CN110374509A - 减阻振击器双压腔螺杆钻具 - Google Patents
减阻振击器双压腔螺杆钻具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110374509A CN110374509A CN201910790958.8A CN201910790958A CN110374509A CN 110374509 A CN110374509 A CN 110374509A CN 201910790958 A CN201910790958 A CN 201910790958A CN 110374509 A CN110374509 A CN 110374509A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure chamber
- level
- outer cylinder
- double
- valve disc
- 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
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/24—Drilling using vibrating or oscillating means, e.g. out-of-balance masses
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明提供一种减阻振击器双压腔螺杆钻具，包括阀盘部分、螺杆动力部分、二级压腔、一级压腔和振击部分，阀盘部分上端连接螺杆动力部分的下端，螺杆动力部分的上端连接双公接头的下端，双公接头的上端连接二级压腔外筒的下端，二级压腔外筒的上端连接一级压腔的下端，一级压腔的下端连接振击部分的上端。本发明的有益效果是：进行两个增压腔的设计，提高振击效果及频率，由螺杆部分提供动力，通过偏阀的运动产生压力脉冲，压力脉冲通过增压腔增压产生钻柱轴向振击，可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递，进行定向滑动钻进效果明显；还可减小井下扭转，减轻横向振动并提高机械钻速。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气开采钻井工具领域，更具体地说涉及一种减阻振击器双压腔螺杆钻具。
背景技术
目前，无论是直井、定向井还是水平井，钻进过程中钻柱与井壁之间的摩阻都是影响钻速的重要因素。由钻具组合与井壁摩擦所造成的额外扭矩与摩阻导致机械钻速低、工具面控制困难、单趟钻进尺很少、异常严重的钻柱和钻头磨损等，当累积摩擦力超过所施加钻压时(或者说管柱自重下推力时)就会出现托压现象，迫使管柱发生正旋弯曲或螺旋屈曲。对于定向井和水平井而言，高摩阻还会形成弯曲井眼，从而造成钻机钻达最大深度的能力降低。根据目前研发出了冲击器、水利加压器等工具，但这些工具技术性能和质量处于较低水平，振荡效果不好，未能根本解决钻进磨阻较大的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种减阻振击器双压腔螺杆钻具。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种减阻振击器双压腔螺杆钻具，包括阀盘部分、螺杆动力部分、二级压腔、一级压腔、振击部分和双公接头，所述阀盘部分上端连接所述螺杆动力部分的下端，所述螺杆动力部分的上端连接所述双公接头的下端，所述双公接头的上端连接所述二级压腔外筒的下端，所述二级压腔外筒的上端连接所述一级压腔的下端，所述一级压腔的设置于所述振击部分的下端。
进一步，所述螺杆动力部分包括定子和转子，所述转子设置在所述定子内，所述定子的上端与所述双公接头的下端相连接。
进一步，所述阀盘部分包括动阀盘、静阀盘和下接头，所述静阀盘与所述下接头连接后，所述下接头上端与所述定子下端连接，所述转子与所述动阀盘连接且装入所述定子内。
进一步，所述二级压腔包括增压活塞和压腔外筒，所述压腔外筒下端与所述双公接头上端相连。
进一步，所述一级压腔包括补偿活塞、加长杆和碟簧外筒，所述碟簧外筒下端与所述压腔外筒上端相连，所述增压活塞与所述加长杆相连，所述碟簧外筒与所述加长杆形成容纳腔，所述腔内设有所述补偿活塞。
进一步，所述振击部分包括碟簧、花键轴、花键外壳和限位机构，所述花键轴装入所述花键外壳内且二者之间设有所述限位机构，所述花键轴的下端通过所述碟簧与所述加长杆连接，所述花键外壳的公扣端与所述碟簧外筒上端相连。
本发明的有益效果为：
本发明减阻振击器双压腔螺杆钻具结构设计进行两个增压腔的设计，提高振击效果及频率，由螺杆部分提供动力，通过偏阀的运动产生压力脉冲，压力脉冲通过增压腔增压产生钻柱轴向振击，可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递，进行定向滑动钻进效果明显；还可减小井下扭转，减轻横向振动并提高机械钻速。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明内部结构示意图；
图中：
1、花键轴；2、花键外壳；3、限位机构；4、碟簧；5、加长杆；6、碟簧外筒；
7、补偿活塞；8、压腔外筒；9、增压活塞；10、双公接头；11、定子；12、转子；
13、动阀盘；14、静阀盘；15、下接头。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1-2所示，一种减阻振击器双压腔螺杆钻具，包括阀盘部分、螺杆动力部分、二级压腔、一级压腔、振击部分和双公接头10，所述阀盘部分上端连接所述螺杆动力部分的下端，所述螺杆动力部分的上端连接双公接头10的下端，双公接头10的上端连接所述二级压腔外筒的下端，所述二级压腔外筒的上端连接所述一级压腔的下端，所述一级压腔的设置于所述振击部分的下端。
所述螺杆动力部分包括定子11和转子12，转子12设置在定子11内，定子11的上端与双公接头10的下端相连接；
所述阀盘部分包括动阀盘13、静阀盘14和下接头15，静阀盘14与下接头15连接，下接头15上端与定子11下端连接，转子12与动阀盘13连接且装入定11子内；
所述二级压腔包括增压活塞9和压腔外筒8，压腔外筒8下端与双公接头10上端相连；
所述一级压腔包括补偿活塞8、加长杆5和碟簧外筒6，碟簧外筒6下端与压腔外筒8上端相连，增压活塞9与加长杆5相连，碟簧外筒6与加长杆5形成容纳腔，所述腔内设有补偿活塞8；
