CN206957586U - 一种井下减阻提速振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下减阻提速振荡器，包括设有通道的芯轴、设于芯轴一端的调节壳体、设于调节壳体一端的井下减阻提速振荡器壳体和设于井下减阻提速振荡器壳体一端的下接头；芯轴与调节壳体连接处设有调节让位腔体，调节让位腔体内设有碟簧和与芯轴端部固定连接的活塞；马达定子和马达转子之间设有钻井液旋转通道；马达转子的端部连接万向轴，万向轴的端部连接动阀盘，静阀盘设于动阀盘和下接头之间，动阀盘上设有斜向孔和一级过流孔；静阀盘上设有二级过流孔。本实用新型在钻进过程中可实现径向振动以及轴向振动，将钻柱与井壁的静摩擦转化为动摩擦；能够改善钻压传递效果并提高机械钻速；本实用新型的结构简单、性能可靠且维护方便。

Description

一种井下减阻提速振荡器

技术领域

本实用新型涉及一种石油、天然气钻井用的减阻工具，特别是一种井下减阻提速振荡器。

背景技术

随着勘探开发的不断深入，大位移井、水平井等复杂井逐渐增多，关于如何降低摩阻、减少常规钻井卡钻事故，增加动钻压、提高常规钻井的效率，国内外学者进行了大量探究，主要研发了以下几种工具：垂钻工具、旋转导向工具、水力加压器、减阻工具及震击器等。摩阻是影响钻进速度的重要因素。在水平井和大位移井的水平段钻进过程中，由于水平段钻柱的自重压向井壁，钻柱和井壁之间将产生很大的静摩擦力，随着水平段的不断延伸，摩擦阻力会越来越大，导致钻具托压，影响钻进速度，甚至造成卡钻等其他复杂事故。

现有的减阻工具结构设计复杂或减阻效果差，无法适应钻井的需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的问题，提供一种井下减阻提速振荡器。

本实用新型的一种井下减阻提速振荡器，包括设有通道的芯轴、设于芯轴一端的调节壳体、设于调节壳体一端的井下减阻提速振荡器壳体和设于井下减阻提速振荡器壳体一端的下接头；所述芯轴与调节壳体连接处设有调节让位腔体，所述调节让位腔体内设有碟簧和与芯轴端部固定连接的活塞，所述碟簧与活塞相适配；

所述调节壳体设有与芯轴的通孔贯通的钻井液通道；所述井下减阻提速振荡器壳体内设有马达定子、马达转子、万向轴、动阀盘和静阀盘，所述马达定子和马达转子之间设有钻井液旋转通道；马达转子的端部连接万向轴，所述万向轴的端部连接动阀盘，所述静阀盘设于动阀盘和下接头之间，所述马达转子旋转时带动万向轴旋转，动阀盘随万向轴相对于静阀盘旋转，所述动阀盘上设有斜向孔和一级过流孔；所述静阀盘上对应一级过流孔设有二级过流孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述芯轴为带有通孔的花键轴，所述花键轴一端设有连接螺纹，所述花键轴通过连接螺纹连接有上部钻柱；所述花键轴外设有花键壳体。

作为本实用新型的进一步改进，所述花键轴和花键壳体贴合设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述动阀盘和静阀盘贴合设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述动阀盘为截面为T型的动阀盘，所述静阀盘为截面是长方型的静阀盘，所述动阀盘、静阀盘和下接头之间流向通孔相适配，所述流向通孔与斜向孔相适配。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜向孔设有至少四个，所述一级过流孔或二级过流孔设有至少六个。

作为本实用新型的进一步改进，所述一级过流孔或斜向孔设有若干个，所述一级过流孔均匀的设于动阀盘上。

作为本实用新型的进一步改进，所述二级过流孔设有若干个，所述二级过流孔均匀的设于静阀盘上。

作为本实用新型的进一步改进，所述芯轴端部与活塞通过螺纹连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜向孔、一级过流孔和二级过流孔直径比为1~1.5 ： 1 ： 1。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点。

本实用新型在钻进过程中可实现径向振动以及轴向振动，将钻柱与井壁的静摩擦转化为动摩擦，大大降低摩阻；能够改善钻压传递效果并提高机械钻速；本实用新型的结构简单、性能可靠且维护方便。

