[發明專利]一種螺桿式井下水力振蕩器

有效

• 申請號: 201710319903.X
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106917586B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 馮進;馬良豐;魏俊;何順;陳斌;劉倩倩
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24;E21B28/00
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙) 42216
• 代理人: 陳德斌

本發明涉及一種螺桿式井下水力振蕩器，屬石油井下設備技術領域。該水力振蕩器包括上殼體、下殼體、上接頭、下接頭、花鍵套和旁通閥，上殼體和下殼體之間通過旁通閥相互螺紋連接，下殼體的端頭螺紋安裝有下接頭，上殼體的端頭通過花鍵套安裝有上接頭；下殼體內通過定位套筒和裝配套筒裝有螺桿馬達，螺桿馬達一側通過閥盤底座裝有閥盤。該水力振蕩器通過螺桿馬達與閥盤之間的過流面積的變化產生壓力脈沖，使鉆柱與井壁之間的摩擦條件發生變化、鉆柱彈性送鉆的瞬時滑動摩擦系數的增長速度降低，從而降低摩阻、降低鉆柱與井壁之間的扭矩，避免卡鉆事故的發生，具有大幅度提高鉆井效率，降低鉆井成本的優點。

技術領域

本發明涉及一種螺桿式井下水力振蕩器，屬石油井下設備技術領域。

背景技術

近年來，隨各大油田勘探技術的不斷深入，油井井身結構復雜度逐漸增加，長水平、大斜度及多分支水平井等的數量增加等問題對鉆井工程提出了新的現實要求，使水力振蕩器等工具的發展空間和需求得到了提升。就如何提高水平井水平段長度和實現快速鉆進等問題成為了石油產業相關研究關注的焦點。復雜的井身結構，不僅對鉆井技術和方法提出了較高的要求，而且較大的井斜角使石油鉆桿柱與井壁間的摩擦阻力明顯增大，降低了鉆壓的傳遞效率，影響了機械鉆進速度。國內外學者就如何提高水平井中水平段長度和實現快速鉆進等問題進行了大量的研究工作。井下動力鉆具如水力振蕩器等由于具有提高機械鉆速、增加單只鉆頭進尺、便于定向控制井眼軌跡并且能使滑動送鉆時鉆柱與井壁之間的靜摩擦轉變為滑動摩擦以減小摩阻等諸多優點，使其發展空間和需求得到了大大的提升，也得到了廣大科研工作者的高度關注。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種能夠有效減小鉆柱與井壁之間的摩擦阻力、避免卡鉆事故的發生，進而提高鉆井效率的螺桿式井下水力振蕩器。

本發明的技術方案是：

一種螺桿式井下水力振蕩器，包括上殼體、下殼體、上接頭、下接頭、花鍵套和旁通閥，其特征在于：上殼體和下殼體之間通過旁通閥相互螺紋連接，下殼體的端頭螺紋安裝有下接頭，上殼體的端頭通過花鍵套安裝有上接頭；下殼體內通過定位套筒和裝配套筒裝有螺桿馬達，螺桿馬達一側通過閥盤底座裝有閥盤；閥盤底座上裝有推力軸承，推力軸承一側的閥盤底座上安裝有閥座，推力軸承另一側的閥盤底座上安裝有扶正軸承；旁通閥一側的上殼體內設置有臺階軸；臺階軸上通過臺階軸端帽和擋圈裝有活塞，活塞一側的臺階軸上裝有蝶形彈簧；蝶形彈簧與活塞接觸連接。

所述的閥盤上偏心設置有過流孔，過流孔兩側的閥盤上對稱設置有排液孔。

所述的過流孔上方的閥盤上通過滑槽設置有滑塊。

所述的螺桿馬達包括馬達定子和馬達轉子，馬達定子由定子橡膠和定子外套構成，定子橡膠通過擠壓變形安裝在定子外套內，定子外套通過套筒實現軸向定位；馬達定子與下殼體螺紋連接。

所述的馬達轉子端頭與滑塊連接，馬達轉子通過滑塊與閥盤滑動接觸連接。

所述的扶正軸承與裝配套筒之間設置有平衡腔。

裝配套筒與閥盤底座和閥盤之間設置有平衡間隙，平衡間隙與平衡腔連通。

所述的臺階軸與上接頭螺紋連接。

所述的花鍵套一端與上殼體螺紋連接；花鍵套另一端與上接頭鍵連接。

所述的上殼體上設置有殼體液流孔。

所述的旁通閥由控制閥體、閥芯、彈簧和控制閥座構成；閥體內通過控制閥座裝有閥芯；控制閥座與閥芯之間設置有彈簧；所述的控制閥體上設置有閥體液流孔，閥芯上設置有閥芯液流孔。

本發明技術方案與現有技術相比的優點在于：