[发明专利]一种钻井用振动减阻工具

说明书

本发明涉及一种钻井用振动减阻工具，包括上接头、外壳体和下接头依次连接后组成的中空外部结构，以及设置在外部结构内的液力旋转驱动机构。所述的液力旋转驱动机构主要旋转轴、动阀和静阀；旋转轴旋转轴中部管壁上均布有若干喷射孔，旋转轴上端与外部结构构成密封旋转配合；动阀上部与旋转轴下端固定连接，下部管壁设有若干个通孔A；静阀管壁上设有若干个通孔B，静阀下部的底座上设有若干孔道，静阀的底座与外部结构密封固定，动阀的通孔A与静阀的通孔B构成间隔旋转开关配合。本发明的有益效果为：该工具采用旋转轴代替螺杆马达，大大降低了成本；动阀不受轴向冲击力，不会被振碎，可靠性较高。

技术领域

本发明涉及钻井工具领域中的一种振动工具，尤其是钻井用的振动减阻工具。

背景技术

随着钻井技术的不断提高，大位移井、长水平段水平井越来越多，其井眼轨迹日益复杂，摩阻越来越大。钻井过程中，常出现托压现象，尤其是滑动钻进时，无法给钻头施加真实有效的钻压，工具面难摆，定向效率低。目前，国内外解决该问题主要方法是使用水力振荡器。该工具通过水力作用产生沿钻柱轴向或径向的振动，利用振动将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，减小钻进过程中的摩阻，改善钻压传递效果，进而提高机械钻速。现场应用效果比较好的水力振荡器的基本原理是：螺杆马达驱动盘阀转动，导致工具内部过流面积周期性变化，进而产生周期性轴向振动。但该水力振荡器也存在一些问题：采用螺杆马达，成本高；盘阀受到轴向冲击，长时间工作容易振碎。

发明内容

为了解决现用水力振荡器成本高、盘阀容易振碎的问题，本发明提供一种钻井用振动减阻工具。

本发明的技术方案是：

一种钻井用振动减阻工具，包括上接头、外壳体和下接头依次连接后组成的中空外部结构，以及设置在外部结构内的液力旋转驱动机构，其中：所述的液力旋转驱动机构包括旋转轴、动阀和静阀。

所述旋转轴为筒状结构，其上部和中部与上接头内孔贯通，在旋转轴中部管壁上沿圆周方向和轴线方向均布有若干喷射孔，喷射孔的轴线与旋转轴内孔圆相切，且喷射孔与旋转轴的中空内孔联通，旋转轴上端外部与中空外部结构构成密封旋转配合，旋转轴中部与中空外部结构构成环形孔腔；

所述动阀为筒状结构，其上部筒底与旋转轴下端固定连接，下部管壁设有若干个沿其周向均布的通孔A；

所述静阀为筒状或管状结构，静阀向上凸起的管壁上设有若干个沿其周向均布的通孔B，静阀下部的底座上设有若干贯穿底座上、下两端面的孔道，静阀的底座与中空外部结构密封固定，静阀向上凸起的部分与动阀下部管壁构成密封旋转配合，且动阀的通孔A与静阀的通孔B构成间隔旋转开关配合；

动阀的通孔A和静阀的通孔B分别与旋转轴中部的环形孔腔和下接头内孔贯通。

上述方案进一步包括：

所述旋转轴上端外部设有轴承座，轴承座上设有轴承A，旋转轴上部通过轴承A和轴承座与中空外部结构构成密封旋转配合。

所述轴承座与外壳体密封连接固定，轴承A设在轴承座内台阶槽上，在轴承座上方设有中空结构的压紧螺帽，压紧螺帽与上接头内孔密封连接，并对旋转轴进行轴向限位配合。

在外壳体内壁套装中空结构的支撑筒，支撑筒内壁设置有扶正套，扶正套外壁轴向设有若干导流槽，扶正套内壁设有轴承B，扶正套与支撑筒连接后对旋转轴构成旋转扶正配合。

所述旋转轴下端部设有外凸沿，该外凸沿与扶正套配合对旋转轴进行轴向限位。

所述支撑筒下端坐落在静阀的底座上，并对静阀进行轴向限位。

所述旋转轴中部管壁上沿轴线方向设置-级，每级沿圆周方向设置-个喷射孔。

所述动阀的通孔A与静阀的通孔B截面相同，且均为-个。

所述静阀底座上设有-个孔道，且所有孔道截面之和小于所有动阀的通孔A截面之和。