CN106639864A - 一种振动冲击短节 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涉及油气勘探开发钻井动力钻具技术领域的振动冲击短节，包括：短节壳体接头上部与旁通阀通过螺纹连接，下壳体下部螺纹连接动力钻具，壳体接头下部与滑动花键轴连接，滑动花键轴装在内花键筒内部，中间壳体内部有动盘阀和静盘阀，动盘阀能够相对于静盘阀自由转动，周期性关闭静盘阀上的部分钻井液过流通道，实现周期性地改变钻井液过流面积，产生一定的压力变化，在变化压力的作用下对钻头产生周期性的冲击力，下壳体内部设有动力传动转换装置，将下部马达的动力传递给动盘阀。将本发明用于动力钻具时，通过结合振动冲击钻进的单次破岩作用与旋转钻进的连续破岩作用，提高动力钻具钻坚硬、研磨性地层的机械钻速。
Description
所属技术领域
本发明涉及油气勘探开发钻井动力钻具技术领域，尤其涉及一种产生振动冲击的短节。
背景技术
在利用长水平井、大位移井开发油气藏钻井过程中，钻遇坚硬且研磨性强的地层时，使用常规动力钻具普遍存在机械钻速低的问题，在旋转的基础上，增加冲击动力，将冲击钻进的单次破岩作用与旋转钻进的连续破岩作用相结合，提高破岩效率，能够有效的提高坚硬、研磨性地层钻井机械钻速。目前已有的专利号为201420707866.1的《水力脉动振荡马达》利用水击效应使整个钻柱产生振荡，上部钻具与动力钻具之间通过螺纹连接，形成刚性连接，由此对钻头产生的冲击效果有限，同时其下盘阀为旋转结构设计，工作时在压差作用下有分离趋势，无法形成可靠的密封，导致寿命和冲击效果不理想；申请号为201210256028.2的《一种激发钻柱振动的钻井工具》利用上部动盘阀在转动过程中周期性截止和导通流道，激发整个钻柱振动，但是当流道截止时，钻柱上串接的以泥浆为动力的工具不能正常工作，现场应用也存在局限性；同时由于上部动盘阀由导流头驱动会增加工具自身的压耗，无法适用于循环压耗高的钻井施工。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题,提供一种在动力钻具旋转破岩的基础上，为其提供冲击动力，通过将冲击钻进的单次破岩作用与旋转钻进的连续破岩作用相结合，提高动力钻具钻坚硬、研磨性地层的机械钻速的振动冲击短节。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种振动冲击短节，包括壳体接头、间隔套、滑动花键轴和内花键筒、动盘阀、静盘阀，其中：壳体接头与滑动花键轴固定连接，内花键筒套装在滑动花键轴外并与滑动花键轴构成轴向移动、周向同步旋转配合，内花键筒与滑动花键轴结合部通过凸沿搭接构成轴向密封限位配合，间隔套设在壳体接头和内花键筒的间隔内，内花键筒下部延伸有中间壳体，静盘阀密封连接在中间壳体的内凸沿上，静盘阀沿轴心孔外周间隔设置数个轴向贯通的过流孔，动盘阀顶部设有与静盘阀过流孔旋转密封配合的偏心块，动盘阀的转轴穿过静盘阀轴心孔后与动力传动转换装置连接。
上述方案还包括：
动力传动转换装置是通过联轴器与动盘阀转轴和马达驱动轴建立连接，间隔套至少为两组，每组之间留有间隙。
静盘阀通过阀座与中间壳体上的锁定螺钉密封固定，静盘阀的轴心孔设有轴承，动盘阀的转轴穿过轴承后与静盘阀构成旋转密封配合。
由于采用了上述技术方案，本发明的振动冲击短节在使用时，壳体上端与动力钻具旁通阀连接，下端与动力钻具马达壳体螺纹固定连接，钻井液从壳体接头流过，流经滑动花键轴内孔，再流经盘阀装置，再经过动力传输变换装置外环空间进入马达。马达旋转动力经动力传输变换装置传输给盘阀装置，带动盘阀装置运转从而周期性地改变钻井液过流通道面积。在静盘阀处，当钻井液过流通道面积瞬间变化到最小时，钻井液流量可以保障马达维持运转，同时由于水击效应，盘阀装置上部钻井液压力急剧升高，致使作用在静盘阀上端面上的压力相应急剧升高，从而对内花键筒及以下的钻柱包括钻头产生冲击作用；当钻井液过流通道面积瞬间变化到最大时，由于水击效应减弱，盘阀装置上部钻井液压力相应减少，对内花键筒及以下钻柱包括钻头冲击作用结束，随着盘阀的转动，与动力钻具连接的钻头产生周期性地振动冲击，振动冲击钻进的单次破岩作用与旋转钻进的连续破岩作用相结合，从而提高动力钻具钻坚硬、研磨性地层的机械钻速。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1在A-A剖视图；
图3是图1在B-B剖视图；
图中1.壳体接头，2.分隔套，3.滑动花键轴，4.内花键筒，5.密封件，6.锁紧套，7.动盘阀，8.静盘阀，9.锁紧螺钉，10.中间壳体，11.联轴器，12.下壳体，13.马达驱动轴，14.下连接件，15.上连接件，16.轴承，17.过流孔。
具体实施方式
下面结合附图说明中的图1、图2、图3对本发明进一步说明。
在图1所示中，一种振动冲击短节，短节上部包括壳体接头1和内花键筒4，其间是一对分隔套2，内花键筒4内部是滑动花键轴3，滑动花键轴3内部轴向中空贯通，上端与壳体接头1下端螺纹连接，滑动花键轴3下端是限位台阶兼盘根密封件5；短节中部是中间壳体10，上端与内花键筒4下部螺纹固定连接，中间壳体10内部设置有盘阀装置，盘阀装置包括动盘阀7和静盘阀8，静盘阀8通过锁紧螺钉9与中间壳体10固定连接，静盘阀8轴心孔用作动盘阀7轴承16，周边通孔作为钻井液过流孔17；短节下部是下壳体12，其上端与中间壳体10下端螺纹固定连接，下壳体10内部设置联轴器11，用于为盘阀装置提供定轴转动动力，其上端通过上连接件15与动盘阀7螺纹固定连接，下端通过下连接件14与马达驱动轴13连接。
参照图2，壳体接头1、内花键筒4、分隔套2及滑动花键轴3组成轴向活动接头，轴向活动接头部分采用内花键筒4和滑动花键轴3为其提供轴向位移自由度，活动接头用于分割钻柱，并保障分割开的钻柱能做轴向移动和传递扭矩。
参照图3，盘阀装置包括动盘阀7和静盘阀8，动盘阀7作定轴转动，转轴穿过静盘阀8。工作状态时，动盘阀7在钻井液压力的作用下与静盘阀8工作面紧紧贴合，保障盘阀装置工作面密封达到要求，静盘阀8周边通孔作为钻井液过流孔17，动盘阀7用于周期性关闭部分过流孔，改变钻井液过流面积。
