[發明專利]一種可控脈沖短節

有效

• 申請號: 202011312323.6
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112377133B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王建龍;鄭鋒;柳鶴;張雯瓊;鮑作帆;劉學松
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: E21B28/00
• 分類號: E21B28/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

本發明涉及可控脈沖短節，包括管狀殼體，殼體內由上至下依次安裝節流塊、制動塊、內管、撓軸、中空轉子、動閥、過流環、定閥，制動塊下端與內管一端固定連接，內管另一端的側壁上設有若干貫通孔，且該端內管形成密封結構，并插入撓軸內部，撓軸該端軸向剖面為凸形結構，使得內管下端插入撓軸后一定距離，從內管側面貫通孔流出的液體可以流入撓軸內部，隨內管繼續插入經過凸形結構，內管側面貫通孔被堵塞；撓軸下端和中空轉子密封相連；殼體內側上設有多個徑向進液口，進液口沿殼體軸向延伸形成液流腔，液流腔連通至撓軸與殼體之間空腔處；制動塊、內管、殼體形成的空間內由上至下安裝彈簧、內管控制機構。本發明能提高水力振蕩器的壽命。

技術領域

本發明屬于石油天然氣鉆探技術領域，尤其涉及一種可控脈沖短節。

背景技術

普通定向井、大斜段井、水平井等復雜結構井在定向過程中，經常出現托壓問題，使鉆頭施加鉆壓困難，易托壓釋放憋泵，造成工具不穩定等問題，最終導致定向段機械鉆速低。

水力振蕩器是目前緩解定向井定向托壓最有效的方法之一。水力振蕩器主要由脈沖短節和振蕩短節組成。鉆井液流經脈沖短節產生周期性的壓力脈沖，壓力脈沖作用振蕩短節上，驅動振蕩短節產生周期性的振動。

但是，實際作業過程中，只有滑動鉆進過程中才出現托壓，復合鉆進不會出現托壓問題。所以，只有滑動鉆進時水力振蕩器的振動才能起到作用，而復合鉆進時不起作用。也就是說只有滑動鉆進時脈沖短節處于工作狀態才有意義，復合鉆進時脈沖短節是在做無用功。然而，現有的水力振蕩器用脈沖短節入井后，只要鉆井泵處于開泵狀態，一直處于工作狀態，進而驅動整套水力振蕩器處于持續工作狀態。脈沖短節入井后持續處于工作狀態，一方面增加了地面柴油或者電能的消耗，增加了鉆井成本；另一方面降低了工具的使用壽命，增加了工具的成本。

因此，基于這些問題，提供一種能降低地面設備的負載，提高水力振蕩器的壽命，降低鉆井成本的可控脈沖短節，具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能降低地面設備的負載，提高水力振蕩器的壽命，降低鉆井成本的可控脈沖短節。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種可控脈沖短節，包括管狀殼體，所述殼體內由上至下依次安裝節流塊、制動塊、內管、撓軸、中空轉子、動閥、過流環、定閥，所述節流塊固定安裝在殼體內壁上，所述制動塊與殼體內壁密封接觸，且其下端與所述內管一端固定連接，所述內管另一端的側壁上設有若干貫通孔，且該端內管形成密封結構，并插入所述撓軸一端內部，撓軸該端軸向剖面為凸形結構，使得內管下端插入撓軸后一定距離，從內管側面貫通孔流出的液體可以流入撓軸內部，隨內管繼續插入經過凸形結構，內管側面貫通孔被堵塞；撓軸下端和中空轉子密封相連，中空轉子另一端與動閥固定連接，所述動閥通過過流環與定閥連接，且中空轉子處的殼體內壁上安裝定子；所述殼體內側上設有多個徑向進液口，所述進液口沿所述殼體軸向延伸形成液流腔，所述液流腔連通至撓軸與殼體之間空腔處；所述制動塊、內管、殼體形成的空間內由上至下安裝彈簧、內管控制機構；

當一定排量的鉆井液經節流塊的節流作用流經制動塊時，推動制動塊壓縮彈簧下行，所述內管控制機構控制所述制動塊及內管的下行距離：當下行距離較短時，進液口處于被制動塊關閉狀態，內管底端與凸形結構之間處于聯通狀態，鉆井液流經內管，依次流經撓軸、中空轉子、動閥、定閥，此時可控脈沖短節處于非工作狀態；當下行距離較長時，進液口處于開啟狀態，內管底端與凸形結構之間處于堵塞封閉狀態，鉆井液進入進液口，流經液流腔進入撓軸外部環空，進入中空轉子與定子環空，通過動閥上的內孔進入動閥內部，然后進入定閥，從而產生周期性的壓力脈沖，此時可控脈沖短節處于工作狀態。