[發明專利]閥式水力振蕩器

有效

• 申請號: 202010529422.3
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111677472B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 柳貢慧;汪偉;李軍;查春青;陳添
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);北京工業大學
• 主分類號: E21B28/00
• 分類號: E21B28/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 錢能;張印鐸

本發明公開了一種閥式水力振蕩器，其涉及石油鉆井設備技術領域，包括：振蕩短節；閥式控制短節，包括:殼體；調節件，其包括：調節件外圓筒部，調節件內圓筒部，調節件內圓筒部的上端呈封堵狀態，調節件內圓筒部與調節件外圓通部之間相連并形成第一流道，調節件內圓筒部具有第一通孔和第二通孔；第一彈性件，第一彈性件能使得調節件沿上下移動；靜閥座；第一閥芯，第一閥芯與靜閥座內圓筒部之間設置有第二彈性件；第二閥芯，第二閥芯與靜閥座外圓筒部之間具有第三彈性件，第二閥芯的下方與第三流道相連通，第二閥芯的側壁上開設有第四通孔。本申請在工作過程中不易造成零部件的損壞，從而能夠有效延長閥式水力振蕩器的使用壽命。

技術領域

本發明涉及石油鉆井設備技術領域，特別涉及一種閥式水力振蕩器。

背景技術

隨著石油工業的發展，為滿足非常規油氣資源的開發，水平井、大位移井使用的比例不斷提高。然而，在水平井和大位移井中，由于井筒與井壁之間的接觸面積不斷增大，從而造成摩阻的不斷增大，最終可能會形成“托壓”現象，鉆壓無法傳遞到鉆頭，機械鉆速低，鉆井成本高；同時還會出現憋壓、跳鉆等狀況，嚴重影響水平井和大位移井的中靶率及井眼質量，這也是制約水平井、大位移井技術發展的一個重要因素。在解決這些問題的方法中，可以通過在鉆柱上增加能夠產生一定預期振動的井下機械裝置，該類井下機械裝置在近幾年發展迅速。其中一種井下機械裝置為水力振蕩器，在井下鉆柱引入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，使送進過程中的鉆柱的靜摩擦變成動摩擦，這樣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。

發明內容

目前的水力振蕩器一般主要由動力短節、閥軸總成和振蕩短節組成，其中，動力短節主要包括渦輪馬達或螺桿馬達，閥軸總成包括動閥片和靜閥片，動閥片與靜閥片端面緊密配合。在水力振蕩器工作過程中，動力短節中的渦輪馬達或螺桿馬達帶動動閥片不斷旋轉，動閥片在靜閥片上端面往復運動不斷改變流道的過流面積，從而使工具流道中的壓力產生波動，進而驅動振蕩短節對鉆柱產生往復推力。但是，上述結構下的水力振蕩器在工作過程中，動閥片與靜閥片端面緊密貼合，磨損嚴重，導致工具壽命較短。而且，當驅動短節為螺桿馬達時，由于螺桿馬達工作過程中轉子在軸向上存在一定振動，會帶動動閥片與靜閥片發生碰撞，這可能會導致閥片損壞，工具失效。

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明實施例所要解決的技術問題是提供了一種閥式水力振蕩器，相對比于現有技術，其在工作過程中不易造成零部件的損壞，從而能夠有效延長閥式水力振蕩器的使用壽命。

本發明實施例的具體技術方案是：

一種閥式水力振蕩器，所述閥式水力振蕩器包括：

振蕩短節，所述振蕩短節在內部壓力波動作用下在軸向上能夠產生往復振蕩；

與振蕩短節相連接的閥式控制短節，所述閥式控制短節包括:

殼體；

設置在所述殼體中的調節件，其包括：調節件外圓筒部，至少部分穿設在所述調節件外圓筒部中的調節件內圓筒部，所述調節件內圓筒部的上端呈封堵狀態，所述調節件內圓筒部的外側壁與所述調節件外圓通部的內側壁之間相連并形成第一流道，所述調節件內圓筒部的側壁上具有第一通孔和位于所述第一通孔下方的第二通孔；

設置在所述調節件和所述殼體之間的第一彈性件，所述第一彈性件能使得所述調節件沿上下移動；

靜閥座，所述靜閥座包括：靜閥座外圓筒部，所述靜閥座外圓筒部與所述殼體相固定，所述靜閥座外圓筒部與殼體之間形成第三流道；穿設在所述靜閥座外圓筒部內的靜閥座內圓筒部，所述靜閥座外圓筒部與所述靜閥座內圓筒部之間形成第二流道且部分連接在一起，所述第二流道能通過所述第一通孔與所述調節件內圓筒部內部相連通，所述靜閥座外圓筒部與所述靜閥座內圓筒部連接處開設有與第三流道相連通的第三通孔，所述第二通孔能與所述第三通孔相連通；