[发明专利]一种金属水力振荡器

说明书

本发明提供了一种金属水力振荡器，包括振荡短节(1)和涡轮动力短节(2)，振荡短节(1)和涡轮动力短节(2)通过第一连接装置(4)相互连接，所述涡轮动力短节(2)内设置可随水流相对涡轮动力短节(2)周向转动的动阀(218)和相对涡轮动力短节(2)静止的静阀(33)；动阀(218)和静阀(33)互相贴合设置，并分别设置动阀通孔(223)和静阀通孔(38)，以使得动阀(218)相对静阀(33)周向转动时，动阀通孔(223)和静阀通孔(38)的重叠面积产生变化以使流入振荡短节(1)的水流产生脉冲压力，并带动振荡短节(1)的活塞(19)轴向振荡。

技术领域

本发明涉及石油天然气技术领域，具体的说，是涉及一种金属水力振荡器。

背景技术

在定向钻井和水平钻井过程中，金属水力振荡器能够解决钻井拖压问题。值得说明的是，由于金属水力振荡器的涡轮动力短节(2)是同心旋转运动减轻了由于压力脉动产生的横向振荡，有利保护了松软地层的垮塌，减少了卡钻的发生。为了保证定向钻井和水平钻井施工效率，加装金属水力振荡器的井底钻具组合有效解决了钻井拖压问题，对于提高钻井效率起到了良好作用。另外，能够有效解决钻头粘滑、弹跳以及回转致使切削刃碎裂和切削效率下降问题，能够在一定程度上保护钻头，提高施工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属水力振荡器，本发明的振荡器尤其适合在定向井、大位移井、水平井中使用。它可与MWD、井下动力钻具以及任何钻头同时使用。

为达上述目的，本发明提供了一种金属水力振荡器，包括振荡短节1和涡轮动力短节2，振荡短节1和涡轮动力短节2通过第一连接装置4相互连接，所述涡轮动力短节2内设置可随水流相对涡轮动力短节2周向转动的动阀218和相对涡轮动力短节2静止的静阀33；动阀218和静阀33互相贴合设置，并分别设置动阀通孔223和静阀通孔38，以使得动阀218相对静阀33周向转动时，动阀通孔223和静阀通孔38的重叠面积产生变化以使流入振荡短节1的水流产生脉冲压力，并带动振荡短节1的活塞19轴向振荡。

根据本发明一些具体实施方案，其中，涡轮动力短节2包括筒状结构的动力短节壳体210，涡轮动力短节内部形成上下连通的动力短节空腔211；动力短节空腔内设置涡轮组212和涡轮轴213，涡轮组212通过其外壁固定设置在涡轮动力短节2的内壁上，涡轮轴213能够相对涡轮组212周向转动，所述动阀218固定设置在涡轮轴213的底部。

本发明是通过涡轮轴的转动来带动动阀的转动。

根据本发明一些具体实施方案，其中，涡轮轴213内部设置涡轮轴空腔219，并且涡轮轴213的底部设置开口224；涡轮轴的侧壁设置涡轮轴通孔220，涡轮轴空腔通过涡轮轴通孔与动力短节空腔211相连通，以使得水流能够进入涡轮动力短节2后，经由动力短节空腔、涡轮轴通孔进入涡轮轴空腔，并经过开口由动阀通孔223流出。

根据本发明一些具体实施方案，其中，涡轮轴213上部为实心结构，涡轮轴空腔219设置在涡轮轴下部，涡轮轴通孔220设置在涡轮轴空腔的顶部位置。

也就是说，涡轮轴的通孔与涡轮轴空腔的顶部空间相连通。

本发明所述的“顶部”是指部件靠近顶部的部位(部件顶部侧壁的部位)；而“顶端”是指部件朝上的端面的位置(包括端面和端面附近的侧壁)；“上部”是指中间往上的部位；可以理解的是，上部、顶部和顶端分别涵盖的位置的范围是由大到小排列的。

根据本发明一些具体实施方案，其中，涡轮组212包括涡轮组定子2121和涡轮组转子2122；涡轮组定子的外壁固定设置在涡轮动力短节2的内壁上，涡轮轴213的外壁与涡轮组转子的内壁固定连接。

本发明是通过水流来推动涡轮转子转动，涡轮转子再带动涡轮轴转动。