CN105221073A - 长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具 - Google Patents

长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具 Download PDF

Info

Publication number
CN105221073A
CN105221073A CN201510594516.8A CN201510594516A CN105221073A CN 105221073 A CN105221073 A CN 105221073A CN 201510594516 A CN201510594516 A CN 201510594516A CN 105221073 A CN105221073 A CN 105221073A
Authority
CN
China
Prior art keywords
runner
valve member
transmission shaft
passage
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510594516.8A
Other languages
English (en)
Inventor
石昌帅
祝效华
汤历平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201510594516.8A priority Critical patent/CN105221073A/zh
Publication of CN105221073A publication Critical patent/CN105221073A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明涉及一种在长水平段水平井中用于增加轴向加压的长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具。其技术方案是:所述长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具主要包括传动轴、传动轴壳体、加压总成壳体、加压总成、活塞套、动力总成、动阀部件、耐磨阀片、静阀部件、下接头;传动轴壳体、加压总成壳体、动力总成和下接头从上至下依次靠螺纹连接,传动轴与传动轴壳体内孔配合,上端与活塞套靠螺纹连接;加压总成安装在隔套与活塞套之间;动阀部件与动力总成下端靠螺纹连接;静阀部件安装在下接头上端内孔中,耐磨阀片安装在静阀部件上端内孔中。本发明具有轴向加压效果好、振动能力强、结构简单等优点,能够提高长水平段水平井的延伸钻进能力。

