本實用新型涉及一種油氣鉆井用工具，特別涉及一種鉆井水力驅(qū)動振蕩器。

背景技術(shù)：

隨著石油工業(yè)的發(fā)展，目前油田鉆井已由原來的定向井逐漸向水平井發(fā)展，而在水平井鉆進(jìn)過程中，由于鉆具自身重力作用，造成鉆具在鉆進(jìn)時與井壁摩阻過大，嚴(yán)重影響鉆速，甚至造成鉆具托壓不能加壓到鉆頭。因此降低摩阻、減少卡鉆事故，增加動鉆壓、提高鉆井效率是當(dāng)前鉆井工程中迫切需要解決的問題。研究發(fā)現(xiàn)泥漿通過鉆具時可造成泥漿壓力大小周期性變化，從而使鉆具承受周期性的軸向沖擊力，引起該鉆具在鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生振動，因此能減少鉆具與井壁的摩擦，改善鉆壓傳遞的效果，提高對工具面的控制，進(jìn)而達(dá)到提高鉆速、節(jié)約鉆井成本的目的。

現(xiàn)有水力振蕩器如專利ZN102704842A一種鉆井用水力振蕩器、CN103696693A鉆井用水力振蕩器，其結(jié)構(gòu)類似，都是由震動機構(gòu)和動力總成組成，其動力總成主要是由單頭馬達(dá)組成，當(dāng)流體流經(jīng)動力部分時驅(qū)動芯軸轉(zhuǎn)動，從而使動閥片在一個平面上往復(fù)運動，由于動閥片和靜閥片的相搓或重合導(dǎo)致上游壓力產(chǎn)生壓力降周期性的作用在彈簧短節(jié)上，從而使工具整體周期性的震動。

由于工具具有螺桿的特性內(nèi)部有橡膠定子從而限制了其使用壽命，根據(jù)現(xiàn)場使用情況反饋在水泥漿中其使用壽命在150小時左右，由于其壽命短使用成本高飽受詬病。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種鉆井水力驅(qū)動振蕩器。

其技術(shù)方案是包括震動短節(jié)（1）和殼體（2），所述的震動短節(jié)（1）的下端設(shè)有防脫卡扣（4），所述防脫卡扣（4）和殼體（2）之間設(shè)有彈簧（3），所述的殼體（2）和震動短節(jié)（1）之間設(shè)有組合密封裝置（23）用于阻擋了井筒內(nèi)泥漿進(jìn)入震動短節(jié)（1）；

所述殼體（2）內(nèi)設(shè)有動力機構(gòu)，所述動力機構(gòu)包括分流器（5）、滾針軸承（6）、支撐爪（7）、組合密封圈（8）、主軸（9）、葉輪（13）、葉輪擋銷（14）、轉(zhuǎn)子（18）、轉(zhuǎn)子擋銷（19）、定子（22），所述分流器（5）設(shè)有主軸室，且分流器（5）的外側(cè)通過支撐爪（7）固定在殼體（2）內(nèi)壁，且主軸室與主軸（9）相連通，所述主軸（9）與主軸室下部與主軸（9）相連部分設(shè)有組合密封圈（8）阻擋泥漿不能進(jìn)入主軸室，使?jié)L針軸承（6）工作順暢；

所述主軸（9）的中部和下部分別設(shè)置有葉輪擋銷（14）和轉(zhuǎn)子擋銷（19），所述的葉輪擋銷（14）與葉輪（13）配合連接，所述的轉(zhuǎn)子擋銷（19）與轉(zhuǎn)子（18）配合連接，主軸（9）的底部安裝在定子（22）的中心，通過泥漿流動來驅(qū)動葉輪（13）轉(zhuǎn)動，葉輪（13）轉(zhuǎn)動進(jìn)而使主軸（9）轉(zhuǎn)動并帶動轉(zhuǎn)子（18）轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，上述葉輪（13）上部設(shè)有上半月?lián)醐h(huán)（12），所述上半月?lián)醐h(huán)（12）通過上擋圈（11）固定在主軸（9）的凹槽內(nèi)，所述上半月?lián)醐h(huán)（12）外部設(shè)有上半月卡環(huán)護(hù)帽（10），所述上半月卡環(huán)護(hù)帽（10）通過螺紋連接在主軸（9）上；所述葉輪（13）的下部通過葉輪擋銷（14）配合。

優(yōu)選的，上述轉(zhuǎn)子（18）的上部設(shè)有下半月?lián)醐h(huán)（17），所述下半月?lián)醐h(huán)（17）通過下?lián)跞Γ?6）固定在主軸（9）的凹槽內(nèi)，所述下半月?lián)醐h(huán)（17）的外部有下半月環(huán)護(hù)帽（15），所述下半月環(huán)護(hù)帽（15）通過螺紋連接在主軸（9）上；所述轉(zhuǎn)子（18）的下部與轉(zhuǎn)子擋銷（19）配合。

優(yōu)選的，上述定子（22）焊接在殼體（2）的內(nèi)腔中，所述定子（22）中有設(shè)有多個泄流孔。

優(yōu)選的，彈簧（3）為55crsiA材質(zhì)制成。

優(yōu)選的，上述支撐爪（7）通過螺紋連接在分流器（5）上，且所述支撐爪（7）兩兩垂直固定在殼體（2）內(nèi)壁。

優(yōu)選的，上述轉(zhuǎn)子（18）上有多個泄流孔。

優(yōu)選的，上述葉輪（13）上設(shè)有葉片，所述葉片根據(jù)占葉輪高度的比例不同分為1/2、2/3、1/3或3/4四種型號，根據(jù)葉片的角度不同分為30°、45°或60°三種。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提到的純機械結(jié)構(gòu)的使用壽命長，由于采用葉輪結(jié)構(gòu)替代了原有的螺桿馬達(dá)使工具尺寸變短，通過泥漿的流通帶動葉輪轉(zhuǎn)動，通過葉輪的轉(zhuǎn)動帶動同為主軸上的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與定子的相搓重合，導(dǎo)致上游泥漿壓力產(chǎn)生周期性的變化，由于泥漿壓力周期性的變化使震動短節(jié)內(nèi)的彈簧不斷壓縮釋放，從而使震動短節(jié)周期性震動；震動短節(jié)周期性震推動整個鉆柱的運動，由于鉆柱的運動使鉆具靜摩擦轉(zhuǎn)化為動摩擦從而減小了鉆具與井壁的摩擦，改善鉆壓的傳遞效果，進(jìn)而達(dá)到提高鉆速、節(jié)約成本的目的。

附圖說明

附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是葉輪的俯視圖；

附圖3是葉輪的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：震動短節(jié)1，殼體2、彈簧3，防脫卡扣4，分流器5、滾針軸承6、支撐爪7、組合密封圈8、主軸9、上半月卡環(huán)護(hù)帽10、上擋圈11、上半月?lián)醐h(huán)12、葉輪13、葉輪擋銷14、下半月環(huán)護(hù)帽15、下?lián)跞?6、下半月?lián)醐h(huán)17、轉(zhuǎn)子18、轉(zhuǎn)子擋銷19、軸承20、軸承護(hù)帽21、定子22、組合密封圈23、泄流孔24；葉片13.1。

具體實施方式

結(jié)合附圖1-4，對本實用新型作進(jìn)一步的描述：

本實用新型提到的一種鉆井水力驅(qū)動振蕩器，包括震動短節(jié)1和殼體2，所述的震動短節(jié)1的下端設(shè)有防脫卡扣4，所述防脫卡扣4和殼體2之間設(shè)有彈簧3，所述的殼體2和震動短節(jié)1之間設(shè)有組合密封裝置23用于阻擋了井筒內(nèi)泥漿進(jìn)入震動短節(jié)1；

所述殼體2內(nèi)設(shè)有動力機構(gòu)，所述動力機構(gòu)包括分流器5、滾針軸承6、支撐爪7、組合密封圈8、主軸9、葉輪13、葉輪擋銷14、轉(zhuǎn)子18、轉(zhuǎn)子擋銷19、定子22，所述分流器5設(shè)有主軸室，且分流器5的外側(cè)通過支撐爪7固定在殼體2內(nèi)壁，且主軸室與主軸9相連通，所述主軸9與主軸室下部與主軸9相連部分設(shè)有組合密封圈8阻擋泥漿不能進(jìn)入主軸室，使?jié)L針軸承6工作順暢；

所述主軸9的中部和下部分別設(shè)置有葉輪擋銷14和轉(zhuǎn)子擋銷19，所述的葉輪擋銷14與葉輪13配合連接，所述的轉(zhuǎn)子擋銷19與轉(zhuǎn)子18配合連接，主軸9的底部安裝在定子22的中心，通過泥漿流動來驅(qū)動葉輪13轉(zhuǎn)動，葉輪13轉(zhuǎn)動進(jìn)而使主軸9轉(zhuǎn)動并帶動轉(zhuǎn)子18轉(zhuǎn)動。

