專利名稱：一種鉆柱軸向振蕩工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在定向井、水平井、大位移井鉆進(jìn)中用于提高水平段延伸鉆進(jìn)能力的鉆柱軸向振蕩工 具。
背景技術(shù)：
隨著勘探開發(fā)進(jìn)程的不斷深入，定向井、水平井、大位移井所占的比例越來越大。 長水平段鉆井技術(shù)在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，主要得益于其較好的投入產(chǎn)出比。目前，國外水平井鉆井成本已降至直井的1. 2 2倍，而產(chǎn)量則是直井的4 8倍。水平井技術(shù)作為一項(xiàng)有潛力的新技術(shù)，主要有以下優(yōu)勢恢復(fù)老井產(chǎn)能、開發(fā)復(fù)雜類型油氣藏、有利于勘探開發(fā)評(píng)價(jià)、有利于環(huán)境保護(hù)。大位移井技術(shù)是隨著隨鉆測量鉆井技術(shù)、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、閉環(huán)鉆井技術(shù)的發(fā)展而新興的一種鉆井技術(shù)，已基本成為開發(fā)灘海和海上油氣資源的重要手段。目前，國外已經(jīng)鉆成了水平位移超萬米的大位移井，而國內(nèi)依靠自身力量只能完成水平位移約4000m的大位移井。在水平井與大位移井的鉆井過程中，由于摩擦阻力大，使得鉆井效率低、鉆井周期長、鉆井成本高，這成為制約水平井和大位移井發(fā)展的主要瓶頸。在現(xiàn)場實(shí)踐中，由于管柱的摩阻扭矩太大，可能出現(xiàn)以下情況機(jī)械鉆速明顯變低；鉆具不能上起或發(fā)生斷鉆具事故；達(dá)不到井身軌跡的設(shè)計(jì)要求，目的層中靶率低。連續(xù)管鉆井開始于上世紀(jì)90年代，到目前為止，全世界使用連續(xù)管鉆井7000余口，且每年增加750 850 口，在定向井、水平井和大位移井中的應(yīng)用越來越廣泛。但由于連續(xù)管尺寸小柔度大，傳遞鉆壓能力差，因而造成其鉆水平段進(jìn)尺有限，限制了該技術(shù)的應(yīng)用。減少水平段中鉆柱的前行摩擦阻力，是確保水平井或大位移井延伸鉆進(jìn)長水平段的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服上述難點(diǎn)，提高水平井或大位移井的延伸鉆進(jìn)能力，特提出一種用于水平井或大位移井的鉆柱軸向振蕩工具。該工具通過消耗鉆井液水馬力，形成高頻的流體沖擊載荷，作用于鉆柱上，從而減少鉆柱在水平段遇到的摩擦阻力，提高水平段延伸鉆進(jìn)能力。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種鉆柱軸向振蕩工具，是由兩部分組成定轉(zhuǎn)子單元14和閥單元15，所述定轉(zhuǎn)子單元14由定子殼體2、定子橡膠3和轉(zhuǎn)子4組成；閥單元15由閥殼體5、閥體8、閥體螺母7、閥座10、閥座螺母11、閥座支撐體 12、閥座密封件9組成，其特征是定子殼體2內(nèi)壁硫化有定子橡膠3，定子橡膠3與轉(zhuǎn)子4 形成密封腔，轉(zhuǎn)子4下端開有流道斜孔6，閥體8通過閥體螺母7固定于轉(zhuǎn)子4下端；閥座 10通過閥座螺母11連接于閥座支撐體12上，閥座10和閥座螺母11之間裝有閥座密封件 9，閥座支撐體12通過螺紋連接于閥殼體5內(nèi)部；閥座10和閥體8相配合且始終緊貼，隨轉(zhuǎn)子4運(yùn)動(dòng)形成閥單元15的開或閉，閥孔16直徑小于閥體8運(yùn)動(dòng)距離的一半；閥殼體5與定子殼體2通過螺紋連接；工具可通過上端螺紋1和下端螺紋13分別與其它鉆具相連。本實(shí)用新型具有的有益效果是(1)軸向振動(dòng)能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、安全，能夠提高定向井、水平井和大位移井水平段的延伸鉆進(jìn)能力；(2)如果將工具安放在近鉆頭附近，可以提高機(jī)械鉆速，工具的高頻軸向振蕩可以減少鉆頭的軸向振動(dòng)強(qiáng)度，提高鉆頭與巖石的均勻接觸時(shí)間，從而提高機(jī)械鉆速；(3)軸向振蕩可以有效破壞水平段已形成的巖屑床，并能預(yù)防卡鉆。

