[發(fā)明專利]一種多維振動水力振蕩器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011151964.8
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN114482862A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 玄令超;臧艷彬;王甲昌;孫峰;張海平;胡彥峰;張仁龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯(lián)

本發(fā)明提供一種多維振動水力振蕩器，包括外套筒、偏心轉(zhuǎn)動組件和節(jié)流振動沖擊組件，其中，所述偏心轉(zhuǎn)動組件可轉(zhuǎn)動地安裝于所述外套筒內(nèi)；所述節(jié)流振動沖擊組件包括相互套接的內(nèi)連接套和外移動套，所述外移動套在內(nèi)部節(jié)流和外部軸向壓力下相對所述內(nèi)連接套往復(fù)軸向移動，所述內(nèi)連接套與所述偏心轉(zhuǎn)動組件連接，所述外移動套可移動地安裝于所述外套筒上。本發(fā)明具有可產(chǎn)生徑向和周向振動，減小摩阻、提高鉆壓傳遞效率等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種多維振動水力振蕩器。

背景技術(shù)

隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入，大斜度井、水平井、多分支水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井?dāng)?shù)量越來越多，如何實(shí)現(xiàn)定向鉆井快速鉆進(jìn)和提高水平段長度成為關(guān)注焦點(diǎn)。在造斜段、水平段定向鉆井過程中，井口設(shè)備及鉆具組合不旋轉(zhuǎn)，隨著井斜角的增大和裸眼井段長度的增加，鉆柱由于重力作用與井壁長距離接觸，鉆柱與井壁間的摩阻(包括軸向摩擦力和摩擦扭矩)持續(xù)增大，導(dǎo)致滑動鉆進(jìn)時(shí)加不上鉆壓，工具面擺放困難、機(jī)械鉆速很低，影響了鉆井速度及定向效率。水力振蕩器通過周期性振蕩鉆柱，將鉆柱與井壁的靜摩擦接觸轉(zhuǎn)換為動摩擦接觸，降低定向鉆井的滑動摩擦阻力。該類型工具具有提高定向鉆井機(jī)械鉆速、增加單只鉆頭進(jìn)尺、實(shí)現(xiàn)井眼軌跡定向控制等諸多優(yōu)點(diǎn)，在定向井中的應(yīng)用越來越多。目前，現(xiàn)場常見的水力振蕩器多為單一軸向振動類型，振動減阻效果不滿足超深水平井、超長水平井高摩阻工況，依然存在托壓現(xiàn)象。針對現(xiàn)場使用的水力振蕩器定向鉆井遇到的實(shí)際情況，如何通過多元復(fù)合振動實(shí)現(xiàn)高效降摩減阻成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可產(chǎn)生徑向和周向振動，減小摩阻、提高鉆壓傳遞效率的多維振動水力振蕩器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種多維振動水力振蕩器，包括外套筒、偏心轉(zhuǎn)動組件和節(jié)流振動沖擊組件，其中，所述偏心轉(zhuǎn)動組件可轉(zhuǎn)動地安裝于所述外套筒內(nèi)；所述節(jié)流振動沖擊組件包括相互套接的內(nèi)連接套和外移動套，所述外移動套在內(nèi)部節(jié)流和外部軸向壓力作用下相對所述內(nèi)連接套往復(fù)軸向移動，所述內(nèi)連接套與所述偏心轉(zhuǎn)動組件連接，所述外移動套可移動地安裝于所述外套筒上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述偏心轉(zhuǎn)動組件包括偏心軸和驅(qū)動偏心軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動部；所述外套筒的內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)保證偏心軸在轉(zhuǎn)動時(shí)不偏離軸心的安裝扶正部件；所述偏心軸的兩端穿過對應(yīng)的所述安裝扶正部件，并分別連接所述驅(qū)動部和內(nèi)連接套。

所述驅(qū)動部為通過鉆井液帶動旋轉(zhuǎn)的液動驅(qū)動件或通過電力帶動旋轉(zhuǎn)的電動驅(qū)動件。

所述偏心軸與所述安裝扶正部件之間設(shè)有減少兩者摩擦損耗的減摩層。

所述偏心轉(zhuǎn)動組件與所述內(nèi)連接套上均設(shè)有供鉆井液通過的流通通道，所述外移動套內(nèi)設(shè)有節(jié)流封堵塊，所述節(jié)流封堵塊在外移動套移動至內(nèi)連接套時(shí)封堵所述流通通道。

所述節(jié)流封堵塊設(shè)有鉆井液循環(huán)孔和鉆井液過流孔，所述鉆井液循環(huán)孔在流通通道封堵時(shí)與所述流通通道對接連通；所述鉆井液過流孔位于所述節(jié)流封堵塊與所述外套筒之間，所述鉆井液過流孔在流通通道打開時(shí)與所述流通通道連通。

所述節(jié)流封堵塊設(shè)有錐形密封部，所述流通通道靠近外移動套的一端設(shè)有錐形配合孔，所述錐形密封部在流通通道封堵時(shí)與所述錐形配合孔密封配合。

位于外移動套的所述流通通道還包括減小鉆井液過流面積的加壓通道，所述加壓通道包括加壓段和連通段，沿鉆井液的注入方向，所述加壓段和所述連通段交替布置，所述錐形配合孔與最末端的所述連通段連接。

所述節(jié)流振動沖擊組件還包括對外移動套的沖擊力進(jìn)行緩沖調(diào)節(jié)的彈性部件，所述彈性部件包括壓縮彈簧和安裝凸臺，其中，所述安裝凸臺套設(shè)于所述外移動套上，并安裝于所述外套筒的內(nèi)側(cè)；所述壓縮彈簧的兩端分別連接所述外移動套和安裝凸臺。