞端子和振動(dòng)殼體；滑軸上端與鉆桿連接，滑軸與滑套通過花鍵構(gòu)成沿其軸向的滑動(dòng)連接；滑套與振動(dòng)殼體連接；滑軸的下端與振動(dòng)殼體間安裝有振動(dòng)彈簧；滑軸的下端安裝活塞端子；動(dòng)力短節(jié)包括：連接套、芯軸、轉(zhuǎn)動(dòng)殼體、渦輪葉片、定閥和偏心動(dòng)閥；連接套的下端與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的上端構(gòu)成繞其軸向的單向轉(zhuǎn)動(dòng)連接；芯軸的上端與連接套連接、其下端設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體內(nèi)；內(nèi)壁上自上而下依次安裝渦輪葉片和偏心動(dòng)閥；芯軸上安裝定閥。本發(fā)明帶來的有益效果是：能夠復(fù)合振動(dòng)疊加作用從而大幅減小鉆進(jìn)過程中的摩擦力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水力振蕩器。

背景技術(shù)

隨著石油工業(yè)的發(fā)展，目前油田鉆井已由原來的定向井逐漸向水平井發(fā)展，而在水平井鉆進(jìn)過程中，由于鉆具自身重力作用，造成鉆具在鉆進(jìn)時(shí)與井壁摩阻過大，嚴(yán)重影響鉆速，甚至造成鉆具托壓不能加壓到鉆頭。因此降低摩阻、減少卡鉆事故，增加動(dòng)鉆壓、提高鉆井效率是當(dāng)前鉆井工程中迫切需要解決的問題。研究發(fā)現(xiàn)泥漿通過鉆具時(shí)可造成泥漿壓力大小周期性變化，從而使鉆具承受周期性的軸向沖擊力，引起該鉆具在鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生振動(dòng)，因此能減少鉆具與井壁的摩擦，改善鉆壓傳遞的效果，提高對(duì)工具面的控制，進(jìn)而達(dá)到提高鉆速、節(jié)約鉆井成本的目的。

目前國內(nèi)外研發(fā)的相應(yīng)工具包括：沖擊器、垂鉆工具、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具、水力加壓器、減阻工具及震擊器等，這些工具在一定程度上減小了摩阻，不過，這些工具的功能均比較單一，技術(shù)性能和質(zhì)量還處于較低水平，存在以下缺陷：其一是受結(jié)構(gòu)的限制，振動(dòng)模式單一、振蕩效果不好，無法從根本上減少摩擦。其二是沖擊參數(shù)不合理，要求產(chǎn)生較高的沖擊力以及振蕩頻率以滿足鉆井需求，就必須配置更昂貴、更高性能的鉆井工具和鉆頭等設(shè)備。其三是壽命較短，持續(xù)工作能力差，從而增加起下鉆的次數(shù)，嚴(yán)重影響機(jī)械鉆速。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種水力振蕩器，能夠復(fù)合振動(dòng)疊加作用從而大幅減小鉆進(jìn)過程中的摩擦力。

本發(fā)明的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種水力振蕩器，包括：振動(dòng)短節(jié)和與振動(dòng)短節(jié)連接的動(dòng)力短節(jié)；

振動(dòng)短節(jié)包括：滑軸、滑套、振動(dòng)彈簧、活塞端子和振動(dòng)殼體；滑軸具有沿其軸向延伸而成的流道Ⅰ，滑軸上端與鉆桿連接，滑軸與滑套通過花鍵構(gòu)成沿其軸向的滑動(dòng)連接；滑套與振動(dòng)殼體連接；滑軸的下端安裝活塞端子，活塞端子與滑套的下端之間連接振動(dòng)彈簧形成彈性連接；活塞端子具有沿其軸向延伸而成的流道Ⅱ；流道Ⅰ與流道Ⅱ連通；

動(dòng)力短節(jié)包括：連接套、芯軸、轉(zhuǎn)動(dòng)殼體、渦輪葉片、定閥和偏心動(dòng)閥；連接套的下端與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的上端構(gòu)成繞其軸向的單向轉(zhuǎn)動(dòng)連接；芯軸具有自其上端沿軸線向下延伸而成的流道Ⅲ、自其下端沿軸線向上延伸而成的流道Ⅳ、貫穿其側(cè)壁與流道Ⅲ連通的通孔Ⅰ和貫穿其側(cè)壁與流道Ⅳ連通的通孔Ⅱ；芯軸的上端與連接套連接、其下端設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體內(nèi)；在通孔Ⅰ和通孔Ⅱ之間的轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的內(nèi)壁上自上而下依次安裝渦輪葉片和具有閥孔Ⅰ的偏心動(dòng)閥；芯軸上安裝具有閥孔Ⅱ的定閥。

進(jìn)一步地，滑套與滑軸之間設(shè)有動(dòng)密封，振動(dòng)殼體與活塞端子之間設(shè)有動(dòng)密封。

進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的頂部具有凸臺(tái)Ⅰ，連接套的下端安裝定位端子，定位端子具有凸臺(tái)Ⅱ，凸臺(tái)Ⅰ與凸臺(tái)Ⅱ之間設(shè)有推力球軸承Ⅰ從而使轉(zhuǎn)動(dòng)殼體能夠相對(duì)連接套和芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，閥孔Ⅰ和閥孔Ⅱ均為弧形長孔。

進(jìn)一步地，動(dòng)力短節(jié)還包括連接頭，連接頭安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的下端，連接頭具有沿其軸向延伸而成的流道Ⅴ，流道Ⅴ與流道Ⅳ連通。

進(jìn)一步地，連接頭內(nèi)安裝推力球軸承Ⅱ從而使轉(zhuǎn)動(dòng)殼體和連接頭能夠相對(duì)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，滑軸的下端和活塞端子之間設(shè)置有允許水流單向流動(dòng)的單向閥。

進(jìn)一步地，定閥和偏心動(dòng)閥的數(shù)量均為若干個(gè)，并且沿芯軸的軸向等距設(shè)置。