[发明专利]一种低压耗高幅值水力脉冲装置及方法

说明书

本发明提供了一种低压耗高幅值水力脉冲装置及方法，解决了现有技术中水力脉冲装置水力脉冲幅值较小的技术问题。它包括外壳体（10）、定阀座（20）和动阀（30）；外壳体（10）内部设壳体内腔；外壳体（10）上设泄流口（11）；定阀座（20）固定在壳体内腔中；定阀座（20）内部设有阀座内腔；所述定阀座（20）设有节流口（21）、旁通口（22）和流道（23）；动阀（30）滑动连接在壳体内腔和阀座内腔中。本发明结合水力正脉冲装置和水力负脉冲装置的优势，水力脉冲振幅更大，压力波沿管柱内传播得更远，钻柱振动的长度更长，管柱和井壁之间摩擦力更小。

技术领域

本发明涉及脉冲生成领域，具体涉及一种低压耗高幅值水力脉冲装置及方法。

背景技术

随着石油、天然气、地热、地矿等资源的开采难度越来越大，定向井、长水平井、大位移井越来越多，管柱和井壁之间的摩擦阻力较大，使得钻井过程中钻头脱压严重，钻进效率低。

为了解决管柱和井壁摩擦阻力大的问题，通常的会在钻柱中加装水力脉冲装置，通过水力脉冲产生的轴向振动，将管柱和井壁的静摩擦转化为动摩擦，减小管柱和井壁之间的摩擦阻力。目前商业化的两类水力脉冲装置，一种类型是NOV的水力振荡器，通过定转子驱动形式进行改变过流面积进而产生脉冲压力，过流面积变小时，阀上游压力变大，过流面积变大时，阀上游压力回复常压，这类水力脉冲装置能够使钻井循环压耗增加4～5MPa，但在机泵管汇条件差的井队，由于难以提供高泵压，将无法使用传统水力脉冲装置；另一种类型是CT energy的负脉冲水力振荡器，通过泄流通道的周期性开启，对管柱内流体进行泄压，从而产生周期性水力脉冲，这类水力脉冲装置的最大优点是不会额外增加钻井的循环压耗，但是这类水力脉冲装置产生的水力脉冲幅值受下部工具串压耗的影响，如水力脉冲装置下部工具串压耗较小，则产生的水力脉冲幅值也会很小。然而目前的两类水力脉冲装置，产生的水力脉冲幅值都较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压耗高幅值水力脉冲装置，以解决现有技术中水力脉冲装置水力脉冲幅值较小的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种低压耗高幅值水力脉冲装置，包括外壳体、定阀座和动阀；所述外壳体内部设有壳体内腔；所述外壳体上设有泄流口；所述定阀座固定在壳体内腔中；所述定阀座内部设有阀座内腔；所述定阀座下部设有节流口和流道；所述定阀座上还设有旁通口；所述动阀滑动连接在壳体内腔和阀座内腔中；所述动阀上设有动阀泄流口和动阀旁通口；所述动阀的中心设有中心流道。

所述外壳体、定阀座和动阀三者的轴线重合。

所述动阀沿轴线方向做轴向往复运动；所述动阀绕轴线做周向往复运动。

所述外壳体上设有至少一个泄流口；泄流口可以是圆孔或其它形状的通道。

所述定阀座设有至少一个旁通口；旁通口可以是圆孔或者其它形状的通道。

所述动阀设有至少一个动阀泄流口；动阀泄流口可以是圆孔其它形状的通道。

所述动阀设有至少一个动阀旁通口；动阀旁通口可以是圆孔或者其它形状的通道。

所述动阀泄流口和泄流口形成泄流通道；所述动阀旁通口和旁通口形成旁通通道。

本发明至少可以产生如下技术效果：

本发明结合水力正脉冲装置和水力负脉冲装置的优势，产生更大的水力脉冲振幅，使压力波沿管柱内传播得更远，钻柱振动的长度更长，管柱和井壁之间的摩擦力更小。

附图说明

图1是本发明实施例第一位置的结构示意图；

图2是本发明实施例第二位置的结构示意图；