一種水力振蕩器軸向振蕩模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，屬石油天然氣鉆探類井下工具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在水平井鉆井過程中，鉆具在井眼曲率較大的井段，或在過長水平段會(huì)產(chǎn)生較大摩阻，托壓現(xiàn)象嚴(yán)重，無法有效施加鉆壓。摩阻大、托壓問題不僅嚴(yán)重影響水平井的機(jī)械鉆速，同時(shí)也容易引起粘卡等井下復(fù)雜事故的發(fā)生，因此，必須采用有效的措施來降低摩擦力，方法之一是采用水力振蕩器，使鉆柱在軸線方向上產(chǎn)生一定頻率和振幅的蠕動(dòng)，將靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦力，減少管柱與井壁之間的摩阻，防止托壓的產(chǎn)生。
[0003]目前常用的水力振蕩器結(jié)構(gòu)包括軸向振蕩機(jī)構(gòu)和動(dòng)力總成，以鉆井液作為動(dòng)力源，通過動(dòng)力總成將液體能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并伴生周期性變化的高頻壓力脈沖，所產(chǎn)生的壓力脈沖作用于軸向振蕩機(jī)構(gòu)，使其產(chǎn)生軸向高頻蠕動(dòng)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，水力振蕩器所使用的軸向振蕩機(jī)構(gòu)，碟簧腔和活塞密封腔是獨(dú)立的，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
[0005]CN 103696693 A公布了一種鉆井用水力振蕩器，用于解決水平井鉆井中，存在的鉆具磨阻大影響鉆進(jìn)速度以及鉆具托壓的問題，其結(jié)構(gòu)包括軸向振蕩機(jī)構(gòu)和動(dòng)力總成。軸向振蕩機(jī)構(gòu)包括接頭、碟簧、殼體和活塞，接頭套裝在殼體后部，碟簧卡接在殼體與接頭之間，活塞設(shè)置在殼體前端。動(dòng)力總成包括上接頭、定子、轉(zhuǎn)子、上閥片、下閥片和下接頭，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)部并且能夠在定子中轉(zhuǎn)動(dòng)，定子一端通過上接頭與軸向振蕩機(jī)構(gòu)連接，另一端通過下接頭與鉆具相連，上閥片與轉(zhuǎn)子相連，下閥片固定連接在上閥片下方的定子內(nèi)部，上閥片設(shè)置一個(gè)偏心孔，下閥片上設(shè)置一個(gè)中心孔。該發(fā)明在水平井鉆井過程中，能夠產(chǎn)生一定的振蕩頻率，從而達(dá)到減少鉆具在水平井鉆井過程中產(chǎn)生的磨阻，并達(dá)到提高鉆井效率的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于簡化水力振蕩器的軸向振蕩機(jī)構(gòu)，而提出一種水力振蕩器軸向振湯t旲塊。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明包括中心軸、上接頭、殼體、碟簧座、旋桿、碟簧、卡塊和螺釘。所述中心軸上端與常規(guī)鉆具連接，下端與所述碟簧座連接；所述上接頭的上端套裝與中心軸上，下端通過螺紋與殼體連接；所述殼體內(nèi)腔上部設(shè)有臺(tái)階，殼體3下端與水力振蕩器的動(dòng)力模塊連接；所述殼體內(nèi)依次設(shè)置所述卡塊、碟簧、碟簧座和旋桿，所述螺釘位于上接頭上。
[0009]所述中心軸的軸身呈階梯狀，軸身設(shè)有密封圈溝槽及卡塊槽，所述卡塊槽用以安裝卡塊。
[0010]所述中心軸與殼體、碟簧座之間設(shè)有碟簧腔，中心軸與上接頭、殼體之間設(shè)有間隙連通碟簧腔。
[0011]所述上接頭可在中心軸臺(tái)階與卡塊之間自由滑動(dòng)，接頭上設(shè)有內(nèi)臺(tái)階及注油孔，所述注油孔通過螺釘進(jìn)行封堵。
[0012]所述碟簧為成對(duì)使用的多對(duì)碟簧，套裝與所述碟簧腔內(nèi)。
[0013]所述碟簧座下端與旋桿連接，座體外緣設(shè)有密封圈溝槽。
[0014]所述的旋桿上端與碟簧座連接，下端為四方結(jié)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016](I)本發(fā)明簡化了水力振蕩器軸向振蕩機(jī)構(gòu)，提出一種水力振蕩器軸向振蕩模塊；
[0017](2)本發(fā)明與水力振蕩器動(dòng)力模塊連接，在水平井鉆井過程中沿軸向產(chǎn)生一定頻率和振幅的蠕動(dòng)，將鉆柱與井壁之間的靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦，減少磨阻，緩解托壓現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施的主視圖；
[0019]圖中:1_中心軸；2_上接頭；3-殼體；4_碟簧座；5-旋桿；6-碟簧；7-卡塊；8-螺釘。
【具體實(shí)施方式】
:
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0021]如圖1所示，本發(fā)明包括中心軸1、上接頭2、殼體3、碟簧座4、旋桿5、碟簧6、卡塊7和螺釘8。所述中心軸I上端與常規(guī)鉆具連接，下端與所述碟簧座4連接；所述上接頭2的上端套裝與中心軸I上，下端通過螺紋與殼體3連接；所述殼體3內(nèi)腔上部設(shè)有臺(tái)階，殼體3下端與水力振蕩器的動(dòng)力模塊連接；所述殼體3內(nèi)依次設(shè)置所述卡塊7、碟簧6、碟簧座4和旋桿5，所述螺釘8位于上接頭2上。
[0022]所述中心軸I的軸身呈階梯狀，軸身設(shè)有密封圈溝槽及卡塊槽，所述卡塊槽用以安裝卡塊7。
[0023]所述中心軸I與殼體3、碟簧座4之間設(shè)有碟簧腔，中心軸I與上接頭2、殼體3之間設(shè)有間隙連通碟簧腔。
[0024]所述上接頭2可在中心軸臺(tái)階與卡塊7之間自由滑動(dòng)，接頭上設(shè)有內(nèi)臺(tái)階及注油孔，所述注油孔通過螺釘8進(jìn)行封堵。
[0025]所述碟簧6為成對(duì)使用的多對(duì)碟簧，套裝與所述碟簧腔內(nèi)。
[0026]所述碟簧座4下端與旋桿5連接，座體外緣設(shè)有密封圈溝槽。
[0027]所述的旋桿5上端與碟簧座4連接，下端為四方結(jié)構(gòu)。
[0028]工作前，將本發(fā)明上接頭2套裝于中心軸I上，確保中心軸I臺(tái)階貼緊上接頭2內(nèi)腔臺(tái)階以露出中心軸上的卡塊槽，將卡塊7裝于卡塊槽內(nèi)后，將外殼3通過螺紋與上接頭2進(jìn)行連接以構(gòu)成碟簧腔，將碟簧6裝入碟簧腔內(nèi)。裝完碟簧6之后，將碟簧座4與旋桿5進(jìn)行連接，連接完畢之后接于中心軸I下端壓緊碟簧6，密封碟簧腔，潤滑油通過上接頭2上的注油孔注入中心軸I與上接頭2、殼體3之間的間隙，使其流入碟簧腔，注油完畢后通過螺釘8進(jìn)行封堵。工作時(shí)，將本發(fā)明上端通過螺紋與常規(guī)鉆具連接，下端通過螺紋與水力振蕩器的動(dòng)力模塊連接，當(dāng)鉆井液通過中心軸I進(jìn)入所述動(dòng)力模塊時(shí)，液體能量將轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并伴生周期性變化的高頻壓力脈沖，所產(chǎn)生的壓力脈沖作用于本發(fā)明碟簧座4的下表面。高壓時(shí)，鉆井液推動(dòng)下部鉆具連同殼體3、上接頭2下行，此時(shí)殼體3內(nèi)腔上部臺(tái)階將壓縮碟簧6蓄積能量，與此同時(shí)碟簧腔體積縮小，碟簧腔內(nèi)的潤滑油受擠壓等體積進(jìn)入至中心軸I與上接頭2和殼體3之間的間隙。低壓時(shí)，碟簧6蓄積的能量作用于殼體3內(nèi)腔上部臺(tái)階，推動(dòng)殼體3連通上接頭I及下部鉆具上行，此時(shí)碟簧腔體積增大，儲(chǔ)存于中心軸I與上接頭2和殼體3間隙的潤滑油再次等體積進(jìn)入碟簧腔，如此反復(fù)形成軸向高頻蠕動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征在于:所述水力振蕩器軸向振蕩模塊包括中心軸(1)、上接頭(2)、殼體(3)、碟簧座(4)、旋桿(5)、碟簧(6)、卡塊(7)和螺釘(8)。所述中心軸(I)上端與常規(guī)鉆具連接，下端與所述碟簧座(4)連接；所述上接頭(2)的上端套裝與中心軸(I)上，下端通過螺紋與殼體(3)連接；所述殼體(3)內(nèi)腔上部設(shè)有臺(tái)階，殼體(3)下端與水力振蕩器的動(dòng)力模塊連接；所述殼體(3)內(nèi)依次設(shè)置所述卡塊(7)、碟簧(6)、碟簧座(4)和旋桿(5)，所述螺釘(8)位于上接頭(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征是:中心軸(I)的軸身呈階梯狀，軸身設(shè)有密封圈溝槽及卡塊槽，所述卡塊槽用以安裝卡塊(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征是:中心軸(I)與殼體(3)、碟簧座(4)之間設(shè)有碟簧腔，中心軸⑴與上接頭(2)、殼體(3)之間設(shè)有間隙連通碟簧腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征是:所述上接頭(2)可在中心軸臺(tái)階與卡塊(7)之間自由滑動(dòng)，接頭上設(shè)有內(nèi)臺(tái)階及注油孔，所述注油孔通過螺釘(8)進(jìn)行封堵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征是:所述碟簧(6)為成對(duì)使用的多對(duì)碟簧，套裝與所述碟簧腔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征是:所述碟簧座(4)下端與旋桿(5)連接，座體外緣設(shè)有密封圈溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，其特征是:所述的旋桿(5)上端與碟簧座(4)連接，下端為四方結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水力振蕩器軸向振蕩模塊，屬石油天然氣鉆探類井下工具技術(shù)領(lǐng)域。包括中心軸、上接頭、殼體、碟簧座、旋桿、碟簧、卡塊和螺釘。中心軸上端與常規(guī)鉆具連接，下端與所述碟簧座連接；所述上接頭的上端套裝與中心軸上，下端通過螺紋與殼體連接；所述殼體內(nèi)依次設(shè)置所述卡塊、碟簧、碟簧座和旋桿，殼體下端與水力振蕩器的動(dòng)力模塊連接；所述碟簧套裝于中心軸與殼體、碟簧座之間的碟簧腔內(nèi)；所述碟簧座下端與旋桿連接。本發(fā)明通過與水力振蕩器的動(dòng)力模塊連接，可在水平井鉆井過程中沿軸向產(chǎn)生一定頻率和振幅的蠕動(dòng)，將鉆柱與井壁之間的靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦，減少磨阻，緩解托壓現(xiàn)象。
【IPC分類】E21B7-24, E21B28-00
【公開號(hào)】CN104775783
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510190474
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】北京沃客石油工程技術(shù)研究院
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日