Description

长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具
技术领域
[0001] 本发明涉及一种在长水平段水平井中用于增加轴向加压,提升水平井水平段延伸钻进能力的长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具。
背景技术
[0002] 随着勘探开发进程的不断深入,定向井、水平井、大位移井所占的比例越来越大。长水平段钻井技术在国内外得到广泛应用,主要得益于其较好的投入产出比。目前,国外水平井钻井成本已降至直井的1.2〜2倍,而产量则是直井的4〜8倍。水平井技术作为一项有潜力的新技术,主要有以下优势:恢复老井产能、开发复杂类型油气藏、有利于勘探开发评价、有利于环境保护。大位移井技术是随着随钻测量钻井技术、地质导向钻井技术、闭环钻井技术的发展而新兴的一种钻井技术,已基本成为开发滩海和海上油气资源的重要手段。目前,国外已经钻成了水平位移超万米的大位移井,而国内依靠自身力量只能完成水平位移约4000m的大位移井。在水平井与大位移井的钻井过程中,由于摩擦阻力大,长水平段水平井轴向加压效果差,使得钻井效率低、钻井周期长、钻井成本高,这成为制约水平井和大位移井发展的主要瓶颈。在现场实践中,由于管柱的轴向加压效果差,可能出现以下情况:机械钻速明显变低;钻具不能上起或发生断钻具事故;达不到井身轨迹的设计要求,目的层中靶率低。
[0003] 因此,改善长水平段水平井轴向加压效果,降低钻柱与井壁之间的摩擦阻力,是提升水平井水平段延伸钻进能力,确保水平井或大位移井钻井质量及钻井技术进步的关键。
发明内容
[0004] 本发明的目的是:为了克服上述难点,改善长水平段水平井轴向加压效果及伸钻进能力,特提出长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具,该工具可以增加水平井轴向加压,降低钻柱与井壁之间的摩擦阻力,提高水平段延伸钻进能力。
[0005] 为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具,主要包括传动轴、下密封总成、传动轴壳体、隔套、加压总成壳体、加压总成、活塞套、上密封总成、动力总成、动阀部件、耐磨阀片、静阀部件、下接头;传动轴壳体、加压总成壳体、动力总成和下接头从上至下依次靠螺纹连接,传动轴与传动轴壳体内孔配合,上端与活塞套靠螺纹连接;下密封总成安装在传动轴与传动轴壳体配合面上;隔套安装在传动轴壳体上端,放置在传动轴与加压总成壳体配合形成的环空内;加压总成安装在隔套与活塞套之间,放置在传动轴与加压总成壳体配合形成的环空内;上密封总成安装在活塞套与加压总成壳体配合面上;动阀部件与动力总成下端靠螺纹连接;静阀部件安装在下接头上端内孔中,耐磨阀片安装在静阀部件上端内孔中;所述动阀部件内部有一个第一流道和三个第二流道;所述耐磨阀片内部有一个第三流道和两个第四流道;所述静阀部件内部有一个第五流道、一个第七流道和两个第六流道;第三流道、第五流道和第七流道同轴线,形成钻井液过流孔;两个第四流道和两个第六流道同轴线,形成钻井液过流孔。
[0006] 所述动阀部件的第一流道过流面积是第二流道过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件的第七流道过流面积是耐磨阀片的第三流道过流面积的1.2-1.5倍,耐磨阀片的第三流道过流面积是静阀部件的第五流道过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件的第六流道过流面积是耐磨阀片的第四流道过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件的第五流道过流面积与第六流道过流面积相等;所述动阀部件的第一流道过流面积与静阀部件的第五流道过流面积相等。
[0007] 所述动力总成(9)为头数为5:6或者7:8的螺杆马达。
[0008] 本发明具有的有益效果是:(1)该工具轴向振动能力强,可以有效增加水平井轴向加压,降低钻柱与井壁之间的摩擦阻力,能够提高定向井、水平井和大位移井水平段的延伸钻进能力;(2)如果将工具安放在近钻头附近,工具的轴向脉冲可以降低钻头的轴向振动强度,提高钻头与岩石的均匀接触时间,从而提高机械钻速;(3)轴向振动可以有效破坏水平段已形成的岩肩床,并能预防卡钻;(4)可以提高井深轨迹控制精度,同时提高轨迹的平滑性,有效的减少钻井工具面不稳定造成的钻井台阶。
附图说明
[0009] 图1是本发明长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具结构示意图;
图2是本发明长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具的水击脉冲阀部件的结构示意图;
图3是本发明长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具由图2中横剖面A-A得到的动阀部件的截面结构示意图;
图4是本发明长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具由图2中B向视图得到的静阀部件的截面结构示意图;
图5是本发明长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具的水击脉冲阀部件工作过程示意图一;
图6是本发明长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具的水击脉冲阀部件工作过程示意图二。
[0010] 图中:1.传动轴;2.下密封总成;3.传动轴壳体;4.隔套;5.加压总成壳体;6.加压总成;7.活塞套;8.上密封总成;9.动力总成;10.动阀部件;11.耐磨阀片;12.静阀部件;13.下接头;14.第一流道;15.第二流道;16.第三流道;17.第四流道;18.第五流道;19.第六流道;20.第七流道。
具体实施方式
[0011] 如图1-图4所示,长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具,其结构主要包括传动轴1、下密封总成2、传动轴壳体3、隔套4、加压总成壳体5、加压总成6、活塞套7、上密封总成8、动力总成9、动阀部件10、耐磨阀片11、静阀部件12、下接头13 ;传动轴壳体3、加压总成壳体5、动力总成9和下接头13从上至下依次靠螺纹连接,传动轴I与传动轴壳体3内孔配合,上端与活塞套7靠螺纹连接;下密封总成2安装在传动轴I与传动轴壳体3配合面上;隔套4安装在传动轴壳体3上端,放置在传动轴I与加压总成壳体5配合形成的环空内;加压总成6安装在隔套4与活塞套7之间,放置在传动轴I与加压总成壳体5配合形成的环空内;上密封总成8安装在活塞套7与加压总成壳体5配合面上;动阀部件10与动力总成9下端靠螺纹连接;静阀部件12安装在下接头13上端内孔中,耐磨阀片11安装在静阀部件12上端内孔中;所述动阀部件10内部有一个第一流道14和三个第二流道15 ;所述耐磨阀片11内部有一个第三流道16和两个第四流道17 ;所述静阀部件12内部有一个第五流道18、一个第七流道20和两个第六流道19 ;第三流道16、第五流道18和第七流道20同轴线,形成钻井液过流孔;两个第四流道17和两个第六流道19同轴线,形成钻井液过流孔。
[0012] 动阀部件10的第一流道14过流面积是第二流道15过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件12的第七流道20过流面积是耐磨阀片11的第三流道16过流面积的1.2-1.5倍,耐磨阀片11的第三流道16过流面积是静阀部件12的第五流道18过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件12的第六流道19过流面积是耐磨阀片11的第四流道17过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件12的第五流道18过流面积与第六流道19过流面积相等;所述动阀部件10的第一流道14过流面积与静阀部件12的第五流道18过流面积相等。动力总成9为头数为5:6或者7:8的螺杆马达。
[0013] 如图5和图6所示,动力总成9偏心转动时,带动动阀部件10 —起转动,动阀部件10的一个第一流道14和三个第二流道15与耐磨阀片11的一个第三流道16和两个第四流道17之间配合形成的过流面积大小会出现周期性的改变,形成水击脉冲,带动加压总成6产生轴向运动,从而将压力加至钻柱上,增加水平井轴向加压,降低钻柱与井壁之间的摩擦阻力,提高水平段延伸钻进能力。
[0014] 该工具能够提高长水平段水平井和大位移井水平段的延伸钻进能力;如果将工具安放在近钻头附近,工具的轴向脉冲可以降低钻头的轴向振动强度,提高钻头与岩石的均匀接触时间,从而提高机械钻速;工具的轴向振动可以有效破坏水平段已形成的岩肩床,并能预防卡钻;而且该工具还可以提高井深轨迹控制精度,以及轨迹的平滑性,有效的减少钻井工具面不稳定造成的钻井台阶。

