CN106703714A - 液动减阻器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液动减阻器，包括由上至下顺次连接的上接头、壳体和下接头，上接头、壳体和下接头均为上下贯通且内部中空的管状结构，壳体的内部设有转子和盘阀组件，转子能转动的设置在壳体的内部，转子的外壁与壳体的内壁贴合接触，盘阀组件位于转子的下方，且盘阀组件分别与转子和下接头连接。本发明提供的液动减阻器能将钻柱与井壁或套管壁之间的滑动摩擦改变为振动摩擦，从而减少钻柱与井壁或套管壁之间的摩阻，以保证钻磨速度以及油管的正常起下。

Description

液动减阻器

技术领域

本发明涉及井下工具技术领域，尤其是指一种液动减阻器。

背景技术

在石油、天然气及煤气钻井及开发过程中，现阶段各种技术已趋于成熟，定向井、水平井、丛式井等越来越广泛地应用，这类井身结构的设计能更好更准确地钻至理想的靶位，提高石油开采的效率和产量，最大限度地节约开采成本。

然而，定向井、水平井在施工过程中也有不少困难，比如钻井时钻压施加困难、完井时油管起下困难、磨桥塞也不能有效地施加钻压等。其根本原因在于：在定向井、水平井中，由于存在长距离的井身水平走向，使大部分钻柱或油管管柱平躺在井眼内，其中大部分的钻井或下放压力被消耗在克服钻柱的摩擦阻力上，所以地面设备很难给钻头施加足够的压力用以破碎岩石或铣磨桥塞；同时，地面操作工程师也很难弄清楚钻头处的精确压力，导致钻磨速度受到很大的限制。另外，在完井的油管作业中，由于油管本身重量较轻、挠性很大，在条件恶劣的情况下甚至会出现油管下不下去，无法下至设计井深处，特别是连续油管作业时更明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过改变钻柱与井壁或套管壁之间的摩擦形式来降低摩阻，从而保证钻磨速度以及油管的正常起下。

为达到上述目的，本发明提供了一种液动减阻器，其中，所述液动减阻器包括由上至下顺次连接的上接头、壳体和下接头，所述上接头、所述壳体和所述下接头均为上下贯通且内部中空的管状结构，所述壳体的内部设有转子和盘阀组件，所述转子能转动的设置在所述壳体的内部，所述转子的外壁与所述壳体的内壁贴合接触，所述盘阀组件位于所述转子的下方，且所述盘阀组件分别与所述转子和所述下接头连接；

所述转子的外壁上呈螺旋状盘绕凹设有多条螺旋流道，所述螺旋流道连通位于所述转子上方的所述壳体的内部以及位于所述转子下方的所述壳体的内部；

所述盘阀组件包括上盘阀和下盘阀，所述上盘阀与所述转子连接，所述下盘阀与所述下接头连接，所述上盘阀的下表面与所述下盘阀的上表面贴合接触，所述上盘阀上设有上斜向流道，所述上斜向流道的上端口的中心位于所述上盘阀的轴线上，且所述上斜向流道的轴线与所述上盘阀的轴线之间具有夹角，所述下盘阀上设有下斜向流道，所述下斜向流道的下端口的中心位于所述下盘阀的轴线上，所述下斜向流道的轴线与所述下盘阀的轴线之间具有夹角，所述螺旋流道、所述上斜向流道及所述下斜向流道由上至下顺次连通。

如上所述的液动减阻器，其中，所述转子由上至下包括一体成型的第一段、第二段和第三段，所述上盘阀连接于所述第三段的下端面上，所述第一段的直径小于所述第二段的直径，所述第二段的上端的外壁面形成由上至下直径渐扩的上过渡面，所述第三段的上端直径小于所述第二段的直径，所述第二段的下端的外壁面形成有由上至下直径渐缩的下过渡面，多条所述螺旋流道凹设在所述第二段的外壁上，且多条所述螺旋流道分别贯穿所述上过渡面和所述下过渡面，所述第三段的下端的外壁与所述壳体的内壁贴合接触，在所述第三段的外壁上，所述第三段的上端与所述第三段的下端之间形成有由上至下直径渐扩的环面，所述环面、所述壳体的内壁、所述第三段的上端的外壁以及所述上过渡面围合形成下环腔，所述第三段的下端内部设有通道，所述通道与所述上斜向流道连通，所述环面上开设有连通所述下环腔与所述通道的通孔。

