[发明专利]一种水力驱动径向振动固井短节及使用方法

权利要求书

1.一种水力驱动径向振动固井短节，至少包括本体（1），其特征在于：所述本体（1）是两端开口的管状柱体且两端设有与配套套管串相连接的螺纹，本体（1）位于一端开口的内部固定有过滤装置，本体（1）远离过滤装置一端的内壁上固定有限位机构，本体（1）内部位于过滤装置和限位机构之间设置有多个依次首尾相连的振动单元，振动单元的直径和本体（1）的直径相匹配；所述过滤装置、振动单元的轴线和本体（1）的轴线重合且过滤装置和振动单元的内径形成过流通道。

2.根据权利要求1所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述过滤装置螺纹连接在本体（1）内部一端开口处，过滤装置是过滤篮（2），过滤篮（2）侧壁上沿其径向开设有若干个过滤孔（7）。

3.根据权利要求2所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述过滤篮（2）是两端开口的圆柱结构，其中过滤篮（2）靠近振动单元的一端设置有凸沿，凸沿外壁上设置有与本体（1）端部内螺纹固定连接的外螺纹；所述凸沿沿其长度方向也开设有若干个过滤孔（7），凸沿上的若干个过滤孔（7）沿其周向布置。

4.根据权利要求1或3所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述振动单元包括支撑套（4）和位于支撑套（4）内部的导流筒（3）、偏振水车球轮（5）和轴承（6），所述支撑套（4）、导流筒（3）均是两端开口的圆筒状结构，导流筒（3）固定在支撑套（4）靠近过滤装置的一侧，支撑套（4）远离过滤装置一侧的侧壁上沿径向开设有一组用于安装轴承（6）的通孔（9），轴承（6）通过通孔（9）垂直固定在支撑套（4）内部，偏振水车球轮（5）固定在轴承（6）的旋转轴上。

5.根据权利要求4所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述导流筒（3）内部为非均匀变化的圆锥形通孔（8），其中圆锥形通孔（8）的小孔端正对偏振水车球轮（5）。

6.根据权利要求5所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述圆锥形通孔（8）的大孔端外壁沿径向延伸有定位沿，定位沿上沿其高度方向设置有多个定位棱（10），所述支撑套（4）固定导流筒（3）的一端外沿上设置有多个与导流筒定位棱（10）匹配的定位槽（11），导流筒（3）通过多组相匹配的定位棱（10）和定位槽（11）固定在支撑套（4）上。

7.根据权利要求6所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述定位棱（10）、定位槽（11）采用点焊或金属胶固定在一起。

8.根据权利要求4所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述偏振水车球轮（5）包括若干个叶片（12），叶片（12）沿周向均匀固定在轴承（6）的旋转轴上。

9.根据权利要求8所述的一种水力驱动径向振动固井短节，其特征在于：所述叶片（12）至少是两种弯曲板，弯曲板的投影面为半圆形结构且重量不均匀布置。

10.一种水力驱动径向振动固井短节的使用方法，其特征在于：使用时安放在套管串下端，首先通过过滤篮，将流体中的杂质过滤干净，然后经过导流筒，导流筒上的导流孔引导流体冲击在偏振水车球轮的叶片上，使叶片沿着轴承旋转，由于偏振水车球轮上均匀分布着非均匀重量的叶片，在旋转时将产生作用在套管柱轴向方向上的周期性载荷，从而产生周期性的径向振动；套管柱在这个周期性载荷作用下，产生上下振动，振动波从井底向上传递，进而在整个环形空间形成振动波场，在振动波的作用下，套管柱和钻井液产生振动，振动波冲刷套管柱和井壁上的泥饼、降低钻井液的粘度，改善钻井液的流动性能。