所述振击部分包括碟簧4、花键轴1、花键外壳2和限位机构3，花键轴1装入花键外壳2内且二者之间设有限位机构3，限位机构3不是本专利的改进点，其能实现限位功能即可，采用现有专利中的任一种结构即可，花键轴1的下端通过碟簧4与加长杆5连接，花键外壳2的公扣端与碟簧外筒6上端相连。
减阻振击器双压腔螺杆钻具是将钻井液产生压力脉冲的液压能转化为机械能，钻井液由钻杆进入花键轴4内孔进入工具，流体通过螺杆动力部分时，驱动转子12旋转，转子12旋转带动动阀盘13在平面上进行往复的运动，由于转子12的转动，导致动阀盘12与静阀盘14内孔进行相错与重合，导致钻井液的过流面积发生周期性变化，从而产生周期性的压力变化，压力周期性的变化作用在上部振动端的碟簧4上，行成碟簧4周期性的压缩行成振动，利用螺杆动力部分提供16-17Hz的高频动力，通过碟簧4的压缩及释放的冲击能使花键轴1往复运动，通过钻柱的轴向振击来减小钻柱与井眼之间的静摩擦力，从而改善钻压传递。钻具轴向振击首先可以通过静、动摩擦力转化减阻，而且通过改变摩擦力的方向，当振荡发生时，管壁上某一点会在一定振幅内来回振荡，如果管柱的叠加运动速度方向改变，则摩擦力的方向也改变，从而减小了管柱与井壁间的总摩擦力。
钻进的过程中，通过泥浆压力的作用可以产生沿钻具组合或者钻杆轴线方向上的振动。在钻进过程中,钻具组合或者钻杆部分或者全部与井壁接触,这样在运动中就要产生摩阻，而这个轴线方向上的振动可以显著的减少这种摩阻。因此在所有的钻进过程中通过减少摩阻后可以产生两个效果：能使钻具组合的部分重量作传递到钻头，减少钻具组合因为摩阻产生扭转振动。特别是在使用导向马达的定向钻进模式中,摩阻因为井眼的曲率变化比较大,大大的限制了钻具组合钻进距离,而通过使用这种工具后,可以显著的改善这种情况或者突破限制。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种减阻振击器双压腔螺杆钻具，其特征在于：包括阀盘部分、螺杆动力部分、二级压腔、一级压腔、振击部分和双公接头，所述阀盘部分上端连接所述螺杆动力部分的下端，所述螺杆动力部分的上端连接所述双公接头的下端，所述双公接头的上端连接所述二级压腔外筒的下端，所述二级压腔外筒的上端连接所述一级压腔的下端，所述一级压腔的设置于所述振击部分的下端。
2.根据权利要求1所述的减阻振击器双压腔螺杆钻具，其特征在于：所述螺杆动力部分包括定子和转子，所述转子设置在所述定子内，所述定子的上端与所述双公接头的下端相连接。
3.根据权利要求2所述的减阻振击器双压腔螺杆钻具，其特征在于：所述阀盘部分包括动阀盘、静阀盘和下接头，所述静阀盘与所述下接头连接后，所述下接头上端与所述定子下端连接，所述转子与所述动阀盘连接且装入所述定子内。
4.根据权利要求1所述的减阻振击器双压腔螺杆钻具，其特征在于：所述二级压腔包括增压活塞和压腔外筒，所述压腔外筒下端与所述双公接头上端相连。
5.根据权利要求4所述的减阻振击器双压腔螺杆钻具，其特征在于：所述一级压腔包括补偿活塞、加长杆和碟簧外筒，所述碟簧外筒下端与所述压腔外筒上端相连，所述增压活塞与所述加长杆相连，所述碟簧外筒与所述加长杆形成容纳腔，所述腔内设有所述补偿活塞。
6.根据权利要求5所述的减阻振击器双压腔螺杆钻具，其特征在于：所述振击部分包括碟簧、花键轴、花键外壳和限位机构，所述花键轴装入所述花键外壳内且二者之间设有所述限位机构，所述花键轴的下端通过所述碟簧与所述加长杆连接，所述花键外壳的公扣端与所述碟簧外筒上端相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910790958.8A CN110374509A (zh) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910790958.8A CN110374509A (zh) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110374509A true CN110374509A (zh) | 2019-10-25 |
Family
ID=68260702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910790958.8A Pending CN110374509A (zh) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110374509A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11525307B2 (en) | 2020-03-30 | 2022-12-13 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Fluid pulse generation in subterranean wells |
| US11753901B2 (en) | 2020-03-05 | 2023-09-12 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Fluid pulse generation in subterranean wells |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102747957A (zh) * | 2012-07-23 | 2012-10-24 | 中国石油大学(华东) | 一种激发钻柱振动的钻井工具 |
| US20130199849A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-08 | College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum-Beijing (CUPB) | Impulse-type underground supercharged jet drilling method and device |
| CA2874639A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-11 | Trevor Nicholas Stanley Lisowski | Axially amplified pulsing tool |
| WO2016150113A1 (zh) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | 东方宝麟科技发展(北京)有限公司 | 螺杆钻具及其破岩钻井方法 |
| CN206957586U (zh) * | 2017-04-27 | 2018-02-02 | 泰州市宝锐石油设备制造有限公司 | 一种井下减阻提速振荡器 |
