[发明专利]振荡器

说明书

本发明涉及一种振荡器，所述振荡器连接在上部钻具和下部钻具之间，所述振荡器包括：与所述上部钻具固定连接的上部主体；以及与所述下部钻具固定相连的下部主体；其中，所述上部主体和所述下部主体之间能产生相对的纵向移动和相对的周向转动。这种振荡器在用于水平井、大位移井的钻井作业中时能够有效地降低作业成本。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，特别是涉及一种振荡器。

背景技术

随着油气资源开发逐步向深部地层推进，水平井、大位移井井眼长度不断增长。在水平段或倾斜段中，在重力作用下，钻井用的钻柱通常回与井壁长距离接触。

在现有技术中，通常采用施加纵向压力的方式来进行钻井。相应地，钻具、钻头等均沿着纵向方向来进行振动。然而，这导致钻柱与井壁之间存在非常大的摩擦阻力，并因此会导致钻进困难。钻进困难例如具体表现在钻进所需耗能大，钻进速度低等。这无疑会大幅延长钻井周期，显著增加作业成本。

因此，需要一种能够降低作业成本的振荡器。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种振荡器，这种振荡器在用于水平井、大位移井的钻井作业中时能够有效地降低作业成本。

根据本发明提出了一种振荡器，所述振荡器连接在上部钻具和下部钻具之间，所述振荡器包括：与所述上部钻具固定连接的上部主体；以及与所述下部钻具固定相连的下部主体；其中，所述上部主体和所述下部主体之间能产生相对的纵向移动和相对的周向转动。

上部主体和下部主体之间的相对的纵向移动和相对的周向转动使得上部主体和/或下部主体以及与它们相连的上部钻具和下部钻具能相对于外层的井壁产生相对的纵向移动和相对的轴向转动。通过这种运动方式，使得钻具与井壁之间的相对运动较为剧烈，并由此能够大幅地降低钻具与井壁之间的摩擦力。因此，能够通过相对较小的驱动力来进行较为高速的钻进作业。这非常有利于缩短钻井周期，降低作业成本。

在一个实施例中，所述上部主体至少部分地套设在所述下部主体内，其中，在所述上部主体的外侧壁上构造有第一螺旋引导件，所述第一螺旋引导件具有纵向方向和周向方向的延伸分量，并且在所述下部主体的内侧壁上构造有与所述第一螺旋引导件相匹配的第二螺旋引导件，在所述上部主体和所述下部主体之间发生相对的纵向移动时，在所述第一螺旋引导件和所述第二螺旋引导件的配合下，所述上部主体和所述下部主体之间还发生相对的周向转动。

在一个实施例中，在所述上部主体的下端处连接有至少一个活塞体，所述至少一个活塞体与所述下部主体的内侧壁密封式滑动配合，在所述至少一个活塞体的下方的所述下部主体内设置有流体振荡机构，所述流体振荡机构构造为能使通过其中的流体的压力发生周期性的变化，所述流体的压力的周期性变化能够传递至所述至少一个活塞体的下方以推动所述至少一个活塞体。

在一个实施例中，所述至少一个活塞体包括第一活塞体和间隔开设置在所述第一活塞体下方的第二活塞体，所述第一活塞体与所述上部主体的下端直接连接，在所述第一活塞体和所述第二活塞体之间设置有沿纵向方向延伸的连接杆，所述下部主体在所述第一活塞体和所述第二活塞体之间与所述第一活塞体和所述第二活塞体间隔开地构造有径向向内延伸的凸起部，所述凸起部与所述连接杆密封式滑动配合，在所述第一活塞体的下方，所述下部主体的内侧壁、所述凸起部与所述连接杆包围形成第一压力腔，所述连接杆构造为中空的，在所述连接杆的侧壁上构造有与所述第一压力腔相连通的连通孔，所述连接杆构造为能够将所述流体振荡机构的流体的压力传递至所述第一压力腔内，在所述第一活塞体的上方形成第一平衡腔，在所述下部主体的侧壁上构造有将所述第一平衡腔与外部环境相连通的第一连通孔，在所述第二活塞体的下方形成第二压力腔，所述流体振荡机构的流体的压力能够传递至所述第二压力腔内，在所述第二活塞体的上方，所述连接杆、所述凸起部和所述下部主体的内侧壁包围形成第二平衡腔，在所述下部主体的侧壁上构造有将所述第二平衡腔与外部环境相连通的第二连通孔。