液力振动的扶正器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种液力振动的扶正器，液力振动的扶正器包括上接头(1)和振动扶正器总成(2)；所述振动扶正器总成(2)包括扶正器本体(201)，所述扶正器本体(201)内腔的底端开设有联接内螺纹(2013)，用于与下部钻具固定连接；所述扶正器本体(201)的内腔安装有旋转冲击器总成；所述旋转冲击器总成与所述上接头(1)的轴向通孔(101)连通，流经轴向通孔(101)的高压液流驱动所述旋转冲击器总成进行冲击振动。优点为：使扶正器既具有钻具的扶正功能，同时还具有振动源的功能，即：内部液力驱动振动源使得钻具局部保持振动，工作时钻具保持滑动摩擦，大大提升水平钻具的钻压传递，能够有效降低钻进成本。
【专利说明】
液力振动的扶正器
技术领域
[0001]本实用新型属于钻井技术领域，具体涉及一种液力振动的扶正器。【背景技术】
[0002]扶正器是一种稳定钻进方向，防止钻具倾斜的装置。目前的扶正器，可分为三类， 即旋转刮刀型，不旋转橡胶套筒型和牙辊扩大器型。然后，现有的扶正器仅具有钻具的扶正功能，功能非常单一，不适合应用于水平井长水平段钻具。【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种液力振动的扶正器，可有效解决上述问题。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]本实用新型提供一种液力振动的扶正器，包括上接头(1)和振动扶正器总成(2);
[0006]其中，所述上接头(1)开设有轴向通孔(101)，所述轴向通孔(101)用于与外部高压液流相通而形成高压区；所述上接头(1)的上部设置有联接外螺纹(102)，用于与上部钻具固定连接;所述上接头(1)的下部和所述振动扶正器总成(2)的上部连接；
[0007] 所述振动扶正器总成(2)包括扶正器本体(201)，所述扶正器本体(201)内腔的底端开设有联接内螺纹(2013)，用于与下部钻具固定连接;所述扶正器本体(201)的内腔安装有旋转冲击器总成;所述旋转冲击器总成与所述上接头(1)的轴向通孔(101)连通，流经轴向通孔(101)的高压液流驱动所述旋转冲击器总成进行冲击振动。
[0008]优选的，所述扶正器本体(201)包括支撑壳体以及套设于所述支撑壳体外廓上的扶正臂(2014)。
[0009]优选的，所述旋转冲击器总成包括旋转冲击锤(202)、旋转内套(203)、上封盖 (204)和下封盖(205);[〇〇1〇] 所述上封盖(204)固定安装于所述扶正器本体(201)内腔的上部，所述上封盖(204)沿轴向自内而外开设有中孔(2041)和导流孔(2042)，所述中孔(2041)和所述导流孔 (2042)均与所述上接头(1)的轴向通孔(101)相通形成高压区；
[0011]所述下封盖(205)固定安装于所述扶正器本体(201)内腔的下部，所述下封盖(205)沿轴向自内而外开设有分流孔(2051)和泄流孔(2052)，所述分流孔(2051)和所述泄流孔(2052)均与液流低压区相通而形成低压区；其中，液流低压区是指所述扶正器本体 (201)内腔的底端用于与下部钻具连接的区域；