圖1是本實(shí)用新型一種鉆柱軸向振蕩工具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型一種鉆柱軸向振蕩工具的定轉(zhuǎn)子單元橫剖圖。圖3是本實(shí)用新型一種鉆柱軸向振蕩工具的閥單元工作曲線示意圖。圖中1.振蕩器上端螺紋；2.定子殼體；3.定子橡膠；4.轉(zhuǎn)子；5.閥殼體；6.流道斜孔；7.閥體螺母；8.閥體；9.閥座密封件；10.閥座；11.閥座螺母；12.閥座支撐體； 13.振蕩器下端螺紋；14.定轉(zhuǎn)子單元；15.閥單元；16.閥孔。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2和圖3所示，一種鉆柱軸向振蕩工具，是由兩部分組成定轉(zhuǎn)子單元 14和閥單元15，所述定轉(zhuǎn)子單元14由定子殼體2、定子橡膠3和轉(zhuǎn)子4組成；閥單元15由閥殼體5、閥體8、閥體螺母7、閥座10、閥座螺母11、閥座支撐體12、閥座密封件9組成，其特征是定子殼體2內(nèi)壁硫化有定子橡膠3，定子橡膠3與轉(zhuǎn)子4形成密封腔，轉(zhuǎn)子4下端開有流道斜孔6，閥體8通過閥體螺母7固定于轉(zhuǎn)子4下端；而閥座10通過閥座螺母11連接于閥座支撐體12上，閥座10和閥座螺母11之間裝有閥座密封件9，閥座支撐體12通過螺紋連接于閥殼體5內(nèi)部；閥座10和閥體8相配合且始終緊貼，隨轉(zhuǎn)子4運(yùn)動(dòng)形成閥單元15 的開或閉，閥孔16直徑應(yīng)小于閥體8運(yùn)動(dòng)距離的一半，利用轉(zhuǎn)子4的運(yùn)動(dòng)使閥體8和閥座 10流道的重合面積變化，鉆柱內(nèi)流體動(dòng)力也隨之變化，產(chǎn)生流體脈沖，均勻地提供給鉆桿或鉆頭，從而達(dá)到減少摩擦阻力以及延長水平段鉆進(jìn)能力的目的；閥殼體5與定子殼體2通過螺紋連接；一種鉆柱軸向振蕩工具可通過振蕩器上端螺紋1和振蕩器下端螺紋13分別與其它鉆具相連。該工具能夠提高水平井、大位移井鉆進(jìn)時(shí)鉆壓的傳遞效率，減少水平段鉆具前行鉆進(jìn)的摩擦阻力。
權(quán)利要求1.一種鉆柱軸向振蕩工具，是由兩部分組成定轉(zhuǎn)子單元(14)和閥單元(15);所述定轉(zhuǎn)子單元(14)由定子殼體(2)、定子橡膠(3)和轉(zhuǎn)子(4)組成；閥單元(15)由閥殼體(5)、 閥體(8)、閥體螺母(7)、閥座(10)、閥座螺母(11)、閥座支撐體(12)、閥座密封件(9)組成， 其特征在于定子殼體(2)內(nèi)壁硫化有定子橡膠(3)，定子橡膠(3)與轉(zhuǎn)子(4)形成密封腔， 轉(zhuǎn)子(4)下端開有流道斜孔(6)，閥體(8)靠閥體螺母(7)固定于轉(zhuǎn)子(4)下端；閥座(10) 通過閥座螺母(11)連接于閥座支撐體(12)上，閥座支撐體(12)通過螺紋安裝在閥殼體(5) 內(nèi)部；閥座(10)和閥體(8)相配合，隨轉(zhuǎn)子(4)運(yùn)動(dòng)形成閥單元(15)的開或閉；閥殼體(5) 與定子殼體(2)通過螺紋連接；鉆柱軸向振蕩工具可通過振蕩器上端螺紋(1)和振蕩器下端螺紋(13)與其它鉆具相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆柱軸向振蕩工具，其特征在于閥體(8)和閥座(10) 始終緊貼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種鉆柱軸向振蕩工具，其特征在于閥孔(16)直徑應(yīng)小于閥體(8)運(yùn)動(dòng)距離的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆柱軸向振蕩工具，其特征在于閥座(10)和閥座螺母 (11)之間裝有閥座密封件(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在定向井、水平井、大位移井鉆進(jìn)中用于提高水平段延伸鉆進(jìn)能力的鉆柱軸向振蕩工具。其技術(shù)方案是所述鉆柱軸向振蕩工具由定轉(zhuǎn)子單元和閥單元兩部分組成。定子內(nèi)壁粘結(jié)有定子橡膠，定子橡膠與轉(zhuǎn)子形成密封腔，轉(zhuǎn)子下端開有流道斜孔，閥體通過閥體螺母固定于轉(zhuǎn)子下端；閥座通過閥座螺母連接于閥座支撐體上，閥座支撐體通過螺紋安裝在閥殼體內(nèi)部；閥座和閥體相配合，隨轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)形成閥的開閉；閥殼體與定子殼體通過螺紋連接。本實(shí)用新型具有軸向振動(dòng)能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、安全等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高定向井、水平井和大位移井水平段的延伸鉆進(jìn)能力。
文檔編號(hào)E21B28/00GK202152635SQ20112027635
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者祝效華, 童華, 賈彥杰 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)