Claims (3)

1.长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具,主要包括传动轴(I )、下密封总成(2)、传动轴壳体(3)、隔套(4)、加压总成壳体(5)、加压总成(6)、活塞套(7)、上密封总成(8)、动力总成(9)、动阀部件(10)、耐磨阀片(11)、静阀部件(12)、下接头(13);传动轴壳体(3)、加压总成壳体(5)、动力总成(9)和下接头(13)从上至下依次靠螺纹连接,传动轴(I)与传动轴壳体(3)内孔配合,上端与活塞套(7)靠螺纹连接;下密封总成(2)安装在传动轴(I)与传动轴壳体(3)配合面上;隔套(4)安装在传动轴壳体(3)上端,放置在传动轴(I)与加压总成壳体(5)配合形成的环空内;加压总成(6)安装在隔套(4)与活塞套(7)之间,放置在传动轴(I)与加压总成壳体(5)配合形成的环空内;上密封总成(8)安装在活塞套(7)与加压总成壳体(5)配合面上;动阀部件(10)与动力总成(9)下端靠螺纹连接;静阀部件(12)安装在下接头(13)上端内孔中,耐磨阀片(11)安装在静阀部件(12)上端内孔中;所述动阀部件(10)内部有一个第一流道(14)和三个第二流道(15);所述耐磨阀片(11)内部有一个第三流道(16)和两个第四流道(17);所述静阀部件(12)内部有一个第五流道(18)、一个第七流道(20)和两个第六流道(19);第三流道(16)、第五流道(18)和第七流道(20)同轴线,形成钻井液过流孔;两个第四流道(17)和两个第六流道(19)同轴线,形成钻井液过流孔。
2.根据权利要求1所述的长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具,其特征在于:所述动阀部件(10)的第一流道(14)过流面积是第二流道(15)过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件(12)的第七流道(20)过流面积是耐磨阀片(11)的第三流道(16)过流面积的1.2-1.5倍,耐磨阀片(11)的第三流道(16)过流面积是静阀部件(12)的第五流道(18)过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件(12)的第六流道(19)过流面积是耐磨阀片(11)的第四流道(17)过流面积的1.2-1.5倍;所述静阀部件(12)的第五流道(18)过流面积与第六流道(19)过流面积相等;所述动阀部件(10)的第一流道(14)过流面积与静阀部件(12)的第五流道(18)过流面积相等。
3.根据权利要求1所述的长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具,其特征在于:所述动力总成(9)为头数为5:6或者7:8的螺杆马达。
CN201510594516.8A 2015-09-18 2015-09-18 长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具 Pending CN105221073A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510594516.8A CN105221073A (zh) 2015-09-18 2015-09-18 长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510594516.8A CN105221073A (zh) 2015-09-18 2015-09-18 长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105221073A true CN105221073A (zh) 2016-01-06

