[發(fā)明專利]一種自激式水力振蕩沖擊器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210010432.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116411795A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周俊然;于懷彬;郭科佑;李寧;趙佩;董宏政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B4/14
• 分類號(hào): E21B4/14;E21B12/00
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 李紅蕭;宋薇薇

本發(fā)明提供一種自激式水力振蕩沖擊器，包含殼體，該殼體內(nèi)部設(shè)置有軸向延伸的空腔以允許流體穿過(guò)；渦流發(fā)生塊，殼體的內(nèi)壁沿徑向凸起形成渦流發(fā)生塊；中心調(diào)制管，該中心調(diào)制管由殼體支撐并容納于空腔內(nèi)，并且包含調(diào)制管主體和限定于調(diào)制管主體的內(nèi)部且軸向延伸的調(diào)制腔；其中，渦流發(fā)生塊和中心調(diào)制管沿空腔內(nèi)流體的流動(dòng)方向依次布置。該自激式水力振蕩沖擊器通過(guò)水力脈沖射流調(diào)制機(jī)構(gòu)有效降低水力脈沖頻率，同時(shí)提高了井底水力能量利用率和鉆井效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種自激式水力振蕩沖擊器。

背景技術(shù)

隨著油氣勘探的不斷深入，鉆井行業(yè)向更深、更復(fù)雜的地層邁進(jìn)，目前深井和超深井硬地層鉆井普遍存在速度慢、周期長(zhǎng)、成本高等問(wèn)題。在深井和超深井鉆井中，鉆井成本可以占到總成本的70％以上，開(kāi)展高效鉆井破巖技術(shù)研究勢(shì)在必行。常規(guī)機(jī)械提速工具使用機(jī)械部件產(chǎn)生沖擊，這些機(jī)械部件常常由于疲勞損傷和水力沖蝕導(dǎo)致過(guò)早時(shí)效，工具壽命受到一定限制。另外，在深井和超深井中，隨著井深增加，沿程水力損失增加，水力能量大幅降低，水力破巖、攜屑能力大大減小，巖屑不能及時(shí)排除導(dǎo)致重復(fù)破碎，鉆井效率大幅降低。

因此，如何提高井底水力能量利用率、提高鉆井效率成為石油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自激式水力振蕩沖擊器，通過(guò)水力脈沖射流調(diào)制機(jī)構(gòu)有效降低水力脈沖頻率，以適應(yīng)石油鉆井條件下低頻共振特性，并通過(guò)二級(jí)結(jié)構(gòu)加壓，增大水力脈沖沖擊力，同時(shí)提高了井底水力能量利用率和鉆井效率。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種自激式水力振蕩沖擊器，包含：

殼體，殼體內(nèi)部設(shè)置有軸向延伸的空腔以允許流體穿過(guò)；

渦流發(fā)生塊，殼體的內(nèi)壁沿徑向凸起形成渦流發(fā)生塊；以及

中心調(diào)制管，中心調(diào)制管由殼體支撐并容納于空腔內(nèi)，并且包含調(diào)制管主體和限定于調(diào)制管主體的內(nèi)部且軸向延伸的調(diào)制腔；

其中，渦流發(fā)生塊和中心調(diào)制管沿空腔內(nèi)流體的流動(dòng)方向依次布置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含由殼體支撐并容納于空腔內(nèi)的上噴嘴和下噴嘴，其中，

上噴嘴沿流動(dòng)方向布置于渦流發(fā)生塊的上游，并且上噴嘴的內(nèi)部限定有軸向延伸的流體噴入口；

下噴嘴沿流動(dòng)方向布置于中心調(diào)制管的下游，并且下噴嘴的內(nèi)部限定有軸向延伸的流體噴出口。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，殼體包含沿流動(dòng)方向布置的上殼體和下殼體，其中，上殼體和下殼體可拆卸地連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上殼體在內(nèi)部沿流動(dòng)方向依次限定以下結(jié)構(gòu)：

上開(kāi)口；

支撐并容納上噴嘴的上噴嘴容納腔；

上腔室，上腔室的徑向尺寸大于流體噴入口和調(diào)制腔的徑向尺寸，并且渦流發(fā)生塊設(shè)置于上腔室內(nèi)；以及

支撐并容納中心調(diào)制管的中心調(diào)制管容納腔。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下殼體的內(nèi)部沿流動(dòng)方向依次限定以下結(jié)構(gòu)：

下腔室，下腔室的徑向尺寸大于調(diào)制腔的徑向尺寸；

支撐并容納下噴嘴的下噴嘴容納腔，下噴嘴容納腔的徑向尺寸小于下腔室的徑向尺寸；以及

下開(kāi)口。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下殼體的內(nèi)部進(jìn)一步限定有下殼體容納腔，其中，下殼體容納腔沿流動(dòng)方向布置于中心調(diào)制管容納腔的下游，并通過(guò)選擇性地接收下殼體的至少一部分與下殼體可拆卸地連接。