[发明专利]增大射流水力振荡器输出功率的方法

说明书

本发明提供一种增大射流水力振荡器输出功率的方法，将涡腔体与活塞体连接，活塞体与活塞套筒滑动连接，在活塞体与活塞套筒之间设置碟簧；在从涡腔体到活塞套筒的压力介质流道中，设置沿轴向相对运动机构，所述的轴向相对运动机构利用由涡腔体激振产生的轴向相对运动，改变压力介质的通流截面；由上述步骤使激振产生的输出功率增大。通过采用涡腔体配合沿轴向相对运动机构的方案，能够使涡腔体的振动幅度增大，且振动频率降低，进而增大射流水力振荡器输出功率，获得符合井下施工需要的振动形态，即适当的振幅和振动频率。

技术领域

本发明涉及石油钻采设备领域，特别是一种增大射流水力振荡器输出功率的方法。

背景技术

目前油田的钻井已从直井发展为定向井和水平井，钻具通常紧贴下侧井壁，钻具在井壁的摩擦过大，影响钻进效率，使钻压难以传递至钻头。为克服该缺陷，现有技术中出现了水力振荡器的方案，通过水力振荡器将钻具的静摩擦变为动摩擦，以降低摩阻。现有的水力振荡器通常有三种结构，1、螺杆马达结构，通过螺杆驱动动片旋转，使动片与静片之间的孔的通流截面发生周期变化从而产生振动。存在的问题是，该方案的压耗较高，通常达到3~4 Mpa，而且使用寿命通常低于500小时，而且螺杆马达的价格非常高昂，例如类似中国专利文献CN205778542U中的结构。2、射流结构，利用涡腔体产生振动，利用压力介质的周期变化产生高频振动，但是该方案的压耗仅有0.2-0.3 Mpa，频率较高，且频率无法控制。例如中国专利文献CN104963624A中的结构。3、涡轮结构，通过涡轮转子驱动动片旋转，使动片与静片之间的孔的通流截面发生周期变化从而产生振动。该方案存在的问题是，结构较为复杂，转动部件过多，成本高昂，损耗较高，且涡轮转子转速较高，使工具的输出频率较高，不易控制，使用寿命也较短。例如中国专利文献CN104895517A中记载的结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增大射流水力振荡器输出功率的方法，能够克服现有技术中的缺陷，能够增大射流水力振荡器的输出功率，产生符合井下施工需要的振动形态，包括合适的振幅和振动频率，且压耗较低，活动部件少，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种增大射流水力振荡器输出功率的方法，将涡腔体与活塞体连接，活塞体与活塞套筒滑动连接，在活塞体与活塞套筒之间设置碟簧；

在从涡腔体到活塞套筒的压力介质流道中，设置沿轴向相对运动机构，所述的轴向相对运动机构利用由涡腔体激振产生的轴向相对运动，改变压力介质的通流截面；

由上述步骤使激振产生的输出功率增大。

优选的方案中，外套筒内固设有涡腔体，在涡腔体一端设有进流孔，在涡腔体另一端设有出流孔，出流孔位于涡腔的圆心位置；

活塞体的外壁设有外花键段，活塞套筒的内壁设有内花键段，外花键段与内花键段滑动啮合，以相对滑动并传递扭矩；

沿轴向相对运动机构的结构为：在进流孔的进入端或者在出流孔的进入端设有滑槽，动滑块滑动安装在滑槽内，动滑块的行程的一端部分的覆盖进流孔或出流孔，行程的另一端，完全离开进流孔或出流孔，以交替的限制进流孔的通流截面。

优选的方案中，滑槽的两端构成第一撞击面和第二撞击面，用于与动滑块产生撞击，以将涡腔体的激振传递给动滑块。

优选的方案中，活塞体与活塞套筒之间的碟簧，用于使活塞体与活塞套筒之间更为接近；

在滑槽的两侧设有片簧，片簧与动滑块连接；

片簧趋于使动滑块从上游方向远离进流孔或出流孔。

优选的方案中，片簧的一端插在弧形槽内，片簧的另一端插在动滑块内，片簧至少一端为活动连接；

动滑块的底面与滑槽的底面之间设有间隙。