由于所述芯轴为带有通孔的花键轴，花键轴一端设有连接螺纹，花键轴通过连接螺纹连接有上部钻柱；花键轴外设有花键壳体，花键轴和花键壳体贴合设置；从而连接紧密，整体装置强度增加。

由于动阀盘和静阀盘贴合设置，结构设计紧凑，避免空隙能够控制钻井液流量。由于动阀盘为截面为T型的动阀盘，所述静阀盘为截面是长方型的静阀盘，所述动阀盘、静阀盘和下接头之间流向通孔相适配，所述流向通孔与斜向孔相适配，部件的形状设计能够更好的相互配合。

由于斜向孔设有至少四个，所述一级过流孔或二级过流孔设有至少六个，保证钻井液流量，也可根据实际使用要求设置不同的数量。由于芯轴端部与活塞通过螺纹连接，部件配合紧密，整体结构设计紧凑。

由于斜向孔、一级过流孔和二级过流孔直径比为 1~1.5 ： 1 ： 1；该比例设计使得本实用新型流量控制更好，能够使得工具内部压力的变化符合使用要求。

附图说明

图1是本实用新型井下减阻提速振荡器的结构示意图。

图2是图1中A-A截面示意图。

图3是本实用新型井下减阻提速振荡器的动阀盘的截面示意图。

图4是本实用新型井下减阻提速振荡器的动阀盘的侧视图。

图5是本实用新型井下减阻提速振荡器的静阀盘的截面示意图。

图6是本实用新型井下减阻提速振荡器的静阀盘的侧视图。

图中：1-芯轴，1-1花键壳体，2-调节壳体，3-井下减阻提速振荡器壳体，4-下接头，5-碟簧，6-活塞，7-马达定子，8-马达转子，9-万向轴，10-动阀盘，10-1斜向孔，10-2一级过流孔，11-静阀盘，11-1二级过流孔，12-流向通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释说明。

如图1-6所示，一种井下减阻提速振荡器，包括设有通道的芯轴1、设于芯轴1一端的调节壳体2、设于调节壳体2一端的井下减阻提速振荡器壳体3和设于井下减阻提速振荡器壳体3一端的下接头4；芯轴1与调节壳体2连接处设有调节让位腔体，调节让位腔体内设有碟簧5和与芯轴1端部固定连接的活塞6，碟簧5与活塞6相适配；芯轴可通过碟簧和活塞可在调节客体的腔体内做往复运动。

调节壳体2设有与芯轴1的通孔贯通的钻井液通道2-1；井下减阻提速振荡器壳体3内设有马达定子7、马达转子8、万向轴9、动阀盘10和静阀盘11，马达定子7和马达转子8之间设有钻井液旋转通道；马达转子8的端部连接万向轴9，万向轴9的端部连接动阀盘10，静阀盘11设于动阀盘10和下接头4之间，马达转子8旋转时带动万向轴9旋转，动阀盘10随万向轴9相对于静阀盘11旋转，动阀盘10上设有斜向孔10-1和一级过流孔10-2；静阀盘11上对应一级过流孔10-2设有二级过流孔11-1。

芯轴1为带有通孔的花键轴，花键轴一端设有连接螺纹，花键轴通过连接螺纹连接有上部钻柱；花键轴外设有花键壳体1-1。花键轴和花键壳体1-1贴合设置。动阀盘10和静阀盘11贴合设置。动阀盘10为截面为T型的动阀盘，静阀盘11为截面是长方型的静阀盘，动阀盘10、静阀盘11和下接头4之间流向通孔12相适配，流向通孔12与斜向孔10-1相适配。斜向孔10-1设有至少四个，一级过流孔10-2或二级过流孔11-1设有至少六个。一级过流孔10-2或斜向孔10-1设有若干个，一级过流孔10-2均匀的设于动阀盘10上。二级过流孔11-1设有若干个，二级过流孔11-1均匀的设于静阀盘11上。芯轴1端部与活塞6通过螺纹连接。斜向孔10-1、一级过流孔10-2和二级过流孔11-1直径比为 1~1.5 ： 1 ： 1。斜向孔10-1、一级过流孔10-2和二级过流孔11-1直径比为 1.2-1.3： 1 ： 1。

