[发明专利]一种螺杆式井下水力振荡器

说明书

本发明涉及一种螺杆式井下水力振荡器，属石油井下设备技术领域。该水力振荡器包括上壳体、下壳体、上接头、下接头、花键套和旁通阀，上壳体和下壳体之间通过旁通阀相互螺纹连接，下壳体的端头螺纹安装有下接头，上壳体的端头通过花键套安装有上接头；下壳体内通过定位套筒和装配套筒装有螺杆马达，螺杆马达一侧通过阀盘底座装有阀盘。该水力振荡器通过螺杆马达与阀盘之间的过流面积的变化产生压力脉冲，使钻柱与井壁之间的摩擦条件发生变化、钻柱弹性送钻的瞬时滑动摩擦系数的增长速度降低，从而降低摩阻、降低钻柱与井壁之间的扭矩，避免卡钻事故的发生，具有大幅度提高钻井效率，降低钻井成本的优点。

技术领域

本发明涉及一种螺杆式井下水力振荡器，属石油井下设备技术领域。

背景技术

近年来，随各大油田勘探技术的不断深入，油井井身结构复杂度逐渐增加，长水平、大斜度及多分支水平井等的数量增加等问题对钻井工程提出了新的现实要求，使水力振荡器等工具的发展空间和需求得到了提升。就如何提高水平井水平段长度和实现快速钻进等问题成为了石油产业相关研究关注的焦点。复杂的井身结构，不仅对钻井技术和方法提出了较高的要求，而且较大的井斜角使石油钻杆柱与井壁间的摩擦阻力明显增大，降低了钻压的传递效率，影响了机械钻进速度。国内外学者就如何提高水平井中水平段长度和实现快速钻进等问题进行了大量的研究工作。井下动力钻具如水力振荡器等由于具有提高机械钻速、增加单只钻头进尺、便于定向控制井眼轨迹并且能使滑动送钻时钻柱与井壁之间的静摩擦转变为滑动摩擦以减小摩阻等诸多优点，使其发展空间和需求得到了大大的提升，也得到了广大科研工作者的高度关注。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种能够有效减小钻柱与井壁之间的摩擦阻力、避免卡钻事故的发生，进而提高钻井效率的螺杆式井下水力振荡器。

本发明的技术方案是：

一种螺杆式井下水力振荡器，包括上壳体、下壳体、上接头、下接头、花键套和旁通阀，其特征在于：上壳体和下壳体之间通过旁通阀相互螺纹连接，下壳体的端头螺纹安装有下接头，上壳体的端头通过花键套安装有上接头；下壳体内通过定位套筒和装配套筒装有螺杆马达，螺杆马达一侧通过阀盘底座装有阀盘；阀盘底座上装有推力轴承，推力轴承一侧的阀盘底座上安装有阀座，推力轴承另一侧的阀盘底座上安装有扶正轴承；旁通阀一侧的上壳体内设置有台阶轴；台阶轴上通过台阶轴端帽和挡圈装有活塞，活塞一侧的台阶轴上装有蝶形弹簧；蝶形弹簧与活塞接触连接。

所述的阀盘上偏心设置有过流孔，过流孔两侧的阀盘上对称设置有排液孔。

所述的过流孔上方的阀盘上通过滑槽设置有滑块。

所述的螺杆马达包括马达定子和马达转子，马达定子由定子橡胶和定子外套构成，定子橡胶通过挤压变形安装在定子外套内，定子外套通过套筒实现轴向定位；马达定子与下壳体螺纹连接。

所述的马达转子端头与滑块连接，马达转子通过滑块与阀盘滑动接触连接。

所述的扶正轴承与装配套筒之间设置有平衡腔。

装配套筒与阀盘底座和阀盘之间设置有平衡间隙，平衡间隙与平衡腔连通。

所述的台阶轴与上接头螺纹连接。

所述的花键套一端与上壳体螺纹连接；花键套另一端与上接头键连接。

所述的上壳体上设置有壳体液流孔。

所述的旁通阀由控制阀体、阀芯、弹簧和控制阀座构成；阀体内通过控制阀座装有阀芯；控制阀座与阀芯之间设置有弹簧；所述的控制阀体上设置有阀体液流孔，阀芯上设置有阀芯液流孔。

本发明技术方案与现有技术相比的优点在于：