如上所述的液动减阻器，其中，所述液动减阻器还包括扶正套，所述扶正套设置在所述壳体的内部，且所述扶正套与所述壳体的内壁螺纹连接，在所述上接头与所述壳体连接的状态下，所述扶正套的上端面与所述上接头的下端面贴合接触，所述转子的所述第一段插入所述扶正套中并与所述扶正套转动连接，所述扶正套的下端面、所述上过渡面和所述壳体的内壁形成上环腔，所述扶正套的侧壁内部形成有多个贯通所述扶正套的上端面和所述扶正套的下端面的轴向流道，所述轴向流道连通所述上接头的内部与所述上环腔。

如上所述的液动减阻器，其中，所述转子的所述第三段通过过渡接头与所述上盘阀连接，所述通道的上部分的内径小于所述通道的下部分的内径，所述通道的内壁上形成台阶面，所述过渡接头的上端插入所述通道中与所述通道的下部分的内壁螺纹连接，且所述过渡接头的上端面抵靠在所述台阶面上，所述过渡接头的中心开设有贯穿所述过渡接头的上端面和所述过渡接头的下端面的过渡流道，所述过渡流道的内径与所述通道的上部分的内径相等，所述上盘阀连接在所述过渡接头的下端面上，且所述过渡流道连通所述通道与所述上斜向流道。

如上所述的液动减阻器，其中，所述壳体的内部还设有支撑套，所述支撑套呈上下贯通的中空管状，所述支撑套贴合套设在所述过渡接头的下端的外侧、所述上盘阀的外侧以及所述下盘阀的外侧，且所述支撑套的外侧与所述壳体的内壁贴合接触，所述支撑套的下表面抵靠在所述下接头的上端面上。

如上所述的液动减阻器，其中，位于所述转子的下端面下方的所述壳体的内径大于位于所述转子的下端面上方的所述壳体的内径，在所述壳体的内壁上形成有沿着所述壳体的径向延伸的第一环形端面，所述第一环形端面与所述转子的所述第三段的下端面平齐；位于所述支撑套的上端面上方的所述过渡接头的外径小于位于所述支撑套的上端面下方的所述过渡接头的外径，在所述过渡接头的外壁上形成有沿着所述过渡接头的径向延伸的第二环形端面，所述第二环形端面与所述支撑套的上端面平齐；所述壳体的内壁、所述第一环形端面、所述转子的所述第三段的下端面、所述过渡接头的外壁、所述第二环形端面和所述支撑套的上端面围合形成环形腔。

如上所述的液动减阻器，其中，所述环形腔中安装有轴承，所述轴承套设在所述过渡接头上；所述轴承的内圈固定在所述过渡接头的外壁上，且所述轴承的内圈的上端面抵靠在所述转子的所述第三段的下端面上，所述轴承的内圈的下端面抵靠在所述第二环形端面上；所述轴承的外圈固定在所述壳体的内壁上，所述轴承的外圈的上端面抵靠在所述第一环形端面上，所述轴承的外圈的下端面抵靠在所述支撑套的上端面上。

如上所述的液动减阻器，其中，所述上盘阀通过第一螺柱固定在所述过渡接头的下端面上，所述第一螺柱由下至上顺次贯穿所述上盘阀的下端面和所述上盘阀的上端面，且所述第一螺柱沿着所述过渡接头的轴向螺纹连接至所述过渡接头的侧壁内部；所述下盘阀通过第二螺柱固定在所述下接头的上端面上，所述第二螺柱由上至下顺次贯穿所述下盘阀的上端面和所述下盘阀的下端面，且所述第二螺柱沿着所述下接头的轴向螺纹连接至所述下接头的侧壁内部。

如上所述的液动减阻器，其中，所述上斜向流道的上端口的口径与所述过渡流道的内径相等，且所述上斜向流道的上端口的中心与所述过渡流道的径向中心重合；所述下斜向流道的下端口的口径小于或等于所述下接头的内径，且所述下斜向流道的下端口的中心与所述下接头的径向中心重合。

如上所述的液动减阻器，其中，所述上接头的轴线、所述壳体的轴线、所述转子的轴线、所述过渡接头的轴线以及所述下接头的轴线重合。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的液动减阻器，当流体从上接头进入壳体内部后，仅能沿着转子外壁上的螺旋流道向下流动，在流体压力的推动下，转子转动，并带动上盘阀转动，上盘阀上的上斜向流道的下端口与固定在下接头上的下盘阀的下斜向流道的上端口之间的连通面积随着上盘阀的转动呈周期性变化，使得整个钻柱受到周期性振动，从而将钻柱与井壁或套管壁之间的滑动摩擦改变为振动摩擦，从而减少钻柱与井壁或套管壁之间的摩阻，以保证钻磨速度以及油管的正常起下。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明提供的液动减阻器的结构示意图；

图2是图1中A处结构放大示意图；

图3是本发明提供的液动减阻器的转子的局部剖视结构图；

图4是本发明提供的液动减阻器的转子的第二段的径向剖面图；

图5是本发明提供的液动减阻器的转子的第三段的径向结构示意图；

图6是本发明提供的液动减阻器的扶正套的径向剖面图；

图7是本发明提供的液动减阻器的下盘阀的侧视剖面图；

图8是本发明提供的液动减阻器的下盘阀的俯视图；

图9A、图9B、图9C、图9D和图9E是本发明提供的液动减阻器的上盘阀与下盘阀之间连通面积变化示意图。

附图标号说明：

1 上接头

2 壳体

21 下环腔

22 上环腔

23 第一环形端面

24 环形腔

3 下接头

4 转子

41 第一段

42 第二段

421 上过渡面

422 下过渡面

43 第三段

431 环面

4311 通孔

432 通道

44 螺旋流道

5 盘阀组件

51 上盘阀

511 上斜向流道

512 第一螺柱

52 下盘阀

521 下斜向流道

522 第二螺柱

6 扶正套

61 轴向流道

7 过渡接头

71 过渡流道

72 第二环形端面

8 支撑套

9 轴承

91 内圈

92 外圈

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1及图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，液动减阻器包括由上至下顺次连接的上接头1、壳体2和下接头3，上接头1、壳体2和下接头3均为上下贯通且内部中空的管状结构，在使用时，流体从上接头1进入壳体2的内部，沿着壳体2的轴向到达下接头3并从下接头3流出，壳体2的内部设有转子4和盘阀组件5，转子4能转动的设置在壳体2的内部，转子4的外壁与壳体2的内壁贴合接触，盘阀组件5位于转子4的下方，且盘阀组件5分别与转子4和下接头3连接，在流体流过壳体2内部的同时，推动转子4转动，并带动盘阀组件5中与转子4连接的部分一同转动。

转子4的外壁上呈螺旋状盘绕凹设有多条螺旋流道44，螺旋流道44连通位于转子4上方的壳体2的内部以及位于转子4下方的壳体2的内部，由于转子4的外壁上未凹设螺旋流道44的位置均与壳体2的内壁贴合接触，因此，进入上接头1的流体只能沿着螺旋流道44向下流动并穿过转子4从而到达下接头3处，流体在螺旋流道44中流动时，在流体的压力作用下，推动转子4转动并带动盘阀组件5中与转子4连接的部分一同转动。

盘阀组件5包括上盘阀51和下盘阀52，上盘阀51与转子4连接，下盘阀52与下接头3连接，上盘阀51在转子4转动时一同转动，下盘阀52固定在下接头3上保持不动，转子4带动上盘阀51转动时，上盘阀51与下盘阀52之间产生相对转动，上盘阀51的下表面与下盘阀52的上表面贴合接触，上盘阀51上设有供流体穿过的上斜向流道511，上斜向流道511的上端口的中心位于上盘阀51的轴线上，且上斜向流道511的轴线与上盘阀51的轴线之间具有夹角，即上斜向流道511的下端口的中心偏离上盘阀51的轴线，不在上盘阀51的轴线上，上斜向流道511的下端口与上盘阀51的下端面不是同心圆，下盘阀52上设有供流体穿过的下斜向流道521，下斜向流道521的下端口的中心位于下盘阀52的轴线上，下斜向流道521的轴线与下盘阀52的轴线之间具有夹角(参见图7及图8)，即下斜向流道521的上端口的中心偏离下盘阀52的轴线，不在下盘阀52的轴线上，下斜向流道521的上端口与下盘阀52的上端面不是同心圆。

