[发明专利]水力振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及辅助工具领域，具体涉及水力振荡器。

技术背景

在钻井过程中，摩阻是影响钻速的重要因素。常规钻井时钻具组合与井壁处于静摩擦状况，摩阻较大，容易造成卡阻或卡钻，严重影响钻进过程，对水平井影响更为严重。随着勘探开发的不断深入，大位移水平井、复杂井逐渐增多，关于如何降低摩阻、减少常规钻井卡钻事故，增加动钻压、提高常规钻井的效率，我国学者进行了大量探究。

钻井工程面临的问题始终是如何确保“优、快、省”，如何提高钻井效率，对大位移井、深井等特殊井来说更是如此。国内外围绕“快”开展了大量研究，主要研发了以下几种工具：冲击器、垂钻工具、旋转导向工具、水力加压器、减阻工具及震击器。但是，这些工具的功能都比较单一，无法更大程度地满足“优、快”钻井的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种有利于岩石发生体积破碎，从而提高破岩效率，避免管串螺旋弯曲的发生，改善钻压传递效果并提高机械钻速，还能够施加小钻压钻进，减小横向振动和扭转振动的水力振荡器。

本发明水力振荡器，包括套接在转子外部的定子，转子顶端连接有一动阀，定子一端连接有一定阀，另一端连接有顶部短节，所述顶部短节通过振荡短节套筒与花键心轴相连，花间心轴与振荡短节套筒之间还设有碟簧。

优选地，定子与转子的头数之比为2:1。

优选地，动阀上设有一偏心孔，定阀上设置有一中心孔。

优选地，动阀与定阀表面均镀有碳化钨。

本发明有利于岩石发生体积破碎，从而提高破岩效率，避免管串螺旋弯曲的发生，改善钻压传递效果并提高机械钻速，还能够施加小钻压钻进，减小横向振动和扭转振动。

附图说明

图1为水力振荡器结构示意图。

附图标记：1-花键心轴，2-碟簧，3-振荡短节套筒，4-顶部短节，5-定子，6-转子，7-动阀，8-定阀。

具体实施方式

本发明水力振荡器，包括套接在转子6外部的定子5，转子6顶端连接有一动阀7，定子5一端连接有一定阀8，另一端连接有顶部短节4，所述顶部短节4通过振荡短节套筒3与花键心轴1相连，花间心轴1与振荡短节套筒3之间还设有碟簧2。定子5与转子6的头数之比为2:1。动阀7上设有一偏心孔，定阀8上设置有一中心孔，动阀7与定阀8表面均镀有碳化钨。

定子5和转子6将钻井液动能通过转子6转换为旋转的机械能，使动阀7旋转，并使其工作时产生的流量呈周期性变化，使压力产生水击现象，水击作用于阀座上产生的温和振荡力通过钻具传递给钻头，形成周期性连续柔和变化的钻压。交变压力作用振荡短节活塞，压缩弹簧，放大冲击力。钻具的应变速率低于                                                ，使钻具承受的载荷作用效果与静载荷相同，从而延长钻头等钻具的工作寿命。依靠振动，钻具组合，消除钻具与井壁之间的静摩阻，使井底钻具组合与井壁处于动摩擦状态，摩擦因数大大减小，避免管串螺旋弯曲的发生，降低摩阻和扭矩，延伸钻达范围，改善钻压传递效果并提高转速，能够施加小钻压钻进，减小横向振动和扭转振动。

水力振荡器阀座所承载的压力通过底部钻具组合传递给钻头，形成周期性连续柔和变化的钻压，有利于岩石发生体积破碎，从而提高破岩效率，且本发明不仅依靠振动组合钻具，消除钻具与井壁之间的静摩阻，使井底钻具组合与井壁处于动摩擦状态，摩擦因数大大减小，避免管串螺旋弯曲的发生，而且水力振荡器可降低摩阻和扭矩，延伸钻达范围，改善钻压传递效果并提高机械钻速，还能够施加小钻压钻进，减小横向振动和扭转振动。