本发明的振动冲击短节在使用时，壳体接头1上端与动力钻具旁通阀连接，下壳体12下端与动力钻具马达壳体螺纹固定连接。钻井液从壳体接头1进入短节，流经滑动花键轴3内孔，再流经盘阀过流孔17，再经过所述动力传输变换装置11外环空进入马达。马达旋转动力经动力传输变换装置11传输给动盘阀7，从而驱动动盘阀7转动，并周期性地关闭静盘阀过流孔17，改变钻井液过流面积。在盘阀装置处，当动盘阀7转动过程中关闭一个静盘阀8过流孔17时，钻柱钻井液过流面积瞬间变化到最小，此时，钻井液流量可以保障马达维持运转，同时由于水击效应，致使作用在静盘阀8上端面上的压力急剧升高，从而对内花键筒4及以下的钻柱包括钻头产生冲击作用；当动盘阀7继续转动打开前述关闭的过流孔17时，钻柱钻井液过流面积瞬间变化到最大，此时，由于水击效应减弱，静盘阀8上端面上的压力相应减少，对内花键筒4及以下钻柱包括钻头冲击作用结束。随着盘阀的转动，振动冲击短节利用液力为钻头提供周期性地振动冲击，振动冲击钻进的单次破岩作用与旋转钻进的连续破岩作用相结合，从而提高动力钻具钻坚硬、研磨性地层的机械钻速。其中，钻柱振动频率、冲击力大小可通过调节钻井液流量、钻井液性能、钻压及动盘阀7和静盘阀8的结构尺寸来得到。
Claims (3)
1. 一种振动冲击短节，包括壳体接头、间隔套、滑动花键轴和内花键筒、动盘阀、静盘阀，其特征在于：壳体接头与滑动花键轴固定连接，内花键筒套装在滑动花键轴外并与滑动花键轴构成轴向移动、周向同步旋转配合，内花键筒与滑动花键轴结合部通过凸沿搭接构成轴向密封限位配合，间隔套设在壳体接头和内花键筒之间的间隔内，内花键筒下部延伸有中间壳体，静盘阀连接在中间壳体的内凸沿上，静盘阀与中间壳体为密封连接，静盘阀沿轴心孔外周间隔设置数个轴向贯通的过流孔，动盘阀顶部设有与静盘阀过流孔旋转密封配合的偏心块，动盘阀的转轴穿过静盘阀轴心孔后与动力传动转换装置连接。
2. 根据权利要求1所述的振动冲击短节，其特征是：动力传动转换装置是通过联轴器与动盘阀转轴和马达驱动轴建立连接，间隔套至少为两组，每组之间留有间隙。
3. 根据权利要求1或2所述的振动冲击短节，其特征是：静盘阀通过阀座与中间壳体上的锁定螺钉密封固定，静盘阀的轴心孔设有轴承，动盘阀的转轴穿过轴承后与静盘阀构成旋转密封配合。
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|---|---|
| CN (1) | CN106639864B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107842307A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-27 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种钻井用扭力冲击器及方法 |
| CN107989547A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-04 | 天津立林石油机械有限公司 | 水力冲击系统 |
| CN108678659A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-19 | 西南石油大学 | 一种井下降摩低频冲击钻具 |
| CN108692903A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-23 | 长江大学 | 用于微钻实验给微pdc钻头施加扭转冲击的实验装置 |
| CN109707305A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-05-03 | 吉林大学 | 一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法 |
| CN109973016A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种盘阀式压力激发工具 |
| CN112983257A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 钻井工具 |
| CN113006681A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-22 | 北京工业大学 | 轴向振荡螺杆钻具 |
| CN113685140A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-23 | 北京工业大学 | 一种轴向振荡螺杆钻具 |
| CN116876980A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-10-13 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种脉冲复合冲击钻井工具 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5156223A (en) * | 1989-06-16 | 1992-10-20 | Hipp James E | Fluid operated vibratory jar with rotating bit |
| CN103375132A (zh) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 长江大学 | 井下旋转冲击式钻井工具 |
| CN103697107A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种马达驱动的钻柱轴向振荡减阻工具 |
| CN104213834A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-17 | 中国石油天然气集团公司 | 一种减阻工具及往复轴向工艺方法 |