在上盘阀51转动的过程中，由于上斜向流道511的下端口的位置随着转子4的转动不断变换，上斜向流道511的下端口与下斜向流道521的上端口的重合面积呈周期性变化，当上斜向流道511的下端口转动至壳体2的一侧时，上斜向流道511的下端口与下斜向流道521的上端口完全重合，此时上斜向流道511与下斜向流道521之间的连通面积最大；在转动至连通面积最大的位置后，继续转动时，上斜向流道511与下斜向流道521之间变为部分连通，直至上斜向流道511的下端口转动至壳体2的另一侧，此时，上斜向流道511与下斜向流道521之间的连通面积最小；接着，上盘阀51继续转动，上盘阀51的下端口与下盘阀52的上端口之间的面积又逐渐变大，直至上盘阀51的下端口重新回到壳体2的一侧与下盘阀52的上端口完全重合，完成一个循环周期。因此，转子4的转动过程中，上斜向流道511与下斜向流道521之间的连通面积呈周期性变化，使钻柱内的流体压力形成周期性的小幅波动，在波动的压力作用下，使整个钻柱震动，从而减小钻柱与井壁或套管壁的摩擦形式，以达到降低摩阻的目的。

其中，螺旋流道44、上斜向流道511及下斜向流道521由上至下顺次连通，穿过螺旋流道44的流体顺次穿过上斜向流道511和下斜向流道521后到达下接头3的内部。

进一步地，如图1、图3、图4及图5所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，转子4由上至下包括一体成型的第一段41、第二段42和第三段43，上盘阀51连接于第三段43的下端面上，第一段41的直径小于第二段42的直径，第二段42的上端的外壁面形成由上至下直径渐扩的上过渡面421，上过渡面421的上缘的直径与第一段41的直径相等，第三段43的上端直径小于第二段42的直径，第二段42的下端的外壁面形成有由上至下直径渐缩的下过渡面422，下过渡面422的下缘直径与第三段43的上端的直径相等，多条螺旋流道44凹设在第二段42的外壁上，且多条螺旋流道44分别贯穿上过渡面421和下过渡面422，通过设置上过渡面421和下过渡面422，在流体流入螺旋通道432和流出螺旋通道432时能增加螺旋流道44的入口面积与出口面积，有利于流体的快速流动。

第三段43的下端的外壁与壳体2的内壁贴合接触，在第三段43的外壁上，第三段43的上端与第三段43的下端之间形成有由上至下直径渐扩的环面431，即可以理解为，第三段43包括上段和下段，上段的直径与下过渡面422的下缘的直径相等，上段的外壁与壳体2的内壁之间相互不贴合，下段的外壁与壳体2的内壁贴合接触；环面431、壳体2的内壁、第三段43的上端的外壁(即第三段43的上段的外壁)以及上过渡面421围合形成下环腔21，可以理解的是，下环腔21是环绕在转子4外侧的环形的腔体，第三段43的下端内部设有通道432，通道432与上斜向流道511连通，环面431上开设有连通下环腔21与通道432的通孔4311，通孔4311的延伸方向为：由上至下，通孔4311的轴线朝向靠近转子4的轴线的方向延伸。从上接头1进入至壳体2内部的流体，穿过螺旋流道44后进入至下环腔21中，然后沿着通孔4311进入至第三段43的内部的通道432中并流经上盘阀51、下盘阀52并最终从下接头3流出。

