[發明專利]一種鉆井用振動減阻工具

在審

• 申請號: 202010019260.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113090212A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 趙傳偉;馬明新;張輝;劉志和;譚凱;何育光;齊志軍;孫浩玉;于波
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B28/00
• 分類號: E21B28/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

本發明涉及一種鉆井用振動減阻工具，包括上接頭、外殼體和下接頭依次連接后組成的中空外部結構，以及設置在外部結構內的液力旋轉驅動機構。所述的液力旋轉驅動機構主要旋轉軸、動閥和靜閥；旋轉軸旋轉軸中部管壁上均布有若干噴射孔，旋轉軸上端與外部結構構成密封旋轉配合；動閥上部與旋轉軸下端固定連接，下部管壁設有若干個通孔A；靜閥管壁上設有若干個通孔B，靜閥下部的底座上設有若干孔道，靜閥的底座與外部結構密封固定，動閥的通孔A與靜閥的通孔B構成間隔旋轉開關配合。本發明的有益效果為：該工具采用旋轉軸代替螺桿馬達，大大降低了成本；動閥不受軸向沖擊力，不會被振碎，可靠性較高。

技術領域

本發明涉及鉆井工具領域中的一種振動工具，尤其是鉆井用的振動減阻工具。

背景技術

隨著鉆井技術的不斷提高，大位移井、長水平段水平井越來越多，其井眼軌跡日益復雜，摩阻越來越大。鉆井過程中，常出現托壓現象，尤其是滑動鉆進時，無法給鉆頭施加真實有效的鉆壓，工具面難擺，定向效率低。目前，國內外解決該問題主要方法是使用水力振蕩器。該工具通過水力作用產生沿鉆柱軸向或徑向的振動，利用振動將鉆具與井壁之間的靜摩擦轉變為動摩擦，減小鉆進過程中的摩阻，改善鉆壓傳遞效果，進而提高機械鉆速。現場應用效果比較好的水力振蕩器的基本原理是：螺桿馬達驅動盤閥轉動，導致工具內部過流面積周期性變化，進而產生周期性軸向振動。但該水力振蕩器也存在一些問題：采用螺桿馬達，成本高；盤閥受到軸向沖擊，長時間工作容易振碎。

發明內容

為了解決現用水力振蕩器成本高、盤閥容易振碎的問題，本發明提供一種鉆井用振動減阻工具。

本發明的技術方案是：

一種鉆井用振動減阻工具，包括上接頭、外殼體和下接頭依次連接后組成的中空外部結構，以及設置在外部結構內的液力旋轉驅動機構，其中：所述的液力旋轉驅動機構包括旋轉軸、動閥和靜閥。

所述旋轉軸為筒狀結構，其上部和中部與上接頭內孔貫通，在旋轉軸中部管壁上沿圓周方向和軸線方向均布有若干噴射孔，噴射孔的軸線與旋轉軸內孔圓相切，且噴射孔與旋轉軸的中空內孔聯通，旋轉軸上端外部與中空外部結構構成密封旋轉配合，旋轉軸中部與中空外部結構構成環形孔腔；

所述動閥為筒狀結構，其上部筒底與旋轉軸下端固定連接，下部管壁設有若干個沿其周向均布的通孔A；

所述靜閥為筒狀或管狀結構，靜閥向上凸起的管壁上設有若干個沿其周向均布的通孔B，靜閥下部的底座上設有若干貫穿底座上、下兩端面的孔道，靜閥的底座與中空外部結構密封固定，靜閥向上凸起的部分與動閥下部管壁構成密封旋轉配合，且動閥的通孔A與靜閥的通孔B構成間隔旋轉開關配合；

動閥的通孔A和靜閥的通孔B分別與旋轉軸中部的環形孔腔和下接頭內孔貫通。

上述方案進一步包括：

所述旋轉軸上端外部設有軸承座，軸承座上設有軸承A，旋轉軸上部通過軸承A和軸承座與中空外部結構構成密封旋轉配合。

所述軸承座與外殼體密封連接固定，軸承A設在軸承座內臺階槽上，在軸承座上方設有中空結構的壓緊螺帽，壓緊螺帽與上接頭內孔密封連接，并對旋轉軸進行軸向限位配合。

在外殼體內壁套裝中空結構的支撐筒，支撐筒內壁設置有扶正套，扶正套外壁軸向設有若干導流槽，扶正套內壁設有軸承B，扶正套與支撐筒連接后對旋轉軸構成旋轉扶正配合。

所述旋轉軸下端部設有外凸沿，該外凸沿與扶正套配合對旋轉軸進行軸向限位。

所述支撐筒下端坐落在靜閥的底座上，并對靜閥進行軸向限位。

所述旋轉軸中部管壁上沿軸線方向設置-級，每級沿圓周方向設置-個噴射孔。

所述動閥的通孔A與靜閥的通孔B截面相同，且均為-個。

所述靜閥底座上設有-個孔道，且所有孔道截面之和小于所有動閥的通孔A截面之和。