[發明專利]一種轉輪動力的水力振蕩器

有效

• 申請號: 201710814084.6
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107435520B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 夏成宇;錢利勤;黃劍;劉先明;李旭;華勇
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙) 42216
• 代理人: 周宗揚

本發明涉及一種轉輪動力的水力振蕩器；屬油氣開采鉆井工具技術領域。它由花鍵軸、上殼體、下殼體、中間接頭和下接頭構成，上殼體內通過連接套安裝有花鍵軸，上殼體的一端通過中間接頭螺紋安裝有下殼體，下殼體的端頭螺紋安裝有下接頭；下接頭與中間接頭之間的下殼體內通過上扶正軸承安裝有轉輪，轉輪一側的下殼體內通過下扶正軸承安裝有轉閥；轉閥與轉輪螺紋連接。該水力振蕩器具有結構簡單緊湊，活動件少，成本低廉的特點。工作過程中隨著轉輪的轉動，使過流面積得以周期性改變，由此產生間歇壓力脈沖，從而帶動振動短節產生周期性軸向振動，由此將將鉆柱與井壁的靜摩擦變為動摩擦，可有效降低摩阻，提高鉆井效率，降低鉆井成本。

技術領域

本發明涉及一種轉輪動力的水力振蕩器；屬油氣開采鉆井工具技術領域。

背景技術

在水平井、大斜度井及水平分支井等復雜結構井中，隨著入井深度的增加，鉆柱與井壁之間的摩擦力逐漸增大，鉆壓無法有效傳遞至鉆頭，導致機械鉆速下降，并且在鉆柱與井壁摩擦力足夠大時，容易引發鉆柱扭曲變形并誘發井內事故。在此類井的鉆井過程中，鉆具在井眼曲率較大的井段，或在長水平段，井壁受鉆柱壓力增大，鉆柱與井壁間的摩擦力隨之增大，鉆柱托壓現象嚴重，無法有效施加鉆壓，嚴重影響鉆進速度。水力振蕩器可以使鉆柱產生一定頻率和振幅的周期性的振動，使鉆進過程中鉆柱與井壁的靜摩擦變成動摩擦，降低了摩擦阻力，能有效減輕托壓現象。在減小送進過程中的摩擦阻力、提高機械鉆速、增加水平進尺和縮短鉆進周期方面具有明顯優勢。但是，由于現有的水力振蕩器的結構限制，轉速與振動頻率之比不可調,無法產生高頻率振動以滿足鉆井的要求，且動力部分多采用渦輪或螺桿，結構復雜，成本較高。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種可將鉆進過程中的靜摩擦變為動摩擦，能產生高頻軸向沖擊；以有效降低摩阻，提高鉆進速度的轉輪動力的水力振蕩器。

本發明的技術方案是：

一種轉輪動力的水力振蕩器；它由花鍵軸、上殼體、下殼體、中間接頭和下接頭構成，其特征在于：上殼體內通過連接套安裝有花鍵軸，上殼體的一端通過中間接頭螺紋安裝有下殼體，下殼體的端頭螺紋安裝有下接頭；下接頭與中間接頭之間的下殼體內通過上扶正軸承安裝有轉輪，轉輪一側的下殼體內通過下扶正軸承安裝有轉閥；轉閥與轉輪螺紋連接。

所述的花鍵軸圓周上均布有滑鍵，與滑鍵對應的連接套內壁設置有鍵槽，花鍵軸與連接套之間通過滑鍵和鍵槽的配合滑動連接。

所述的上殼體內壁和滑鍵一端的花鍵軸圓周上分別設置有限位臺肩，限位臺肩之間的花鍵軸上裝有碟簧。

所述的上殼體與連接套螺紋連接。

所述的上殼體內的花鍵軸端頭螺紋安裝有防掉頭，防掉頭與上殼體內壁上的凸臺接觸連接。

所述的下接頭上設置有下接頭中心孔，下接頭中心孔外側的下接頭上設置有多個連通孔，連通孔與下接頭中心孔連通。

所述的轉輪為十字結構，轉輪上設置有液流孔，液流孔外側的轉輪上均布有多條螺旋流道，螺旋流道與液流孔連通，螺旋流道一側的轉輪上設置有密封圈。

所述的轉輪上螺紋安裝有定位塊，定位塊與中間接頭之間設置有滾珠軸承。

所述的轉閥為圓盤狀，轉閥上設有與連通孔對應的流道孔。

本發明的有益效果在于：

該轉輪動力的水力振蕩具有結構簡單緊湊，活動件少，成本低廉的特點。工作過程中隨著轉輪的轉動，使過流面積得以周期性改變，由此產生間歇壓力脈沖，從而帶動振動短節產生周期性軸向振動，由此將將鉆柱與井壁的靜摩擦變為動摩擦，可有效降低摩阻，提高鉆井效率，降低鉆井成本。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中的A處放大結構示意圖；