| CN109403866A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-01 | 大庆东油研创科技研发有限公司 | 节率式高频水力脉冲振荡减阻提速器 |
| WO2019140907A1 (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 中国石油大学(华东) | 一种井下马达驱动产生冲击振动作用的钻井提速装置 |
| CN210460503U (zh) * | 2019-08-26 | 2020-05-05 | 山东陆海石油技术股份有限公司 | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 |
-
2019
- 2019-08-26 CN CN201910790958.8A patent/CN110374509A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130199849A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-08 | College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum-Beijing (CUPB) | Impulse-type underground supercharged jet drilling method and device |
| CN102747957A (zh) * | 2012-07-23 | 2012-10-24 | 中国石油大学(华东) | 一种激发钻柱振动的钻井工具 |
| CA2874639A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-11 | Trevor Nicholas Stanley Lisowski | Axially amplified pulsing tool |
| WO2016150113A1 (zh) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | 东方宝麟科技发展(北京)有限公司 | 螺杆钻具及其破岩钻井方法 |
| CN206957586U (zh) * | 2017-04-27 | 2018-02-02 | 泰州市宝锐石油设备制造有限公司 | 一种井下减阻提速振荡器 |
| WO2019140907A1 (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 中国石油大学(华东) | 一种井下马达驱动产生冲击振动作用的钻井提速装置 |
| CN109403866A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-01 | 大庆东油研创科技研发有限公司 | 节率式高频水力脉冲振荡减阻提速器 |
| CN210460503U (zh) * | 2019-08-26 | 2020-05-05 | 山东陆海石油技术股份有限公司 | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11753901B2 (en) | 2020-03-05 | 2023-09-12 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Fluid pulse generation in subterranean wells |
| US11525307B2 (en) | 2020-03-30 | 2022-12-13 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Fluid pulse generation in subterranean wells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102268961B (zh) | 一种具有减振功能的螺杆钻具传动轴总成 | |
| CN105134067B (zh) | 一种钻井用连续液压锤 | |
| CN102705140B (zh) | 钻井动力工具、钻井工具及形成井眼的钻井方法 | |
| CN107542397A (zh) | 一种石油钻井用耦合冲击器 | |
| CN204941340U (zh) | 一种轴向振动冲击器 | |
| CN108798521A (zh) | 一种往复式轴向冲击加压装置 | |
| CN103321569A (zh) | 凸轮式高频冲击钻井工具 | |
| CN110374509A (zh) | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 | |
| CN108547571B (zh) | 一种偏心式扭转冲击钻具 | |
| CN208010276U (zh) | 一种井下基于磁力的旋转冲击工具 | |
| CN203347681U (zh) | 凸轮式高频冲击钻井工具 | |
| CN202926511U (zh) | 钻井动力工具及新型钻井工具 | |
| CN109611028B (zh) | 基于滚子与叶轮的水力振荡器 | |
| CN113006682B (zh) | 轴向冲击振荡螺杆钻具 | |
| CN207701078U (zh) | 一种脉冲螺杆 | |
| CN105178860B (zh) | 一种扭摆振荡器 | |
| CN112502609A (zh) | 全开放式旋冲螺杆钻具 | |
| CN210460503U (zh) | 减阻振击器双压腔螺杆钻具 | |
| CN111472695A (zh) | 一种钻压多级调整工具及定向钻进pdc钻头钻压平稳方法 | |
| CN207110959U (zh) | 一种石油钻井用耦合冲击器 | |
| CN107816316B (zh) | 一种双压力腔作用的井下提速提效工具及其方法 | |
| CN107246238B (zh) | 一种一体化冲击井下动力钻具 | |
| CN214616392U (zh) | 一种扭矩和钻压恒定钻井装置 | |
| CN210195657U (zh) | 一种高温硬岩提速钻具 | |
| CN201016273Y (zh) | 一种高频振动冲击钻井工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |