[发明专利]一种水力加钻压装置

说明书

本发明提出了一种水力加钻压装置，包括：与钻杆连接的上接头；外筒，其一端与所述上接头连接，其内设置有支座、弹性件和缸体，所述弹性件设置在所述支座与所述缸体之间，所述支座在不同压力下压缩所述弹性件时，所述支座的下端进入所述缸体的阶梯孔的不同部位从而传递不同的钻压；和与钻头连接并带有传扭机构的下接头组件，其一方面提供与所述外筒的连接并通过所述传扭机构传递扭矩，另一方面将从所述缸体过来的钻压通过内部设置的流道传递到钻头。该装置可提高传递的钻压值，实现单行程的钻压的多级调节，提高钻压传递效率，降低钻头轴向振动，解决水平井中拖压问题。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种水力加钻压装置。

背景技术

水力加压器是一种将钻井液压能转换为活塞动能进而给钻头施加钻压的工具。这种柔性加压方式不仅将钻头的轴向振动吸收，防止振动继续向上部钻柱传播，而且不受钻柱与井壁摩擦阻力的影响，能够稳定的给钻头施加所需钻压，对于提高机械钻速、保护钻头和钻具具有显著的效果，可解决水平井加压困难的问题。

水力加压器按级数可以分为单级水力加压器和多级水力加压器，按行程可以分为单行程水力加压器和多行程水力加压器，通过级数和行程的不同组合又可以分为单级单行程水力加压器、多级单行程水力加压器和多级多行程水力加压器。

申请号为CN91110710.X名称为“井下液压式加压推进器”的专利属于单级单行程水力加压器，这种液压式加压推进器以钻井泥浆作为动力液，通过换向阀实现流道的转换，从而使高压腔与低压腔互相转换，使推进器在行程开始时前伸向钻头施加钻压，在行程结束时后缩，与支撑机构共同作用拉动钻杆前行。其优点是：支撑机构可以在行程结束时锁定在井壁上，拉动钻杆前行使推进器复位并开始下一循环。其存在的缺点：流道设计较复杂，需在缸体上开槽并埋管线，加工较困难。

申请号为CN95109242.1名称为“液力井斜控制/减振/推进器”的专利，它由内筒和外筒组成。外筒左端通过丝扣与钻铤或其它钻具连接；内筒的右端通过丝扣与钻头或其它钻具短节连接。在外筒上设计有稳定器。外筒内侧有导槽，内筒左端外侧有键。内筒通过置在外筒导槽中的键可以作轴向滑动，同时传递扭矩。在外筒右端的内侧与内筒之间设置有高压密封圈。属于单级单行程水力加压器，通过调节钻压与泵压的关系从而控制活塞杆的伸出长度以实现不同功能之间的转换。当活塞杆处于完全压缩状态时，下部钻具组合受到的压力增大，因此具有增斜功能；当活塞杆处于完全伸出状态时，下部钻具组合受到的压力减小，因此具有降斜功能；当活塞杆处于中间状态时，此推进器具有液力推进和减振的功能。优点：具有增斜控制作用。缺点：增加钻压有限，调节范围小。

申请号为CN96227336.8名称为“水平井推进器”的专利，属于三级单行程水力加压器。各级缸筒与各级活塞组成缸筒活塞机构，同时向钻头施加钻压，增大了水力加压器所能提供的最大钻压，钻压即为各级活塞杆推力之和。同时这种水力加压器设计有行程结束指示机构，通过滑阀与活塞杆的相对运动控制活塞杆内腔与井眼环空是否连通，从而利用泵压的变化指示行程是否结束。当行程开始时，在弹簧的作用下，滑阀与活塞杆没有相对运动，活塞杆内腔与井眼环空不连通，泵压无变化，当行程结束时，滑阀受到阻挡，相对活塞杆向上运动，活塞杆内腔与井眼环空连通，泵压急剧下降。通过行程结束指示机构的指示可以使活塞杆始终处于行程段，避免因活塞杆完全伸出导致推进器加压效果不明显，从而保证推进器始终处于工作状态。优点：三级单行程增大了可施加的钻压。缺点：滑阀与活塞杆之间的密封要求很高，影响寿命。

申请号为CN96220173.1名称为“钻井用液力推进器”的专利，这种液力推进器属于双级单行程水力加压器。可直接接于钻头上，根据钻压需求可以串联两级液缸给牙轮钻头施加较大钻压，也可以只用一级液缸给PDC钻头施加较小钻压，同时推进器还设计有钻压调节环，可以对钻压进行微调，以适应不同地层对钻压的不同需求。优点:钻压可通过调节环进行微调；缺点：钻头位置地面判断不准确，难以确定准确的井深。