[實用新型]一種井下降摩低頻沖擊鉆具

有效

• 申請號: 201820698021.9
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN208220629U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 祝效華;羅云旭;敬俊
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B7/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種用于水平井水平段降低摩擦阻力，有效傳遞鉆壓，提高鉆進效率的井下降摩低頻沖擊鉆具，所述鉆具由外殼、隔液帽、軸承Ⅰ、連接軸Ⅰ、軸承Ⅱ、密封墊片、端蓋、旋芯、支撐套、連接軸Ⅱ、螺旋轉子和下接頭組成。旋芯、支撐套和外殼構成液壓腔室。旋芯、支撐套和外殼構成液壓腔室。高壓鉆井液流經液壓腔室后，沖擊作用在螺旋轉子上并驅動螺旋轉子轉動。同時，由液力的反向傳遞以及流體的粘性作用會帶動旋芯轉動。轉動的旋芯會周期性的改變液壓腔室的出口的大小以及液壓腔室的開閉，使得作用在鉆柱內部的壓力產生周期性的脈動，提高破巖效率。沖擊鉆具能產生軸向的低頻脈動壓力，尺寸較短，無沖擊元件，更有利于水平鉆井作業的鉆壓傳遞。

技術領域

本發明涉及一種用于石油鉆采開發過程中的液力沖擊器，尤指一種鉆井過程中用于降低摩擦阻力低頻沖擊鉆具。

背景技術

當前水平井在我國的油氣鉆探中使用比例越來越高，主要原因是這種油氣開發方式大大的提高了開發設備與地下油氣的接觸面積、有效地提高了流體的抽取效率。然而在水平井的鉆進過程中,隨著水平段的增加,井下摩阻大,鉆壓傳遞困難,作業效率低等問題凸顯出來。因此滑動鉆進過程的摩阻釋放問題已經成為制約現代鉆井快速安全鉆井的技術瓶頸,摩阻釋放問題已成為石油鉆井領域重要的基礎科學理論課題。

目前解決上述問題的一種方法是使用液力沖擊器，即使用特定的工具給水平鉆柱施加周期性的壓力波動，使水平鉆柱的受力狀態由靜摩擦變為動摩擦，從而提高使得鉆壓有效傳遞。已有的液力沖擊器大多具有液壓活塞缸和換向閥，利用液壓推動其中的沖擊元件做周期性的沖擊振動。但是，這種液力沖擊器中的沖擊元件很容易失效。同時，這種液力沖擊器產生的沖擊載荷具有極大的不均勻性，不利于提高破巖效率。

此外，已有的液力沖擊器成本較高而且整體的尺寸過于龐大，無法得到廣泛的運用。這在一定程度上制約著水平井的鉆進速率和油氣藏的開發效率。

發明內容

基于以上工程背景,本發明提供了一種井下降摩低頻沖擊鉆具。沖擊鉆具利用內部的旋芯、支撐套和外殼構成液壓腔室。高壓鉆井液流經液壓腔室后，沖擊作用在螺旋轉子上并驅動螺旋轉子轉動。同時，由液力的反向傳遞以及流體的粘性作用會帶動旋芯轉動。轉動的旋芯會周期性的改變液壓腔室的出口的大小以及液壓腔室的開閉，使得作用在鉆柱內部的壓力產生周期性的脈動。最終改變水平段鉆柱的受力狀態，提高破巖效率。

本發明所采用的其技術方案是：一種井下降摩低頻沖擊鉆具，包括：外殼、隔液帽、軸承Ⅰ、連接軸Ⅰ、軸承Ⅱ、密封墊片、端蓋、旋芯、支撐套、連接軸Ⅱ、螺旋轉子和下接頭組成；外殼上部與鉆桿采用螺紋連接，下部與支撐套螺紋連接；隔液帽與支撐套螺紋連接、螺釘連接或焊接；軸承Ⅰ裝于支撐套的上端上孔內部，外圈與支撐套過盈配合，其通過支撐套的臺階和隔液帽的臺階軸向定位；連接軸Ⅰ裝在軸承Ⅰ和軸承Ⅱ內部，上端通過自身的臺階與軸承Ⅰ內圈臺階軸向定位；連接軸Ⅰ與軸承Ⅰ和軸承Ⅱ內圈過盈配合；軸承Ⅱ裝在支撐套的上端下孔內部，外圈與支撐套過盈配合，其通過支撐套的臺階和端蓋的臺階軸向定位；密封墊片套在連接軸Ⅰ上，并裝在端蓋的內臺階孔與軸承Ⅱ之間；端蓋與支撐套螺紋連接；旋芯裝于支撐套的中部內腔中，旋芯外壁與支撐套中部內壁間隙配合；旋芯上端與連接軸Ⅰ螺紋連接或焊接；支撐套下端上部與外殼螺紋連接；連接軸Ⅱ用于連接旋芯與螺旋轉子，上端與旋芯螺紋連接或焊接，下端與螺旋轉子自由連接；連接軸Ⅱ下端有用于防止螺旋轉子掉落的臺階；下接頭上部與支撐套下端下部螺紋連接或焊接；下接頭下部與鉆桿螺紋連接。

連接軸Ⅰ上端有用于與軸承Ⅰ內圈接觸而軸向限位的凸臺階，隔液帽內部有用于放置連接軸Ⅰ上端凸臺階的凹臺階孔。

密封墊片中心孔與接軸Ⅰ間隙配合，密封墊片可選擇2~4層。

端蓋內部有用于安裝密封墊片的凹臺階孔，端部有用于通過連接軸Ⅰ的較小內孔。