| CN205172425U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-04-20 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种振动冲击短节 |
-
2015
- 2015-10-30 CN CN201510716271.1A patent/CN106639864B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5156223A (en) * | 1989-06-16 | 1992-10-20 | Hipp James E | Fluid operated vibratory jar with rotating bit |
| CN103375132A (zh) * | 2012-04-24 | 2013-10-30 | 长江大学 | 井下旋转冲击式钻井工具 |
| CN103697107A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种马达驱动的钻柱轴向振荡减阻工具 |
| CN104213834A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-17 | 中国石油天然气集团公司 | 一种减阻工具及往复轴向工艺方法 |
| CN205172425U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-04-20 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种振动冲击短节 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107842307A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-27 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种钻井用扭力冲击器及方法 |
| CN107989547A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-04 | 天津立林石油机械有限公司 | 水力冲击系统 |
| CN107989547B (zh) * | 2017-12-21 | 2024-03-29 | 天津立林石油机械有限公司 | 水力冲击系统 |
| CN109973016A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种盘阀式压力激发工具 |
| CN108678659A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-19 | 西南石油大学 | 一种井下降摩低频冲击钻具 |
| CN108692903A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-23 | 长江大学 | 用于微钻实验给微pdc钻头施加扭转冲击的实验装置 |
| CN108692903B (zh) * | 2018-05-16 | 2020-10-02 | 长江大学 | 用于微钻实验给微pdc钻头施加扭转冲击的实验装置 |
| CN109707305B (zh) * | 2019-02-02 | 2024-02-13 | 吉林大学 | 一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法 |
| CN109707305A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-05-03 | 吉林大学 | 一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法 |
| CN112983257A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 钻井工具 |
| US11946342B2 (en) | 2019-12-16 | 2024-04-02 | China Petroleum & Chemical Corporation | Drilling tool |
| CN113006681A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-22 | 北京工业大学 | 轴向振荡螺杆钻具 |
| CN113006681B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-07-05 | 北京工业大学 | 轴向振荡螺杆钻具 |
| CN113685140A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-23 | 北京工业大学 | 一种轴向振荡螺杆钻具 |
| CN116876980A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-10-13 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种脉冲复合冲击钻井工具 |
| CN116876980B (zh) * | 2023-05-26 | 2024-05-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种脉冲复合冲击钻井工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106639864B (zh) | 2018-11-16 |
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