Family

ID=54990297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510594516.8A Pending CN105221073A (zh) 2015-09-18 2015-09-18 长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105221073A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105840128A (zh) * 2016-04-14 2016-08-10 邓福成 涡流振动装置
CN105888554A (zh) * 2016-05-23 2016-08-24 宝鸡市远深石油设备新技术有限公司 液动推复冲击振荡器
CN108386142A (zh) * 2018-03-20 2018-08-10 西南石油大学 一种冲扭耦合作用减阻减摩工具
CN111561284A (zh) * 2020-06-23 2020-08-21 湖北省息壤科技有限公司 一种机械振动解堵增注增油方法及机械振动装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202157748U (zh) * 2011-08-09 2012-03-07 西南石油大学 一种钻井用脉动冲击装置
CN102418479A (zh) * 2011-08-01 2012-04-18 西南石油大学 一种钻柱轴向振荡工具
CN102747974A (zh) * 2012-06-15 2012-10-24 中国石油化工股份有限公司 一种水平井钻井震动器
CN202689936U (zh) * 2012-08-14 2013-01-23 中国石油天然气集团公司 一种水力液压振动器
CN103696693A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 山东陆海石油装备有限公司 钻井用水力振荡器
CA2836182A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-13 Tll Oilfield Consulting Ltd. Downhole drilling tool
CN104165027A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 长江大学 石油钻井用三维涡轮振动器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102418479A (zh) * 2011-08-01 2012-04-18 西南石油大学 一种钻柱轴向振荡工具
CN202157748U (zh) * 2011-08-09 2012-03-07 西南石油大学 一种钻井用脉动冲击装置
CN102747974A (zh) * 2012-06-15 2012-10-24 中国石油化工股份有限公司 一种水平井钻井震动器
CN202689936U (zh) * 2012-08-14 2013-01-23 中国石油天然气集团公司 一种水力液压振动器
CA2836182A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-13 Tll Oilfield Consulting Ltd. Downhole drilling tool
CN104165027A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 长江大学 石油钻井用三维涡轮振动器
CN103696693A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 山东陆海石油装备有限公司 钻井用水力振荡器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105840128A (zh) * 2016-04-14 2016-08-10 邓福成 涡流振动装置
CN105840128B (zh) * 2016-04-14 2019-04-19 邓福成 涡流振动装置
CN105888554A (zh) * 2016-05-23 2016-08-24 宝鸡市远深石油设备新技术有限公司 液动推复冲击振荡器
CN108386142A (zh) * 2018-03-20 2018-08-10 西南石油大学 一种冲扭耦合作用减阻减摩工具
CN111561284A (zh) * 2020-06-23 2020-08-21 湖北省息壤科技有限公司 一种机械振动解堵增注增油方法及机械振动装置
CN111561284B (zh) * 2020-06-23 2022-02-08 湖北省息壤科技有限公司 一种机械振动解堵增注增油方法及机械振动装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202157748U (zh) 一种钻井用脉动冲击装置
CN102587832B (zh) 一种用于降低水平井段摩阻的防托压工具
CN105221073A (zh) 长水平段水平井用水击脉冲振动加压工具
CN102418479A (zh) 一种钻柱轴向振荡工具
CN201513157U (zh) 一种可反洗井双重密封单流阀
CN106639944B (zh) 一种涡轮式井下水力振荡器
CN203239230U (zh) 一种井下射流辅助钻井提速装置
WO2016150113A1 (zh) 螺杆钻具及其破岩钻井方法
CN202152634U (zh) 频率可调脉冲射流提速装置
CN104165027A (zh) 石油钻井用三维涡轮振动器
CN109707313A (zh) 叶轮式多脉冲水力振荡器
CN204200083U (zh) 一种钻柱式随钻微扩眼工具
CN205089217U (zh) 一种具有减震效果的钻井工具
CN103953279A (zh) 一种往复冲击潜孔锤钻井工具
CN105178860B (zh) 一种扭摆振荡器
CN200975230Y (zh) 一种水力脉冲振动固井引鞋
CN201386505Y (zh) 新型阀式双作用液动冲击器
CN205154007U (zh) 螺杆钻具
CN203701958U (zh) 一种小型液压式带压钻孔机
CN206539310U (zh) 一种钻井辅助破岩工具
CN108386142A (zh) 一种冲扭耦合作用减阻减摩工具
CN204419043U (zh) 柔性自减震钻头
CN106593306A (zh) 一种多维冲击器
CN204782846U (zh) 井下液力助推器
CN202152635U (zh) 一种钻柱轴向振荡工具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160106

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication