[發明專利]一種低壓耗高幅值水力脈沖裝置及方法

有效

• 申請號: 202110303052.6
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112681994B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張策;劉成亮;杜起浪;劉明;張多華
• 申請（專利權）人: 成都迪普金剛石鉆頭有限責任公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00;E21B28/00;E21B7/24
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明提供了一種低壓耗高幅值水力脈沖裝置及方法，解決了現有技術中水力脈沖裝置水力脈沖幅值較小的技術問題。它包括外殼體（10）、定閥座（20）和動閥（30）；外殼體（10）內部設殼體內腔；外殼體（10）上設泄流口（11）；定閥座（20）固定在殼體內腔中；定閥座（20）內部設有閥座內腔；所述定閥座（20）設有節流口（21）、旁通口（22）和流道（23）；動閥（30）滑動連接在殼體內腔和閥座內腔中。本發明結合水力正脈沖裝置和水力負脈沖裝置的優勢，水力脈沖振幅更大，壓力波沿管柱內傳播得更遠，鉆柱振動的長度更長，管柱和井壁之間摩擦力更小。

技術領域

本發明涉及脈沖生成領域，具體涉及一種低壓耗高幅值水力脈沖裝置及方法。

背景技術

隨著石油、天然氣、地熱、地礦等資源的開采難度越來越大，定向井、長水平井、大位移井越來越多，管柱和井壁之間的摩擦阻力較大，使得鉆井過程中鉆頭脫壓嚴重，鉆進效率低。

為了解決管柱和井壁摩擦阻力大的問題，通常的會在鉆柱中加裝水力脈沖裝置，通過水力脈沖產生的軸向振動，將管柱和井壁的靜摩擦轉化為動摩擦，減小管柱和井壁之間的摩擦阻力。目前商業化的兩類水力脈沖裝置，一種類型是NOV的水力振蕩器，通過定轉子驅動形式進行改變過流面積進而產生脈沖壓力，過流面積變小時，閥上游壓力變大，過流面積變大時，閥上游壓力回復常壓，這類水力脈沖裝置能夠使鉆井循環壓耗增加4～5MPa，但在機泵管匯條件差的井隊，由于難以提供高泵壓，將無法使用傳統水力脈沖裝置；另一種類型是CT energy的負脈沖水力振蕩器，通過泄流通道的周期性開啟，對管柱內流體進行泄壓，從而產生周期性水力脈沖，這類水力脈沖裝置的最大優點是不會額外增加鉆井的循環壓耗，但是這類水力脈沖裝置產生的水力脈沖幅值受下部工具串壓耗的影響，如水力脈沖裝置下部工具串壓耗較小，則產生的水力脈沖幅值也會很小。然而目前的兩類水力脈沖裝置，產生的水力脈沖幅值都較小。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低壓耗高幅值水力脈沖裝置，以解決現有技術中水力脈沖裝置水力脈沖幅值較小的技術問題。本發明提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果詳見下文闡述。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

一種低壓耗高幅值水力脈沖裝置，包括外殼體、定閥座和動閥；所述外殼體內部設有殼體內腔；所述外殼體上設有泄流口；所述定閥座固定在殼體內腔中；所述定閥座內部設有閥座內腔；所述定閥座下部設有節流口和流道；所述定閥座上還設有旁通口；所述動閥滑動連接在殼體內腔和閥座內腔中；所述動閥上設有動閥泄流口和動閥旁通口；所述動閥的中心設有中心流道。

所述外殼體、定閥座和動閥三者的軸線重合。

所述動閥沿軸線方向做軸向往復運動；所述動閥繞軸線做周向往復運動。

所述外殼體上設有至少一個泄流口；泄流口可以是圓孔或其它形狀的通道。

所述定閥座設有至少一個旁通口；旁通口可以是圓孔或者其它形狀的通道。

所述動閥設有至少一個動閥泄流口；動閥泄流口可以是圓孔其它形狀的通道。

所述動閥設有至少一個動閥旁通口；動閥旁通口可以是圓孔或者其它形狀的通道。

所述動閥泄流口和泄流口形成泄流通道；所述動閥旁通口和旁通口形成旁通通道。

本發明至少可以產生如下技術效果：

本發明結合水力正脈沖裝置和水力負脈沖裝置的優勢，產生更大的水力脈沖振幅，使壓力波沿管柱內傳播得更遠，鉆柱振動的長度更長，管柱和井壁之間的摩擦力更小。

附圖說明

圖1是本發明實施例第一位置的結構示意圖；

圖2是本發明實施例第二位置的結構示意圖；