[發明專利]一種液控雙作用水力振蕩鉆井工具

有效

• 申請號: 201711161666.5
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107654193B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 馮進;魏俊;遲少林;李裴晨;何臻;劉宇
• 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: 周宗揚

本發明涉及一種液控雙作用水力振蕩鉆井工具，屬石油井下工具技術領域。該工具包括上殼體、花鍵套、下殼體、上接頭、下接頭，上殼體的一端通過花鍵套安裝有上接頭，下殼體的一端螺紋安裝有下接頭，上殼體和下殼體之間螺紋連接。該工具通過活塞桿產生軸向往復運動時與節流閥的配合，使得節流閥開口面積實現周期性變化從而產生周期性的壓力波動。該壓力波動作用在臺階軸上，使得碟簧實現周期性的壓縮與復原，從而產生周期性的軸向振動，由此將鉆柱與井壁之間的摩擦狀態由靜摩擦轉變為滑動摩擦，從而降低摩阻，提高鉆井效率。該工具具有結構簡單實用性好的特點，充分利用了高壓鉆井液的動能、能量利用率高，且能使工具振蕩周期穩定。

技術領域

本發明涉及一種液控雙作用水力振蕩鉆井工具，屬石油井下工具技術領域。

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，從而使得整個工具產生周期性的軸向振動，將鉆柱與井壁之間的摩擦狀態由靜摩擦轉變為滑動摩擦，降低摩阻，進而提高鉆井效率的。

本發明的技術方案是：

一種液控雙作用水力振蕩鉆井工具，包括上殼體、花鍵套、下殼體、上接頭、下接頭，上殼體的一端通過花鍵套安裝有上接頭，下殼體的一端螺紋安裝有下接頭，上殼體和下殼體之間螺紋連接，其特征在于：上接頭一端的上殼體內裝有臺階軸，臺階軸上通過通過壓緊環裝有密封件，密封件與花鍵套之間的臺階軸上裝有碟簧；下殼體內一端安裝有節流閥；下殼體內另一端通過導流座和導流套安裝有導流接頭；節流閥與導流接頭之間安裝有高壓分流套，高壓分流套內通過閥芯安裝有活塞桿，活塞桿的中間部位設置有凸起，凸起一側的活塞桿上安裝有上限位座，凸起另一側的活塞桿上安裝有下限位座；上限位座和下限位座之間安裝有連接固定套。

所述的閥芯上對稱設置有閥芯凸臺，閥芯凸臺上設置有閥芯凸臺孔，閥芯凸臺孔與閥芯的中心孔連通。

所述的花鍵套一端與上殼體螺紋連接，花鍵套的另一端與上接頭滑動鍵連接。

所述的臺階軸與下接頭螺紋連接；臺階軸與花鍵套滑動接觸連接。

所述的上限位座和下限位座上分別設置有限位座孔；導流套上設置有導流套孔。

所述的節流閥呈圓筒狀，節流閥的中心孔端口內設置有內凸臺，內凸臺的圓周上均布有過流孔，內凸臺一側的節流閥上對稱設置有節流閥孔；

所述的連接固定套設置有連接固定套孔。

所述的高壓分流套圓周上均布有高壓分流孔。所述的導流接頭上設置有卡槽，導流接頭通過卡槽與高壓分流套相互卡接。

所述的活塞桿的凸起上設置有凹型槽，活塞桿上均布有多個活塞桿孔，活塞桿孔與活塞桿的中心孔連通；活塞桿一端與節流閥接觸連接；活塞桿另一端通過活塞接頭安裝有滑塊頂砧。

本發明的優點在于：