本实用新型在钻井作业过程中，钻井液通过芯轴1的通道进入马达定子7，然后通电驱动马达，马达转子8开始做旋转运动即行星运动，产生径向振动力；万向轴9将马达转子8的行星运动转化为定轴转动，给动阀盘10提供旋转动力，使动阀盘10相对静阀盘11作旋转运动。动阀盘10上开有四个斜向孔10-1与六个一级过流孔10-2，沿圆周均布，静阀盘11上开有六个二级过流孔11-1，二级过流孔11-1与动阀盘10上的一级过流孔10-2相对应，当动阀盘10上的一级过流孔10-2与静阀盘11的二级过流孔11-1连通时，钻井液同时沿斜向孔10-1、一级过流孔10-2、二级过流孔11-1进入下接头4，此时过流面积较大；当动阀盘10上的一级过流孔10-2与静阀盘11的二级过流孔11-1未连通时，钻井液沿斜向孔10-1通过流向通孔12进入下接头4，此时过流面积较小；随着动阀盘10旋转，一级过流孔10-2和二级过流孔11-1在连通和未连通两种状态之间切换，从而过流面积不断变化，改变工具内部压力。当工具内部压力升高时，钻井液压力推动活塞6和芯轴1运动，同时压缩碟簧5，当内部压力降低时，在压缩碟簧5的弹力作用下，活塞6和芯轴1恢复到初始位置，如此往复形成轴向振动。

上述内容为本实用新型的示例及说明，但不意味着本实用新型可取得的优点受此限制，凡是本实用新型实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种井下减阻提速振荡器，其特征在于：包括设有通道的芯轴（1）、设于芯轴（1）一端的调节壳体（2）、设于调节壳体（2）一端的井下减阻提速振荡器壳体（3）和设于井下减阻提速振荡器壳体（3）一端的下接头（4）；所述芯轴（1）与调节壳体（2）连接处设有调节让位腔体，所述调节让位腔体内设有碟簧（5）和与芯轴（1）端部固定连接的活塞（6），所述碟簧（5）与活塞（6）相适配；所述调节壳体（2）设有与芯轴（1）的通孔贯通的钻井液通道（2-1）；所述井下减阻提速振荡器壳体（3）内设有马达定子（7）、马达转子（8）、万向轴（9）、动阀盘（10）和静阀盘（11），所述马达定子（7）和马达转子（8）之间设有钻井液旋转通道；马达转子（8）的端部连接万向轴（9），所述万向轴（9）的端部连接动阀盘（10），所述静阀盘（11）设于动阀盘（10）和下接头（4）之间，所述马达转子（8）旋转时带动万向轴（9）旋转，动阀盘（10）随万向轴（9）相对于静阀盘（11）旋转，所述动阀盘（10）上设有斜向孔（10-1）和一级过流孔（10-2）；所述静阀盘（11）上对应一级过流孔（10-2）设有二级过流孔（11-1）。

2.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述芯轴（1）为带有通孔的花键轴，所述花键轴一端设有连接螺纹，所述花键轴通过连接螺纹连接有上部钻柱；所述花键轴外设有花键壳体（1-1）。

3.根据权利要求2所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述花键轴和花键壳体（1-1）贴合设置。

4.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述动阀盘（10）和静阀盘（11）贴合设置。

5.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述动阀盘（10）为截面为T型的动阀盘，所述静阀盘（11）为截面是长方型的静阀盘，所述动阀盘（10）、静阀盘（11）和下接头（4）之间流向通孔（12）相适配，所述流向通孔（12）与斜向孔（10-1）相适配。

6.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述斜向孔（10-1）设有至少四个，所述一级过流孔（10-2）或二级过流孔（11-1）设有至少六个。

7.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述一级过流孔（10-2）或斜向孔（10-1）设有若干个，所述一级过流孔（10-2）均匀的设于动阀盘（10）上。

8.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述二级过流孔（11-1）设有若干个，所述二级过流孔（11-1）均匀的设于静阀盘（11）上。

9.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述芯轴（1）端部与活塞（6）通过螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的井下减阻提速振荡器，其特征在于：所述斜向孔（10-1）、一级过流孔（10-2）和二级过流孔（11-1）直径比为 1~1.5 ： 1 ： 1。