其中，上述葉輪13上部設(shè)有上半月?lián)醐h(huán)12，所述上半月?lián)醐h(huán)12通過上擋圈11固定在主軸9的凹槽內(nèi)，所述上半月?lián)醐h(huán)12外部設(shè)有上半月卡環(huán)護(hù)帽10，所述上半月卡環(huán)護(hù)帽10通過螺紋連接在主軸9上；所述葉輪13的下部通過葉輪擋銷14配合。

參照附圖1，上述轉(zhuǎn)子18的上部設(shè)有下半月?lián)醐h(huán)17，所述下半月?lián)醐h(huán)17通過下?lián)跞?6固定在主軸9的凹槽內(nèi)，所述下半月?lián)醐h(huán)17的外部有下半月環(huán)護(hù)帽15，所述下半月環(huán)護(hù)帽15通過螺紋連接在主軸9上；所述轉(zhuǎn)子18的下部與轉(zhuǎn)子擋銷19配合。

其中，上述定子22焊接在殼體2的內(nèi)腔中，所述定子22中有設(shè)有四個泄流孔，彈簧3為55crsiA材質(zhì)制成。

上述支撐爪7通過螺紋連接在分流器5上，且所述支撐爪7兩兩垂直固定在殼體2內(nèi)壁；轉(zhuǎn)子18上有四個泄流孔，上述葉輪13上設(shè)有葉片，所述葉片根據(jù)占葉輪高度的比例不同分為1/2、2/3、1/3或3/4四種型號，根據(jù)葉片的角度不同分為30°、45°或60°三種，根據(jù)現(xiàn)場泥漿排量的情況來選擇葉輪的具體型號，具體參數(shù)配置如下：

本實用新型提到的一種鉆井水力驅(qū)動振蕩器的使用方法，包括以下步驟：

殼體內(nèi)的泥漿驅(qū)動葉輪13，葉輪13帶動固定在主軸9上的轉(zhuǎn)子18，依靠轉(zhuǎn)子18和定子22的交錯重合產(chǎn)生壓力波動，當(dāng)轉(zhuǎn)子18和定子22重合時殼體上游壓力升高，上游壓力的升高導(dǎo)致彈簧3壓縮；當(dāng)轉(zhuǎn)子18和定子22交錯重合時殼體的上游壓力釋放，上游壓力的釋放使彈簧3釋放，產(chǎn)生周期性的變化，由于泥漿壓力周期性的變化使震動短節(jié)內(nèi)的彈簧3不斷壓縮釋放，從而使震動短節(jié)1周期性震動，震動短節(jié)1周期性震推動整個鉆柱的運動，形成振蕩。

另外，需要說明的是：本實用新型提供一種純機械式、靠泥漿驅(qū)動葉輪，葉輪帶動固定在主軸上的轉(zhuǎn)子，依靠轉(zhuǎn)子和定子的交錯重合產(chǎn)生壓力波動，泥漿產(chǎn)生周期性的變化，由于泥漿壓力周期性的變化使震動短節(jié)振蕩。本實用新型使原來靜止鉆具的靜摩擦轉(zhuǎn)化成動摩擦，靜摩擦轉(zhuǎn)換成動摩擦?xí)r摩擦因素降低25%左右解決水平井拖壓問題；推動鉆具給鉆頭施加高頻的沖擊力增加鉆頭破巖能量延長了鉆頭的使用壽命；使用壽命長在1000小時左右；增加了水平井靶區(qū)的延伸能力；提高了滑動過程中工具面的控制能力；水平井靶區(qū)提高機械鉆速顯著改善鉆壓在鉆進(jìn)過程中的損失（減少井壁與管柱之間的摩阻）可以使附近的鉆具組合產(chǎn)生小幅度的軸向振動，顯著提高井下鉆具組合的重力（鉆壓）傳遞到鉆頭，另外使鉆具組合在與井壁縱向上的靜摩擦變?yōu)閯幽Σ?，顯著的減小摩阻值。從而減小各種鉆進(jìn)過程中、特別是在使用井下動力鉆具的定向鉆進(jìn)的過程中的井下鉆具組合鉆壓的損失，減小鉆柱的粘滑振動。當(dāng)前越來越多井眼軌跡都是比較彎曲的，這使常規(guī)井下動力鉆具組合在大位移井的鉆進(jìn)中所能到達(dá)的深度受到限制，通過發(fā)生縱向振動這一性能可以使井下動力鉆具在大位移井的鉆進(jìn)中突破這一限制，做到靶點更遠(yuǎn)。

以上所述，僅是本實用新型的部分較佳實施例，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此，依據(jù)本實用新型的技術(shù)方案所進(jìn)行的任何簡單修改或等同置換，盡屬于本實用新型要求保護(hù)的范圍。