[實用新型]一種低能耗的水力振蕩器

有效

• 申請號: 202020406880.3
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN211950338U
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 劉金石
• 申請（專利權）人: 成都佳琛石油機械有限公司
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 李曉英

本實用新型涉及一種低能耗的水力振蕩器，包括減震器總成、動力總成和傳動軸總成，動力總成上接減震器總成，動力總成下部接傳動軸總成，減震器總成與動力總成間設有流量調節閥，動力總成包括定子殼體和轉子主軸，流量調節閥包括閥門殼體、靜閥環、動閥環和彈簧，靜閥環安裝在閥門殼體內，動閥環安裝在轉子主軸上端，彈簧給靜閥環向下的軸向預緊力，使靜閥環與動閥環保持接觸。本實用新型中流量調節閥設于動力總成上方，動靜閥不用承擔轉子主軸的軸向壓力，動靜閥環間磨損小，能量損耗小；靜閥環靠彈簧提供預緊力和壓力補償，可使靜閥環與動閥環始終保持接觸并有一定的壓緊力，可防止鉆井液從靜閥環和動閥環接觸端面漏失。

技術領域

本實用新型涉及石油開采技術領域，尤其涉及一種低能耗的水力振蕩器。

背景技術

在石油開采領域中，大位移井、水平井、水平分支井和其他結構復雜井的數量不斷增加，隨著井眼水平段長度的不斷增加，鉆柱受到井壁施加的摩擦阻力也會不斷增大，致使鉆柱難以下入設計井深，并且在鉆壓和摩擦阻力的共同作用會發生撓曲變形。由于鉆柱受到井壁摩擦阻力的作用，無法向鉆頭施加準確的鉆壓，嚴重影響鉆進效率，一旦發生井下遇阻或著卡鉆現象更是會對整個鉆井過程產生重大影響。因此減小鉆柱摩擦阻力，有效送進鉆柱，向鉆頭準確施加鉆壓是大位移井、水平井、水平分支井和其他結構復雜井鉆井技術的一個核心問題。

水力振蕩器是減小鉆柱摩擦阻力的主要工具，該工具通過鉆井液的水擊作用向鉆柱施加周期性的軸向振動，有效減小鉆井過程中鉆柱與井壁的摩擦阻力，提高鉆井破巖效率。

現有水力振蕩器動靜閥環位于轉子主軸的下端，需要充當推力軸承的作用去承受轉子主軸所受到的軸向力，閥環間的磨損大，能量損耗大。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種低能耗的水力振蕩器，閥環間的磨損小，能量損耗小。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種低能耗的水力振蕩器，包括減震器總成和動力總成，所述減震器總成與動力總成間設有流量調節閥；所述動力總成包括定子殼體和轉子主軸；所述流量調節閥包括閥門殼體、靜閥環、動閥環和彈簧，所述閥門殼體上端與減震器總成連接，閥門殼體下端與定子殼體連接；

所述靜閥環安裝在閥門殼體內不可相對于閥門殼體轉動，所述動閥環固定安裝在轉子主軸上端的孔中，所述彈簧給靜閥環一個向下的軸向預緊力，使靜閥環與動閥環保持接觸；

靜閥環與動閥環上均設有閥孔，通過靜閥環與動閥環的相對轉動來調節流量，轉子主軸上部開有至少兩個側孔，側孔與動閥環的閥孔相通。轉子主軸帶動動閥環一起運動，運動過程中，動閥環和靜閥環閥孔的重疊面積發生周期性變化，使得流過靜閥環和動閥環的鉆井液流量產生周期性變化，從而產生水擊現象，實現軸向沖擊。

本實用新型流量調節閥設于動力總成上方，動靜閥不用承擔轉子主軸的軸向壓力，動靜閥環間磨損小，能量損耗小；此外，靜閥環靠彈簧提供預緊力和壓力補償，可使靜閥環與動閥環始終保持接觸并有一定的壓緊力，可防止鉆井液從靜閥環和動閥環接觸端面漏失；靜閥環依靠彈簧彈力與動閥環保持接觸，接觸壓力小，磨損很小。

進一步的，靜閥環上的閥孔與動閥環上的閥孔有偏心距。

進一步優選地，所述靜閥環的閥孔位于靜閥環中央，所述動閥環的閥孔與動閥環軸線存在偏心距，動閥環與轉子主軸同軸，轉子主軸的與定子殼體有偏心距。

進一步的，所述閥門殼體與靜閥環采用平鍵連接。由于本實用新型在工作過程中靜閥環和動閥環之間有相對運動，存在摩擦，靜閥環和動閥環接觸端面將有一定的磨損，將靜閥環與閥門殼體采用平鍵連接在限制靜閥環圓周方向轉動的同時拆裝便捷。

優選地，轉子主軸與定子殼體的螺旋線頭數比為1+2n：2+2n，n為大于0的自然數。轉子主軸在定子殼體中做自轉加公轉的運動，由于自轉的速度慢，公轉的速度快，因此會形成一個花瓣形軌跡。