[0012]所述扶正器本体(201)、所述旋转冲击锤(202)和所述旋转内套(203)均为空心柱体结构，所述旋转冲击锤(202)同轴设置于所述扶正器本体(201)的内部，所述旋转内套 (203)同轴设置于所述旋转冲击锤(202)的内部；[〇〇13]其中，所述扶正器本体(201)内表面开设有第1轴向槽(2011)和第2轴向槽(2012); [〇〇14]所述旋转冲击锤(202)包括冲击锤空心柱体，以及对称设置于所述冲击锤空心柱体左右两侧的外锤(2021)和内锤(2022);其中，所述外锤(2021)两侧分别开有左外向孔 (2023)和右外向孔(2024);所述内锤(2022)两侧分别开有左内向孔(2025)和右内向孔 (2026);另外，所述内锤(2022)为向所述冲击锤空心柱体的内腔具有一凸出部的结构； [〇〇15]所述旋转内套(203)包括内套空心柱体，所述内套空心柱体的外圆柱面设有左径向支撑(2031 )、右径向支撑(2032)和外凸(2033 )，所述外凸(2033)开设有径向通孔(2034); 所述旋转内套(203)置于所述旋转冲击锤(202)的内腔中，所述左径向支撑(2031 )、所述右径向支撑(2032)和所述外凸(2033)的外缘面与所述旋转冲击锤(202)的内壁紧密接触，所述左径向支撑(2031)的外侧、所述外凸(2033)的左侧与所述旋转冲击锤(202)的内壁之间形成左腔体；所述右径向支撑(2032)的外侧、所述外凸(2033)的右侧与所述旋转冲击锤 (202)的内壁之间形成右腔体；[〇〇16]并且，所述左径向支撑(2031)和所述右径向支撑(2032)分别位于所述内锤(2022) 的凸出部的两侧；当所述旋转内套(203)相对于所述旋转冲击锤(202)的内锤(2022)进行反向转动时，所述左径向支撑(2031)和所述右径向支撑(2032)撞击所述内锤(2022)，进而增强振动效果；[〇〇17]则:所述扶正器本体(201)的第1轴向槽(2011)和第2轴向槽(2012)与所述上封盖(204)的导流孔(2042)相通，属高压区；所述内锤(2022)的一个内向孔与第1轴向槽(2011) 或第2轴向槽(2012)相通形成高压区，而所述内锤(2022)的另一个内向孔与所述下封盖(205)的泄流孔(2052)相通形成低压区，内锤两侧压力差作用于旋转内套(203)的外壁，最终驱动旋转内套(203)在旋转冲击锤(202)内相对转动；
[0018] 所述外锤(2021)—侧的外向孔与旋转内套(203)的径向通孔(2034)相通形成高压区，而外锤(2021)另一侧的外向孔与所述下封盖(205)的泄流孔(2052)相通形成低压区，夕卜锤两侧压力差驱动旋转冲击锤(202)在扶正器本体(201)内相对转动。[〇〇19]本实用新型提供的液力振动的扶正器具有以下优点:
[0020]使扶正器既具有钻具的扶正功能，同时还具有振动源的功能，即:内部液力驱动振动源使得钻具局部保持振动，工作时钻具保持滑动摩擦，大大提升水平钻具的钻压传递，能够有效降低钻进成本。【附图说明】[0021 ]图1为本实用新型提供的液力振动的扶正器的剖面图；
[0022]图2为图1的液力振动的扶正器在一种振动状态下的X-X截面图；[0〇23]图3为图1的液力振动的扶正器在另一种振动状态下的X-X截面图；[〇〇24]图4为液力振动的扶正器的旋转冲击锤的X-X截面图；[〇〇25]图5为液力振动的扶正器的旋转内套的X-X截面图。【具体实施方式】
[0026]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]钻井工程中，水平井长水平段的钻具摩阻大、钻压传递困难，使得机械钻速较慢、钻井成本较高。目前钻井用的扶正器没有振动冲击功能，水平井中，在钻具不同位置上安装若干个传统的扶正器，传统的扶正器仅起到一定的钻具扶正功能，但是，钻具由于重力的作用，紧压井眼的下沿，长水平段钻进时很难向前推进。
[0028]基于以上问题，本实用新型提供一种液力振动的扶正器，用于替代传统扶正器，本实用新型用于安装在水平钻具的不同位置，当液流经过的时候，扶正器内部的旋转冲击锤开始做一定频率的冲击振动，使扶正器保持振动，从而带动钻具振动，因此，使得钻具对井壁的静压力变为摩擦系数0.3以下的滑动摩擦，大大降低钻具摩阻，有利于钻压的传递，因而能够大幅提高水平井钻井速度，降低钻井成本，经济效益可观。[〇〇29]结合图1-图5,本实用新型提供一种液力振动的扶正器，包括上接头1和振动扶正器总成2;其中，上接头1开设有轴向通孔101，轴向通孔101用于与外部高压液流相通而形成高压区；上接头1的上部设置有联接外螺纹102,用于与上部钻具固定连接;例如，可与钻杆、 钻铤等钻具联接;上接头1的下部和振动扶正器总成2的上部连接；