进一步地，如图1及图6所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，液动减阻器还包括扶正套6，扶正套6设置在壳体2的内部，且扶正套6与壳体2的内壁螺纹连接，在上接头1与壳体2连接的状态下，扶正套6的上端面与上接头1的下端面贴合接触，转子4的第一段41插入扶正套6中并与扶正套6转动连接，通过设置扶正套6能对转子4起到扶正作用，保证转子4的轴线与壳体2的轴线始终保持重合状态，防止出现转子4在壳体2内转动时由于倾斜而与壳体2内部产生较大的摩擦甚至卡死而影响本发明的正常使用的情况。

扶正套6的下端面、上过渡面421和壳体2的内壁形成上环腔22，可以理解的是，上环腔22是环绕在转子4外侧的环形的腔体，扶正套6的侧壁内部形成有多个贯通扶正套6的上端面和扶正套6的下端面的轴向流道61，轴向流道61连通上接头1的内部与上环腔22。进入上接头1的流体穿过轴向流道61后进入上环腔22内，然后从上环腔22内进入螺旋流道44向下流动并进入下环腔21内，接着穿过环面431上的通孔4311进入第三段43内部的通道432中并顺次流经上盘阀51和下盘阀52并最终从下接头3流出。

更进一步地，如图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，转子4的第三段43通过过渡接头7与上盘阀51连接，通道432的上部分的内径小于通道432的下部分的内径，通过通道432的内径的变化，在通道432的内壁上形成台阶面，过渡接头7的上端插入通道432中与通道432的下部分的内壁螺纹连接，且过渡接头7的上端面抵靠在台阶面上，过渡接头7的中心开设有贯穿过渡接头7的上端面和过渡接头7的下端面的过渡流道71，过渡流道71的内径与通道432的上部分的内径相等，上盘阀51连接在过渡接头7的下端面上，且过渡流道71连通通道432与上斜向流道511，穿过环面431上的通孔4311进入通道432中的流体穿过过渡流道71进入上斜向流道511中。

其中，过渡流道71的直径与上斜向流道511的上端口的口径相等，过渡流道71在与上斜向流道511连通时，二者的连通面积就是上斜向流道511的上端口的面积，如此从通道432开始，通道432、过渡流道71以及上斜向流道511的内径基本相等，以保证流体在三者之中顺利流动，不会出现由于内壁有凹凸不平而造成流体的流动不稳定等不良影响。

作为优选，如图1及图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，壳体2的内部还设有支撑套8，支撑套8呈上下贯通的中空管状，支撑套8贴合套设在过渡接头7的下端的外侧、上盘阀51的外侧以及下盘阀52的外侧，且支撑套8的外侧与壳体2的内壁贴合接触，支撑套8的下表面抵靠在下接头3的上端面上。通过设置支撑套8能对过渡接头7、上盘阀51和下盘阀52的位置进行保持，与扶正套6的作用相似，使过渡接头7、上盘阀51和下盘阀52三者的轴线始终与壳体2的轴线重合，避免出现转动过程中由于偏心而导致摩擦过大甚至卡死的情况，保证本发明的正常使用。

作为优选，如图1及图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，位于转子4的下端面下方的壳体2的内径大于位于转子4的下端面上方的壳体2的内径，通过内径的变化，在壳体2的内壁上形成有沿着壳体2的径向延伸的第一环形端面23，第一环形端面23与转子4的第三段43的下端面平齐；位于支撑套8的上端面上方的过渡接头7的外径小于位于支撑套8的上端面下方的过渡接头7的外径，在过渡接头7的外壁上形成有沿着过渡接头7的径向延伸的第二环形端面72，第二环形端面72与支撑套8的上端面平齐；壳体2的内壁、第一环形端面23、转子4的第三段43的下端面、过渡接头7的外壁、第二环形端面72和支撑套8的上端面围合形成环形腔24。通过改变壳体2的内径以及过渡接头7的外径来形成环形腔24，能够减少过渡接头7与壳体2之间的接触面积，在过渡接头7随转子4转动时能有效减少过渡接头7受到的转动摩擦，从而保证过渡接头7的使用寿命。

