[实用新型]一种三维水力振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维水力振荡器，属石油、天然气开采钻井工具技术领域。

背景技术

在钻井过程中，摩阻是影响钻速的重要因素。常规钻井时，钻具组合与井壁之间处于静摩擦状态。无论是直井、定向井还是水平井，钻进过程中钻柱与井壁之间的摩阻都是影响钻速的重要因素，由钻具组合与井壁摩擦所造成的额外扭矩与摩阻导致机械钻速低，工具面控制困难，单趟钻进尺很少，异常严重的钻柱和钻头磨损等，当累积摩擦力超过所施加钻压时，就会出现托压现象，迫使管柱发生正旋弯曲或螺旋屈曲。特别在水平井钻井过程中，钻具在井眼曲率较大的井段，或在过长水平段会产生较大摩阻、托压现象，无法有效施加钻压。摩阻大、托压问题不仅严重影响水平井的机械钻速，同时也容易引起粘卡等井下复杂事故的发生。为解决上述水平井钻进摩阻大的问题，相关领域学者进行了大量研究，添加润滑剂、管柱上安装滚子、使用稳定器和液力加压器等。实践表明，利用水力国内外专家研制了产生轴向振动的水力振荡器用于降低摩阻，具有较好效果。但水力振荡器仅仅产生轴向振动，降磨减阻效果有限。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种钻井过程中可实现径向以及轴向振动，将钻进过程中的静摩擦变为动摩擦，可有效降低摩阻，提高机械钻进的三维水力振荡器。

本实用新型的技术方案是：

一种三维水力振荡器，包括振荡短节和动力短节，振荡短节和动力短节相互之间螺纹连接，其特征在于：所述的振荡短节由花键轴、连接套、振荡短节外套和蝶形弹簧构成，花键轴上套装有连接套，连接套一侧的花键轴上装有振荡短节外套，振荡短节外套与连接套之间螺纹连接；振荡短节外套内的花键轴上安装有蝶形弹簧；

所述的动力短节由主轴、主轴壳体、涡轮转子和涡轮定子构成；主轴上设置有主轴壳体，主轴壳体的一端通过螺栓安装有上端盖，主轴壳体的另一端螺纹安装有下端盖，上端盖和下端盖内侧的主主轴上分别通过密封底座和密封圈安装有密封挡圈；上端盖与密封底座之间的主轴上通过压紧套装有压紧环，主轴壳体的外表面对称设置有外凸台，主轴壳体内表面的中间部位设置有内凸台，内凸台一侧的主轴上通过调整套A安装有限流环，限流环一侧的主轴上通过调整套B安装有止推轴承A；内凸台另一侧的主轴上设置有调整套C，调整套C一侧的主轴上通过挡圈装有止推轴承B，调整套C另一侧的主轴上对称安装有扶正轴承，扶正轴承之间的主轴上通过调整套D安装有涡轮转子和涡轮定子。

所述的花键轴的端头圆周上设置有外螺纹，振荡短节外套一端的内壁上设置有内螺纹。

所述的连接套与花键轴之间设置有密封圈。

所述的主轴一端的端头上设置有外螺纹。

本实用新型的有益效果是：

该三维水力振荡器，结构简单紧凑，在钻进过程中可实现径向振动以及轴向振动，以及实现三维层次的降磨减阻，可有效提高机械钻速。并且该三维水力振荡器没有传统振荡器的定阀与动阀阀片，通过流道口与外壳内凸台的相对运动产生动阀与定阀效果，进而产生压力脉冲实现轴向振动，还可以降低磨损效，可有效提高机械钻速，达到较好的减阻效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的动力短节的结构示意图；

图3为本实用新型的振荡短节的结构示意图；

图4为图1A—A向的结构示意图。

图中：1、花键轴，2、连接套，3、振荡短节外套，4、蝶形弹簧，5、主轴，6、主轴壳体，7、止推轴承A，8、涡轮转子，9、涡轮定子，10、上端盖，11、下端盖，12、密封底座，13、密封挡圈，14、压紧套，15、压紧环，16、外凸台，17、内凸台，18、调整套A，19、限流环，20、调整套B，21、调整套C，22、挡圈，23、止推轴承B，24、扶正轴承，25、调整套D。

具体实施方式

该三维水力振荡器包括振荡短节和动力短节。振荡短节由花键轴1、连接套2、振荡短节外套3和蝶形弹簧4构成，花键轴1上套装有连接套2，连接套2一侧的花键轴1上装有振荡短节外套3，振荡短节外套3与连接套2之间螺纹连接；振荡短节外套3内的花键轴1上安装有蝶形弹簧4；连接套2与花键轴1之间设置有密封圈。花键轴1与连接套2为滑动连接，花键轴1用于传递扭矩。