[0030]振动扶正器总成2包括扶正器本体201，扶正器本体201内腔的底端开设有联接内螺纹2013,用于与下部钻具固定连接;扶正器本体201的内腔安装有旋转冲击器总成;旋转冲击器总成与上接头1的轴向通孔101连通，流经轴向通孔101的高压液流驱动旋转冲击器总成进行冲击振动。
[0031]其中，扶正器本体201包括支撑壳体以及套设于支撑壳体外廓上的扶正臂2014。
[0032]需要强调的是，对于本实用新型提供的液力振动的扶正器，可以嵌入任何现有结构的旋转冲击器总成，只要能够实现扶正器振动即可，本实用新型对旋转冲击器总成的具体结构形式并不限制，下面仅介绍一种具体形式:[〇〇33]旋转冲击器总成包括旋转冲击锤202、旋转内套203、上封盖204和下封盖205;[〇〇34]上封盖204固定安装于扶正器本体201内腔的上部，上封盖204沿轴向自内而外开设有中孔2041和导流孔2042,中孔2041和导流孔2042均与上接头1的轴向通孔101相通形成高压区；[〇〇35]下封盖205固定安装于扶正器本体201内腔的下部，下封盖205沿轴向自内而外开设有分流孔2051和泄流孔2052,分流孔2051和泄流孔2052均与液流低压区相通而形成低压区；其中，液流低压区是指扶正器本体201内腔的底端用于与下部钻具连接的区域；[〇〇36]扶正器本体201、旋转冲击锤202和旋转内套203均为空心柱体结构，旋转冲击锤 202同轴设置于扶正器本体201的内部，旋转内套203同轴设置于旋转冲击锤202的内部； [〇〇37]其中，扶正器本体201内表面开设有第1轴向槽2011和第2轴向槽2012;[〇〇38] 旋转冲击锤202包括冲击锤空心柱体，以及对称设置于冲击锤空心柱体左右两侧的外锤2021和内锤2022;其中，外锤2021两侧分别开有左外向孔2023和右外向孔2024;内锤 2022两侧分别开有左内向孔2025和右内向孔2026;另外，内锤2022为向冲击锤空心柱体的内腔具有一凸出部的结构；[〇〇39]旋转内套203包括内套空心柱体，内套空心柱体的外圆柱面设有左径向支撑2031、 右径向支撑2032和外凸2033，外凸2033开设有径向通孔2034;旋转内套203置于旋转冲击锤 202的内腔中，左径向支撑2031、右径向支撑2032和外凸2033的外缘面与旋转冲击锤202的内壁紧密接触，左径向支撑2031的外侧、外凸2033的左侧与旋转冲击锤202的内壁之间形成左腔体；右径向支撑2032的外侧、外凸2033的右侧与旋转冲击锤202的内壁之间形成右腔体；
[0040] 并且，左径向支撑2031和右径向支撑2032分别位于内锤2022的凸出部的两侧；当旋转内套203相对于旋转冲击锤202的内锤2022进行反向转动时，左径向支撑2031和右径向支撑2032撞击内锤2022，进而增强振动效果；[〇〇411则:扶正器本体201的第1轴向槽2011和第2轴向槽2012与上封盖204的导流孔2042 相通，属高压区；内锤2022的一个内向孔与第1轴向槽2011或第2轴向槽2012相通形成高压区，而内锤2022的另一个内向孔与下封盖205的泄流孔2052相通形成低压区，内锤两侧压力差作用于旋转内套203的外壁，最终驱动旋转内套203在旋转冲击锤202内相对转动；[〇〇42] 外锤2021—侧的外向孔与旋转内套203的径向通孔2034相通形成高压区，而外锤 2021另一侧的外向孔与下封盖205的泄流孔2052相通形成低压区，外锤两侧压力差驱动旋转冲击锤202在扶正器本体201内相对转动。
