[實用新型]水力振蕩器負壓脈沖發生裝置

有效

• 申請號: 202220406281.0
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN217380415U
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 曹華慶
• 申請（專利權）人: 中石化華東石油工程有限公司
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24;E21B28/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 任利國

本實用新型公開了一種水力振蕩器負壓脈沖發生裝置，外筒的上下兩端分別旋接有上接頭和下接頭，沿外筒軸線設有轉軸，沿轉軸軸線設有貫通的轉軸中心孔，轉軸的中部與外筒內壁之間安裝有渦輪裝置，轉子的中下部設有轉軸徑向孔與渦輪裝置的下方流道相貫通；轉軸的下端旋接有轉閥芯，轉閥芯中心孔與轉軸中心孔相貫通，轉閥芯高度方向的中段設有閥芯徑向通道，外筒上旋接有沿外筒徑向貫通的噴嘴，噴嘴的內端口與閥芯徑向通道相對應。渦輪裝置包括多組渦輪轉子和渦輪定子，渦輪轉子疊置安裝在轉軸的中部外周，各渦輪定子沿外筒的內壁疊置。該裝置可以產生軸向振動，降低鉆具摩阻，提高定向效率，同時保證鉆井液排量，使大井斜井段的鉆井施工更加安全。

技術領域

本實用新型涉及一種水力振蕩器負壓脈沖發生裝置，主要應用于石油鉆井中大位移井、水平井鉆井施工，亦可用于地質勘探、水文水井、地熱等領域的鉆井井下施工，屬于井下鉆井工具技術領域。

背景技術

在大位移井、水平井鉆井中，由于井斜角大，大井斜井段鉆柱自重的絕大部分壓向井壁，所以管柱和井眼之間摩阻較大，導致拖壓，扭矩增大，傳遞到鉆頭的鉆壓不連續或有限，僅依靠直井段鉆具重量難以送進，工具面難以控制，所鉆達水平段長度有限且機械鉆速較低。在井下管柱中引入壓力脈沖發生工具及配套的軸向振動發生工具，通過周期性地改變流體過流面積產生壓力脈沖，這種壓力脈沖作用于配套的軸向振動發生工具，驅動鉆具產生軸向蠕動，降低滑動鉆進時的管柱與井壁的摩擦系數，減小管柱的摩擦阻力，消除鉆柱托壓現象，改善鉆壓傳遞效果、提高定向鉆進效率。

CN 105089501A公開的一種水力振蕩器、CN 106639944A公開的一種渦輪式井下水力振蕩器、CN 106761413A公開的水力振蕩器、CN 206280029U公開的水力振蕩器，均包含有利用帶有專門止推軸承的短渦輪驅動閥組產生液壓正壓脈沖的脈沖系統。上述涉及的渦輪式水力振蕩器因為產生正壓脈沖，壓耗高，對于機泵條件要求高，在長水平段鉆井后期制約了鉆井排量，工具性能因排量降低而變差，井底攜巖效果變差，影響工具使用后期的降摩阻防托壓效果，鉆井安全性風險也增加。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種水力振蕩器負壓脈沖發生裝置，可以產生軸向振動，降低鉆具摩阻，提高定向效率，同時保證鉆井液排量，使大井斜井段的鉆井施工更加安全。

為解決以上技術問題，本實用新型的一種水力振蕩器負壓脈沖發生裝置，包括外筒，所述外筒的上下兩端分別旋接有上接頭和下接頭，沿外筒的軸線設有轉軸，沿轉軸軸線設有貫通的轉軸中心孔，所述轉軸的中部與所述外筒內壁之間安裝有渦輪裝置，所述轉子的中下部設有轉軸徑向孔與所述渦輪裝置的下方流道相貫通；所述轉軸的下端旋接有轉閥芯，所述轉閥芯的中心孔與所述轉軸中心孔相貫通，所述轉閥芯高度方向的中段設有閥芯徑向通道，所述外筒上旋接有沿外筒徑向貫通的噴嘴，所述噴嘴的內端口與閥芯徑向通道相對應。

作為本實用新型的改進，所述渦輪裝置包括多組相互配套的渦輪轉子和渦輪定子，所述渦輪轉子疊置安裝在所述轉軸的中部外周，所述轉軸的上部通過扶正軸承支撐在外筒內壁，所述扶正軸承的內圈上方壓有轉子壓緊螺母，轉子壓緊螺母旋接在所述轉軸的上端，所述扶正軸承的內圈下端壓在頂層渦輪轉子上；底層渦輪轉子通過內套筒支撐在深溝球軸承的內圈上方，深溝球軸承內圈的下方抵靠在轉軸凸臺上；各渦輪定子沿所述外筒的內壁疊置，所述扶正軸承的外圈壓在頂層渦輪定子的上方，所述扶正軸承的外圈的上方壓有定子壓緊套，定子壓緊套的上端壓在所述上接頭的內緣下方；底層渦輪定子通過外套筒支撐在深溝球軸承的外圈上方，深溝球軸承外圈的下方抵靠在外筒內臺階上。

作為本實用新型的進一步改進，所述扶正軸承為滑動軸承，所述扶正軸承的外圈均勻設有多個沿軸向貫通的軸承過流孔。

作為本實用新型的進一步改進，所述定子壓緊套的內徑與所述上接頭的中心孔直徑相等，所述上接頭的下端外緣抵靠在所述外筒的內臺階上。