液力振荡器的制作方法

文档序号:11109432
液力振荡器的制造方法与工艺

本发明属于石油开采设备技术领域,具体涉及一种液力振荡器。



背景技术:

随着石油工业的发展,目前油田钻井已由原来的定向井逐渐向水平井发展,而在水平井钻进过程中,由于钻具自身重力作用,造成钻具在钻进时与井壁摩阻过大,严重影响钻速,甚至造成钻具托压不能加压到钻头。因此降低摩阻、减少卡钻事故,增加动钻压、提高钻井效率是当前钻井工程中迫切需要解决的问题。研究发现泥浆通过钻具时可造成泥浆压力大小周期性变化,从而使钻具承受周期性的轴向冲击力,引起该钻具在钻进过程中产生振动,因此能减少钻具与井壁的摩擦,改善钻压传递的效果,提高对工具面的控制,进而达到提高钻速、节约钻井成本的目的。

目前国内外研发的相应工具包括:冲击器、垂钻工具、旋转导向工具、水力加压器、减阻工具及震击器等,这些工具在一定程度上减小了摩阻,不过,这些工具的技术性能和质量还处于较低水平。以振荡器为例,其存在以下缺陷:动力部件为涡轮轴和涡轮叶片,通过周期性改变内部压力产生周期性振动,其部件较多、结构复杂导致安装、维护难度大;由于采用涡轮轴,导致长度尺寸较大,振动力随长度增加而衰减,并且存在易变形而加剧金属疲劳的可能。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种液力振荡器,结构巧妙独特、易于安装维护,振动效果显著提高。

本发明的是这样实现的:一种液力振荡器,包括:用于与钻杆连接的振动短节;振动短节包括:滑轴、滑套、活塞端子Ⅰ、活塞端子Ⅱ和振动壳体;滑轴具有自其上端沿轴线向下延伸而成的流道Ⅰ、自其下端沿轴线向上延伸而成的流道Ⅱ、贯穿其侧壁与流道Ⅰ连通的通孔Ⅰ和贯穿其侧壁与流道Ⅱ连通的通孔Ⅱ,流道Ⅰ与流道Ⅱ不连通;滑轴与滑套通过花键构成沿其轴向的滑动连接;滑套与振动壳体连接;振动壳体具有一沿其轴向延伸而成、用于容纳滑轴的活塞腔,振动壳体的内壁具有与滑轴构成滑动连接的凸台,凸台将活塞腔分为上腔和下腔;活塞端子Ⅰ安装于位于上腔中的滑轴上,活塞端子Ⅱ安装于位于下腔中的滑轴上,振动壳体具有连通上腔和下腔的流道Ⅲ;活塞端子Ⅰ具有用于连通流道Ⅲ的上端和其下方腔体的流道Ⅳ,活塞端子Ⅱ具有用于连通流道Ⅲ的下端和其上方腔体的流道Ⅴ;

在钻井液的驱动下,通孔Ⅰ能够始终连通流道Ⅰ与上腔,通孔Ⅱ能够周期性的连通流道Ⅱ与下腔,从而使振动壳体产生周期性的振动,进而分别使流道Ⅳ和流道Ⅴ周期性的连通流道Ⅲ。

进一步地,滑套与滑轴之间设有动密封,凸台与滑轴之间设有动密封。

进一步地,振动壳体的内壁具有沿周向延伸而成的凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ,凹槽Ⅰ与流道Ⅲ的上端连通,凹槽Ⅱ与流道Ⅲ的下端连通。

进一步地,振动壳体上对应凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ的位置处形成加粗。

进一步地,流道Ⅳ和流道Ⅴ的数量均为若干个,并且分别沿活塞端子Ⅰ和活塞端子Ⅱ的周向均匀分布。

进一步地 ,滑轴为阶梯轴,并具有四个自上而下直径依次减小的分段;四个分段分别用于与钻杆形成螺纹连接、与滑套形成花键连接、与滑套形成动密封连接以及安装活塞端子Ⅰ和活塞端子Ⅱ。

进一步地,流道Ⅲ的数量为若干个,并且沿振动壳体的周向均匀分布。

进一步地,滑轴、滑套及振动壳体均为以其轴线为回转轴线的回转体。

与现有技术相比,本发明带来的有益效果是:结构巧妙独特、易于安装维护,振动效果显著提高。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例一个极限状态时的结构示意图;

图2为图1所示实施例另一个极限状态的结构示意图;

图3为图2中A-A向剖视图;

图4为图2中A处的局部放大图;

图5为图2中B处的局部放大图。

附图标记:

1滑轴;1-1流道Ⅰ;1-2流道Ⅱ;1-3通孔Ⅰ;1-4通孔Ⅱ;2滑套;3振动壳体;3-1凹槽Ⅰ;3-2流道Ⅲ;3-3凹槽Ⅱ;3-4凸台;4活塞端子Ⅰ;4-1流道Ⅳ;5活塞端子Ⅱ;5-1流道Ⅴ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至5所示,一种液力振荡器,包括:用于与钻杆连接的振动短节。振动短节包括:滑轴1、滑套2、活塞端子Ⅰ4、活塞端子Ⅱ5和振动壳体3。滑轴1具有自其上端沿轴线向下延伸而成的流道Ⅰ1-1、自其下端沿轴线向上延伸而成的流道Ⅱ1-2、贯穿其侧壁与流道Ⅰ1-1连通的通孔Ⅰ1-3和贯穿其侧壁与流道Ⅱ1-2连通的通孔Ⅱ1-4,流道Ⅰ1-1与流道Ⅱ1-2不连通。滑轴1与滑套2通过花键构成沿其轴向的滑动连接。滑套2与振动壳体3连接。振动壳体3具有一沿其轴向延伸而成、用于容纳滑轴1的活塞腔,振动壳体3的内壁具有与滑轴1构成滑动连接的凸台3-4,凸台3-4将活塞腔分为上腔和下腔。活塞端子Ⅰ4安装于位于上腔中的滑轴1上,活塞端子Ⅱ5安装于位于下腔中的滑轴1上,振动壳体3具有连通上腔和下腔的流道Ⅲ3-2。活塞端子Ⅰ4具有用于连通流道Ⅲ3-2的上端和其下方腔体的流道Ⅳ4-1,活塞端子Ⅱ5具有用于连通流道Ⅲ3-2的下端和其上方腔体的流道Ⅴ5-1。

钻井泵将钻井液沿着钻杆通入本振荡器中,钻井液首先经过流道Ⅰ1-1和通孔Ⅰ1-3进入活塞端子Ⅰ4下方的上腔中,活塞端子Ⅰ4和凸台3-4上端面受到钻井液的压力后令振动壳体3相对滑轴1下降,直至流道Ⅳ4-1与流道Ⅲ3-2的上端连通、流道Ⅴ5-1与流道Ⅲ3-2的下端连通。此时钻井液通过流道Ⅲ3-2进入下腔中,但由于振动壳体3的下降使得凸台3-4将通孔Ⅱ1-4堵住,活塞端子Ⅱ5和凸台3-4下端面受到钻井液的压力使得振动壳体3相对滑轴1上升,直至恢复到初始状态。这一过程随着钻井液的不断输入而周期性进行,从而使振动壳体3不断往复运动使该振荡器产生周期性振动。

该振荡器取消了涡轮轴和涡轮叶片,使得长度大大缩短,减少弯曲变形从而延长使用寿命,且零部件数量较少,便于安装维护。

作为优选方案,滑套2与滑轴1之间设有动密封,凸台3-4与滑轴1之间设有动密封。这样做能够防止钻井液泄露,避免因此使活塞端子Ⅰ4受到的压力变小而导致振动减弱、影响振动效果的情况发生。

作为优选方案,振动壳体3的内壁具有沿周向延伸而成的凹槽Ⅰ3-1和凹槽Ⅱ3-3,凹槽Ⅰ3-1与流道Ⅲ3-2的上端连通,凹槽Ⅱ3-3与流道Ⅲ3-2的下端连通。这样做能够便于钻井液的流动,从而提高了稳定性。

作为优选方案,振动壳体3上对应凹槽Ⅰ3-1和凹槽Ⅱ3-3的位置处形成加粗。这样做能够避免因为开设内部流道而影响强度降低的情况。

作为优选方案,流道Ⅳ4-1和流道Ⅴ5-1的数量均为若干个,并且分别沿活塞端子Ⅰ4和活塞端子Ⅱ5的周向均匀分布。这样做能够提供钻井液流动的流量,从而提高了振动强度。

作为优选方案 ,滑轴1为阶梯轴,并具有四个自上而下直径依次减小的分段。四个分段分别用于与钻杆形成螺纹连接、与滑套2形成花键连接、与滑套2形成动密封连接以及安装活塞端子Ⅰ4和活塞端子Ⅱ5。这样做便于安装以及加工制造。

作为优选方案,流道Ⅲ3-2的数量为若干个,并且沿振动壳体3的周向均匀分布。

作为优选方案,滑轴1、滑套2及振动壳体3均为以其轴线为回转轴线的回转体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1