[0043]工作时，本实用新型涉及的一种液力振动的扶正器可以同时安装到钻柱的不同位置，当钻井液流经工具时，驱动旋转冲击锤在钻井液的作用下做一定频率的冲击振动，这样，水平钻具上多点振动，保持钻具滑动摩擦状态，降低钻具因重力作用的摩阻，提高水平井钻井速度、降低钻井成本。
[0044]具体的，本实用新型还提供一种应用液力振动的扶正器进行钻进的方法，包括以下步骤:[〇〇45]步骤1:将液力振动的扶正器的上接头和上部钻具固定连接，将液力振动的扶正器的底部与下部钻具固定连接；[〇〇46]步骤2:液力振动的扶正器配有振动源，在对钻具扶正的同时，振动源使钻具局部保持振动，使钻具与外周土壤保持滑动摩擦，提升钻具的钻压传递；
[0047]其中，振动源使钻具局部保持振动的方法为:[〇〇48] 步骤2.1，高压钻井液首先流入到上接头1的轴向通孔101，再分别经过上封盖204 的中孔2041流入到旋转内套203的内部腔体，以及，经过上封盖204的导流孔2042流入到扶正器本体201内表面开设的第1轴向槽2011和第2轴向槽2012;此时，旋转内套203的内部腔体、第1轴向槽2011和第2轴向槽2012均为高压区；[〇〇49]步骤2.2,旋转内套203的内部腔体为高压区后，由于旋转内套203的内腔通过径向通孔2034与外锤2021—侧的外向孔相通，因此，外锤2021—侧形成高压;而外锤2021另一侧的外向孔与下封盖205的泄流孔2052相通形成低压，外锤两侧压力差驱动旋转冲击锤202在扶正器本体201内转动；
[0050]扶正器本体201的第1轴向槽2011和第2轴向槽2012为高压区后，由于第1轴向槽 2011或第2轴向槽2012与内锤2022的一个内向孔相通，因此，内锤2022的此内向孔形成高压区；而内锤2022的另一个内向孔与泄流孔2052相通形成低压区，内锤两侧压力差驱动旋转内套203在旋转冲击锤202内相对转动；[〇〇511当旋转冲击锤202转动以及旋转内套203进行相对转动的过程中，产生振动，并传递给钻具。因此，旋转冲击锤在钻井液的作用下进行一定频率的冲击振动，使水平钻具上多点振动，保持钻具滑动摩擦状态，降低钻具因重力作用的摩阻，提高水平井钻井速度、降低钻井成本。
[0052]综上所述，本实用新型具有以下优势:
[0053]1)内置振动源的扶正器:既有钻具的扶正功能，同时内部液力驱动振动源使得钻具局部保持振动，工作时钻具保持滑动摩擦，大大提升水平钻具的钻压传递，能够有效降低钻进成本。[〇〇54]2)本实用新型涉及的一种液力振动的扶正器安装在钻头上，也可以同时安装在钻柱的不同位置，仅利用少量的流体能量，具有使用方便的优点。
[0055]以上两点优势使得本实用新型在钻井工程领域的深井、超深井、水平井、大位移井、复杂井等提速作业中具有优势。
[0056]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种液力振动的扶正器，其特征在于，包括上接头(1)和振动扶正器总成(2);其中，所述上接头(1)开设有轴向通孔(101)，所述轴向通孔(101)用于与外部高压液流 相通而形成高压区；所述上接头(1)的上部设置有联接外螺纹(102)，用于与上部钻具固定 连接;所述上接头(1)的下部和所述振动扶正器总成(2)的上部连接；所述振动扶正器总成(2)包括扶正器本体(201)，所述扶正器本体(201)内腔的底端开 设有联接内螺纹(2013)，用于与下部钻具固定连接;所述扶正器本体(201)的内腔安装有旋 转冲击器总成;所述旋转冲击器总成与所述上接头(1)的轴向通孔(101)连通，流经轴向通 孔(101)的高压液流驱动所述旋转冲击器总成进行冲击振动。2.根据权利要求1所述的液力振动的扶正器，其特征在于，所述扶正器本体(201)包括 支撑壳体以及套设于所述支撑壳体外廓上的扶正臂(2014)。3.根据权利要求1所述的液力振动的扶正器，其特征在于，所述旋转冲击器总成包括旋 转冲击锤(202)、旋转内套(203)、上封盖(204)和下封盖(205);所述上封盖(204)固定安装于所述扶正器本体(201)内腔的上部，所述上封盖(204)沿 轴向自内而外开设有中孔(2041)和导流孔(2042)，所述中孔(2041)和所述导流孔(2042)均 与所述上接头(1)的轴向通孔(101)相通形成高压区；所述下封盖(205)固定安装于所述扶正器本体(201)内腔的下部，所述下封盖(205)沿 轴向自内而外开设有分流孔(2051)和泄流孔(2052)，所述分流孔(2051)和所述泄流孔 (2052)均与液流低压区相通而形成低压区；其中，液流低压区是指所述扶正器本体(201)内 腔的底端用于与下部钻具连接的区域；所述扶正器本体(201)、所述旋转冲击锤(202)和所述旋转内套(203)均为空心柱体结 构，所述旋转冲击锤(202)同轴设置于所述扶正器本体(201)的内部，所述旋转内套(203)同 轴设置于所述旋转冲击锤(202)的内部；其中，所述扶正器本体(201)内表面开设有第1轴向槽(2011)和第2轴向槽(2012);所述旋转冲击锤(202)包括冲击锤空心柱体，以及对称设置于所述冲击锤空心柱体左 右两侧的外锤(2021)和内锤(2022);其中，所述外锤(2021)两侧分别开有左外向孔(2023) 和右外向孔(2024);所述内锤(2022)两侧分别开有左内向孔(2025)和右内向孔(2026);另 夕卜，所述内锤(2022)为向所述冲击锤空心柱体的内腔具有一凸出部的结构；所述旋转内套(203)包括内套空心柱体，所述内套空心柱体的外圆柱面设有左径向支 撑(2031)、右径向支撑(2032)和外凸(2033)，所述外凸(2033)开设有径向通孔(2034);所述 旋转内套(203)置于所述旋转冲击锤(202)的内腔中，所述左径向支撑(2031 )、所述右径向 支撑(2032)和所述外凸(2033)的外缘面与所述旋转冲击锤(202)的内壁紧密接触，所述左 径向支撑(2031)的外侧、所述外凸(2033)的左侧与所述旋转冲击锤(202)的内壁之间形成 左腔体;所述右径向支撑(2032)的外侧、所述外凸(2033)的右侧与所述旋转冲击锤(202)的 内壁之间形成右腔体；并且，所述左径向支撑(2031)和所述右径向支撑(2032)分别位于所述内锤(2022)的凸 出部的两侧；当所述旋转内套(203)相对于所述旋转冲击锤(202)的内锤(2022)进行反向转 动时，所述左径向支撑(2031)和所述右径向支撑(2032)撞击所述内锤(2022)，进而增强振 动效果；贝1J:所述扶正器本体(201)的第1轴向槽(2011)和第2轴向槽(2012)与所述上封盖(204)的导流孔(2042)相通，属高压区；所述内锤(2022)的一个内向孔与第1轴向槽(2011)或第2 轴向槽(2012)相通形成高压区，而所述内锤(2022)的另一个内向孔与所述下封盖(205)的 泄流孔(2052)相通形成低压区，内锤两侧压力差作用于旋转内套(203)的外壁，最终驱动旋 转内套(203)在旋转冲击锤(202)内相对转动；所述外锤(2021)—侧的外向孔与旋转内套(203)的径向通孔(2034)相通形成高压区， 而外锤(2021)另一侧的外向孔与所述下封盖(205)的泄流孔(2052)相通形成低压区，外锤 两侧压力差驱动旋转冲击锤(202)在扶正器本体(201)内相对转动。
【文档编号】E21B28/00GK205663414SQ201620535620
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】莫萍
【申请人】上海鑫地能源科技有限公司