[发明专利]一种可控水力振荡器

说明书

一种可控水力振荡器，涉及石油机械技术领域，该可控水力振荡器包括振荡机构和控制机构，所述振荡机构用于将所述水力振荡器产生的压力波动转换为轴向振动；所述控制机构用于控制所述水力振荡器的轴向振动的启动和停止；本发明的控制机构可用于控制第二容置腔与内部流道处于连通或关闭状态。当钻井中不需要振动时，通过投球方式，将控制机构的调整芯轴调整到第二位置，内部流道与第二容置腔断开，内部压力变化无法进入第二容置腔，不会产生振动；当钻井中需要振动时，通过投球方式，将控制机构的调整芯轴调整到第一位置，内部流道与第二容置腔连通，压力变化可以进入第二容置腔，产生振动。

技术领域

本发明涉及水力振荡器技术领域，具体涉及一种可控水力振荡器。

背景技术

在石油天然气钻井过程中经常遇到托压的情况，需要使用水力振荡器产生轴向振动，解决托压问题，提高机械钻速。由于地层原因或钻井设计要求，在个别地层不需要水力振荡器起作用，防止起到反面效果，需要使水力振荡器处于不工作状态，满足现场要求。常规水力振荡器一直处于工作状态，不能达到预想的效果。

中国发明专利CN201220249059.0公开了一种钻井用水力振荡器，由水力驱动总成、定阀总成、底部总成、振动短节组成，振动短节与水力驱动总成相连，转子与振动阀相连，定阀总成安装在底部总成上，动力壳体与底部总成相连。钻井液驱动转子旋转，转子带动振动阀振动，使振动阀和定阀的流通孔相互交错，调制出简谐性压力波，压力波向上传递给碟形弹簧，带动振动壳体在轴向发生持续的简谐性振动，有效改善钻柱与井壁的摩擦阻力，提高钻进速度。但该技术方案中没有用于打开或者关闭上述振荡功能的水力振荡器控制机构。

在水力振荡系统中，水力振荡器产生的压力波动作用于振荡机构上，在水力振荡器工作时，振荡机构始终处于工作状态，无法调整其是否处于工作状态。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的上述技术问题提供了可控水力振荡器，能够通过投球控制水力振荡器是否产生轴向振动。

为实现上述技术目的，本发明实施方式提供了一种可控水力振荡器，包括振荡机构和控制机构，所述振荡机构用于将所述水力振荡器产生的压力波动转换为轴向振动；所述控制机构用于控制所述水力振荡器的轴向振动的启动和停止；

所述振荡机构包括主轴、碟簧、主轴接头、活塞壳体、活塞和挡圈；其中，所述碟簧位于所述主轴的外侧，所述主轴接头与所述主轴螺纹连接；所述活塞位于所述主轴接头和所述活塞壳体之间的第一环形空间内；所述挡圈与所述主轴接头的下端螺纹连接，所述挡圈用于限制所述活塞轴向方向的运动幅度；

所述控制机构包括调整芯轴、轴承、弹簧和下接头；所述调整芯轴位于所述主轴接头的内侧；所述调整芯轴与所述主轴接头可上下滑动且密封连接；所述调整芯轴的下端与所述轴承的上端相抵，所述轴承的下端与所述弹簧的上端相抵；所述弹簧的下端与所述下接头固定连接；所述下接头与所述活塞壳体通过螺纹连接；所述下接头上固定设有径向延伸的销钉；所述调整芯轴的外轮廓设有大致沿着周向延伸的凹槽；所述销钉与所述凹槽嵌合；

所述凹槽包括多个间隔排列的第一位置和第二位置，所述第一位置和第二位置具有不同的高度；所述第一位置的高度位置低于所述第二位置的高度位置；所述凹槽内还设有第三位置，所述第三位置在轴向上位于第一、第二位置的相对侧，且在周向上位于相邻的两个第一位置和第二位置之间；

两个相邻的所述第三位置之间形成向第一、第二位置侧突起的第一导向角；从周向上看，在所述第一导向角的第一侧形成有与所述第一位置在轴向方向相对的第一斜面；

相邻的第一位置和第二位置之间形成有向第三位置侧突起的第二导向角；从周向上看，第二导向角的所述第一侧形成有与所述第三位置在轴向方向相对的第二斜面；

所述调整芯轴设有轴向延伸并贯穿该调整芯轴的芯轴内孔；所述芯轴内孔的顶部设有缩孔部；所述缩孔部的内孔孔径小于所述芯轴内孔的孔径；在所述调整芯轴的上端还设有连通所述调整芯轴的上端面和所述芯轴内孔的节流孔；