CN111255377A - 碟簧式轴向振动提速工具 - Google Patents

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王春华
李龙涛
陈柏山
杨决算
李玉海
王广新
宋程
解珅
纪博
孙则鑫
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    • E21B7/04—Directional drilling
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Abstract

本发明涉及一种碟簧式轴向振动提速工具。主要解决了现有仅靠水力加压所提供的减震效果不明显而且容易导致钻头钻进不稳定的问题。其特征在于：所述上接头（1）下端螺纹连接外壳（3）；外壳（3）内的下凸台上安装有下接头（4）；上接头（1）内腔顶端的凹台内安装有衬管（2），衬管（2）上套有碟簧（6），下接头（4）的上端中部凹台内安装有喷嘴（5）；碟簧（6）上、下端分别抵于上接头（1）内腔上端面及下接头（4）上端面处。该碟簧式轴向振动提速工具，能够将钻压有效地施加到钻头上，提高了机械钻速、有利于平稳钻进。

Description

碟簧式轴向振动提速工具
技术领域
本发明涉及油气田开采工程技术领域，特别涉及一种碟簧式轴向振动提速工具。
背景技术
国内外在水平井钻进的过程中会使用水力加压器来提高机械钻速，现有技术仅是采用液压原理，来实现液力柔性加压，但仅靠水力加压所提供的减震效果并不明显，导致钻头钻进不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的现有仅靠水力加压所提供的减震效果不明显而且容易导致钻头钻进不稳定的问题，而提供一种碟簧式轴向振动提速工具，该碟簧式轴向振动提速工具，将钻压有效地施加到钻头上，起到了提高机械钻速、平稳钻进的目的。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该碟簧式轴向振动提速工具，包括上接头、下接头，所述上接头下端螺纹连接外壳；外壳内的下凸台上安装有下接头；上接头内腔顶端的凹台内安装有衬管，衬管上套有碟簧 ，下接头的上端中部凹台内安装有喷嘴；碟簧 上、下端分别抵于上接头内腔上端面及下接头上端面处。
该碟簧式轴向振动提速工具应用于水平井各井段，在钻头轴向上产生高频率小振幅的振动，起到了液力减震作用，可以有效的保护钻具和钻头，并且在钻进时实现了液力柔性加压，将钻压有效地施加到钻头上，起到了提高机械钻速、平稳钻进的目的。
在水平井钻进过程中，轴向振动提速工具是通过循环钻井液在流经喷嘴时的节流压降，作用在下接头的端面上形成的推力，给钻头加压。在钻进过程中钻压小于端面上形成的推力时，利用钻井液对钻头实现柔性加压钻进；当钻进过程中钻压大于端面上形成的推力时，下接头压缩振动机构，起到液力减震作用，此时振动机构处于储能状态，当钻压再次小于端面上形成的推力时能量释放，下接头带动钻头柔性加压钻进。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该碟簧式轴向振动提速工具，经多次地面试验和现场试验，工具振动稳定，碟簧式轴向振动提速工具可下放于水平井直井段、造斜段和水平段，现场使用提速效果明显，有利于平稳钻进，满足现场使用要求。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
图中：1-上接头；2-衬管；3-外壳；4-下接头；5-喷嘴；6-碟簧 。
具体实施方式：
下面结合附图将对本发明作进一步说明：
如附图1所示，该碟簧式轴向振动提速工具，包括上接头1、下接头4，所述上接头1下端螺纹连接外壳3，上接头1下端头处于外壳3内腔上凸台处；外壳3内的下凸台上安装有下接头4；上接头1内腔顶端的凹台内安装有衬管2，衬管2上套有碟簧 6，下接头4的上端中部凹台内安装有喷嘴5；碟簧 6上、下端分别抵于上接头1内腔上端面及下接头4上端面处；所述上接头1、衬管2间、外壳3与下接头4间装有密封圈。
碟簧式轴向振动提速工具使用时，当碟簧式轴向振动提速工具下入到井底后，开泵钻进，钻井液由上接头1和衬管2内孔通过，流经喷嘴5时，由于压力腔的变化产生压力波动，压力波动作用在下接头4的端面上形成推力，在钻进过程中钻压小于端面上形成的推力时，下接头4带动钻头柔性加压钻进；当钻进过程中钻压大于端面上形成的推力时，下接头4压缩碟簧6，起到液力减震作用，此时碟簧6处于储能状态，当钻压再次小于端面上形成的推力时能量释放，下接头4带动钻头柔性加压钻进。
该碟簧式轴向振动提速工具应用于水平井各井段，在钻头轴向上产生高频率小振幅的振动，起到了液力减震作用，可以有效的保护钻具和钻头，并且在钻进时实现了液力柔性加压，将钻压有效地施加到钻头上，提高机械钻速，有利于平稳钻进。

Claims (3)

1.一种碟簧式轴向振动提速工具，包括上接头（1）、下接头（4），其特征在于：所述上接头（1）下端螺纹连接外壳（3）；外壳（3）内的下凸台上安装有下接头（4）；上接头（1）内腔顶端的凹台内安装有衬管（2），衬管（2）上套有碟簧 （6），下接头（4）的上端中部凹台内安装有喷嘴（5）；碟簧 （6）上、下端分别抵于上接头（1）内腔上端面及下接头（4）上端面处。
2.根据权利要求1所述的碟簧式轴向振动提速工具，其特征在于：所述上接头（1）、衬管（2）间、外壳（3）与下接头（4）间装有密封圈。
3.根据权利要求1所述的碟簧式轴向振动提速工具，其特征在于：上接头（1）下端头处于外壳（3）内腔上凸台处。
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