作为优选，如图1及图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，环形腔24中安装有轴承9，轴承9套设在过渡接头7上；轴承9的内圈91固定在过渡接头7的外壁上，且轴承9的内圈91的上端面抵靠在转子4的第三段43的下端面上，轴承9的内圈91的下端面抵靠在第二环形端面72上；轴承9的外圈92固定在壳体2的内壁上，轴承9的外圈92的上端面抵靠在第一环形端面23上，轴承9的外圈92的下端面抵靠在支撑套8的上端面上。如此设置，轴承9将环形腔24填满，轴承9的内圈91与过渡接头7固定连接，轴承9的外圈92与壳体2的内壁固定连接，在转子4带动过渡接头7转动时，轴承9的内圈91转动，外圈92静止，通过设置轴承9，在保证过渡接头7转动时不会受到过大的转动摩擦力的同时，还能对过渡接头7的中段起到扶正作用，由于过渡接头7与转子4连接，相当于对转子4的下端进行扶正，与套设于转子4的第一段41外侧的扶正套6共同作用，从转子4的上端和下端同时对转子4进行扶正，能有效防止过渡接头7及转子4在转动过程中发生倾斜的情况，保证本发明的正常使用。

作为优选，如图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，上盘阀51通过第一螺柱512固定在过渡接头7的下端面上，第一螺柱512由下至上顺次贯穿上盘阀51的下端面和上盘阀51的上端面，且第一螺柱512沿着过渡接头7的轴向螺纹连接至过渡接头7的侧壁内部，如此，在转子4带动过渡接头7转动时，由于第一螺柱512的定位作用，使得上盘阀51与过渡接头7一同转动；下盘阀52通过第二螺柱522固定在下接头3的上端面上，第二螺柱522由上至下顺次贯穿下盘阀52的上端面和下盘阀52的下端面，且第二螺柱522沿着下接头3的轴向螺纹连接至下接头3的侧壁内部，下盘阀52始终与下接头3一同保持固定不动，当上接头1转动时，二者之间产生相对转动，使得上斜向流道511的下端口的位置不断变化，从而使上斜向流道511与下斜向流道521之间的连通面积随着上盘阀51的转动呈周期性变化。

作为优选，如图1及图2所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，上斜向流道511的上端口的口径与过渡流道71的内径相等，且上斜向流道511的上端口的中心与过渡流道71的径向中心重合；下斜向流道521的下端口的口径小于或等于下接头3的内径，且下斜向流道521的下端口的中心与下接头3的径向中心重合。如此设置，能让过渡流道71与上斜向流道511之间以及下斜向流道521与下接头3内部之间的连接呈现连续的过渡，在流体流动过程中不会出现由于连接处内径不同而出现凸起从而对流体的流动造成阻碍的情况。

作为优选，如图1所示，本发明提供了一种液动减阻器，其中，上接头1的轴线、壳体2的轴线、转子4的轴线、过渡接头7的轴线以及下接头3的轴线重合，需要说明的是，扶正套6的轴线、支撑套8的轴线以及轴承9的轴线也与壳体2的轴线重合。保证本发明各个部件均为同轴设置，有利于在转动过程中使得本发明各个部件受到均匀的转动摩擦，从而避免不均匀摩擦对本发明各个部件带来的伤害，保证本发明的使用寿命。

请顺次参见图9A、图9B、图9C、图9D和图9E，在正常工作时，流体穿过上接头1和扶正套6上的轴向流道61流向转子4的螺旋流道44，再通过环面431上的通孔4311使流体转向，进入转子4的第三段43内部的通道432中，进而继续流向上盘阀51的上斜向流道511和下盘阀52的下斜向流道521。从扶正套6上的轴向流道61流向转子4的流体会冲击螺旋流道44，使转子4转动起来，过渡接头7随着转子4转动，并带动上盘阀51转动。由于上斜向流道511和下斜向流道521均为斜向流道，而它们的端面贴合，所以实际过流面积为上斜向流道511的下端口与上斜向流道511的上端口的重合部分，随着上盘阀51的转动，重合部分的面积会周期性地变化，如图9A、图9B、图9C、图9D和图9E，其中，图9A中过流面积最小，图9E中过流面积最大，这样就使得本发明的过流面积时大时小，从而引起钻柱内流体压力的周期性波动，如假设计整根钻柱挠性很大，类似一根软管，此压力波动便会引起整根钻柱震动。在钻井中使用时，由于钻杆尺寸较大，其挠性不大，需配合使用减震器，使钻柱有轴向伸缩空间，在压力波动时，整个钻柱形成轴向震动，以减震器为中心，向上下两端扩展开来；在油管作业中使用时，由于油管尺寸较小、壁薄，其本身挠性很大，所以不需要配合其它工具，在压力波动时，整个油管钻柱就会形成震动。震动的钻柱与井壁或套管壁之间形成了动摩擦，相比未震动前的静摩擦形式，此时的钻柱与井壁或套管壁之间的摩阻会明显降低，从而解决了钻井时钻压施加困难和完井时油管起下困难、钻压施加困难等问题，达到更好地进行钻井和完井作业的目的。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的液动减阻器，当流体从上接头进入壳体内部后，仅能沿着转子外壁上的螺旋流道向下流动，在流体压力的推动下，转子转动，并带动上盘阀转动，上盘阀上的上斜向流道的下端口与固定在下接头上的下盘阀的下斜向流道的上端口之间的连通面积随着上盘阀的转动呈周期性变化，使得整个钻柱受到周期性振动，从而将钻柱与井壁或套管壁之间的滑动摩擦改变为振动摩擦，从而减少钻柱与井壁或套管壁之间的摩阻，以保证钻磨速度以及油管的正常起下。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种液动减阻器，其特征在于，所述液动减阻器包括由上至下顺次连接的上接头、壳体和下接头，所述上接头、所述壳体和所述下接头均为上下贯通且内部中空的管状结构，所述壳体的内部设有转子和盘阀组件，所述转子能转动的设置在所述壳体的内部，所述转子的外壁与所述壳体的内壁贴合接触，所述盘阀组件位于所述转子的下方，且所述盘阀组件分别与所述转子和所述下接头连接；

所述转子的外壁上呈螺旋状盘绕凹设有多条螺旋流道，所述螺旋流道连通位于所述转子上方的所述壳体的内部以及位于所述转子下方的所述壳体的内部；

所述盘阀组件包括上盘阀和下盘阀，所述上盘阀与所述转子连接，所述下盘阀与所述下接头连接，所述上盘阀的下表面与所述下盘阀的上表面贴合接触，所述上盘阀上设有上斜向流道，所述上斜向流道的上端口的中心位于所述上盘阀的轴线上，且所述上斜向流道的轴线与所述上盘阀的轴线之间具有夹角，所述下盘阀上设有下斜向流道，所述下斜向流道的下端口的中心位于所述下盘阀的轴线上，所述下斜向流道的轴线与所述下盘阀的轴线之间具有夹角，所述螺旋流道、所述上斜向流道及所述下斜向流道由上至下顺次连通。

2.根据权利要求1所述的液动减阻器，其特征在于，所述转子由上至下包括一体成型的第一段、第二段和第三段，所述上盘阀连接于所述第三段的下端面上，所述第一段的直径小于所述第二段的直径，所述第二段的上端的外壁面形成由上至下直径渐扩的上过渡面，所述第三段的上端直径小于所述第二段的直径，所述第二段的下端的外壁面形成有由上至下直径渐缩的下过渡面，多条所述螺旋流道凹设在所述第二段的外壁上，且多条所述螺旋流道分别贯穿所述上过渡面和所述下过渡面，所述第三段的下端的外壁与所述壳体的内壁贴合接触，在所述第三段的外壁上，所述第三段的上端与所述第三段的下端之间形成有由上至下直径渐扩的环面，所述环面、所述壳体的内壁、所述第三段的上端的外壁以及所述上过渡面围合形成下环腔，所述第三段的下端内部设有通道，所述通道与所述上斜向流道连通，所述环面上开设有连通所述下环腔与所述通道的通孔。

3.根据权利要求2所述的液动减阻器，其特征在于，所述液动减阻器还包括扶正套，所述扶正套设置在所述壳体的内部，且所述扶正套与所述壳体的内壁螺纹连接，在所述上接头与所述壳体连接的状态下，所述扶正套的上端面与所述上接头的下端面贴合接触，所述转子的所述第一段插入所述扶正套中并与所述扶正套转动连接，所述扶正套的下端面、所述上过渡面和所述壳体的内壁形成上环腔，所述扶正套的侧壁内部形成有多个贯通所述扶正套的上端面和所述扶正套的下端面的轴向流道，所述轴向流道连通所述上接头的内部与所述上环腔。

4.根据权利要求2所述的液动减阻器，其特征在于，所述转子的所述第三段通过过渡接头与所述上盘阀连接，所述通道的上部分的内径小于所述通道的下部分的内径，所述通道的内壁上形成台阶面，所述过渡接头的上端插入所述通道中与所述通道的下部分的内壁螺纹连接，且所述过渡接头的上端面抵靠在所述台阶面上，所述过渡接头的中心开设有贯穿所述过渡接头的上端面和所述过渡接头的下端面的过渡流道，所述过渡流道的内径与所述通道的上部分的内径相等，所述上盘阀连接在所述过渡接头的下端面上，且所述过渡流道连通所述通道与所述上斜向流道。

5.根据权利要求4所述的液动减阻器，其特征在于，所述壳体的内部还设有支撑套，所述支撑套呈上下贯通的中空管状，所述支撑套贴合套设在所述过渡接头的下端的外侧、所述上盘阀的外侧以及所述下盘阀的外侧，且所述支撑套的外侧与所述壳体的内壁贴合接触，所述支撑套的下表面抵靠在所述下接头的上端面上。

6.根据权利要求5所述的液动减阻器，其特征在于，位于所述转子的下端面下方的所述壳体的内径大于位于所述转子的下端面上方的所述壳体的内径，在所述壳体的内壁上形成有沿着所述壳体的径向延伸的第一环形端面，所述第一环形端面与所述转子的所述第三段的下端面平齐；位于所述支撑套的上端面上方的所述过渡接头的外径小于位于所述支撑套的上端面下方的所述过渡接头的外径，在所述过渡接头的外壁上形成有沿着所述过渡接头的径向延伸的第二环形端面，所述第二环形端面与所述支撑套的上端面平齐；所述壳体的内壁、所述第一环形端面、所述转子的所述第三段的下端面、所述过渡接头的外壁、所述第二环形端面和所述支撑套的上端面围合形成环形腔。

7.根据权利要求6所述的液动减阻器，其特征在于，所述环形腔中安装有轴承，所述轴承套设在所述过渡接头上；所述轴承的内圈固定在所述过渡接头的外壁上，且所述轴承的内圈的上端面抵靠在所述转子的所述第三段的下端面上，所述轴承的内圈的下端面抵靠在所述第二环形端面上；所述轴承的外圈固定在所述壳体的内壁上，所述轴承的外圈的上端面抵靠在所述第一环形端面上，所述轴承的外圈的下端面抵靠在所述支撑套的上端面上。

8.根据权利要求4所述的液动减阻器，其特征在于，所述上盘阀通过第一螺柱固定在所述过渡接头的下端面上，所述第一螺柱由下至上顺次贯穿所述上盘阀的下端面和所述上盘阀的上端面，且所述第一螺柱沿着所述过渡接头的轴向螺纹连接至所述过渡接头的侧壁内部；所述下盘阀通过第二螺柱固定在所述下接头的上端面上，所述第二螺柱由上至下顺次贯穿所述下盘阀的上端面和所述下盘阀的下端面，且所述第二螺柱沿着所述下接头的轴向螺纹连接至所述下接头的侧壁内部。

9.根据权利要求4所述的液动减阻器，其特征在于，所述上斜向流道的上端口的口径与所述过渡流道的内径相等，且所述上斜向流道的上端口的中心与所述过渡流道的径向中心重合；所述下斜向流道的下端口的口径小于或等于所述下接头的内径，且所述下斜向流道的下端口的中心与所述下接头的径向中心重合。

10.根据权利要求4所述的液动减阻器，其特征在于，所述上接头的轴线、所述壳体的轴线、所述转子的轴线、所述过渡接头的轴线以及所述下接头的轴线重合。