[发明专利]钻井用水力简谐振荡器

摘要

一种钻井用水力简谐振荡器，由动力总成、阀总成、底部总成、弹性短节组成，弹性短节与动力总成相连，螺旋叶片与阀片相连，定阀安装在底部总成上，动力壳体与底部总成相连。钻井液驱动螺旋叶片旋转，螺旋叶片带动阀片转动，使阀片和定阀的流通孔相互交错，调制出简谐性压力波，压力波向上传递至弹性短节部分，带动动力壳体在轴向发生持续的简谐性振动，有效改善钻柱与井壁的摩擦阻力，提高钻进速度。振动冲击力向下传递给钻头射流，促使破岩压力周期变化，有效破碎岩石。本发明具有结构简单、操作方便、安全可靠、压降低、适应性强、不影响钻具结构等特点，对于提高钻速、降低成本具有重要的意义。

主权项

一种钻井用水力简谐振荡器，其特征是它包括：一弹性短节（1），该弹性短节（1）主要由振动壳体（12）和安装在振动壳体（12）中的能产生轴向简谐性振动的芯轴（11）组成，芯轴（11）上套装有弹簧（14），弹簧的一端与振动壳体（12）内壁的用于与芯轴（11）配合的凸台（15）相抵，另一端与芯轴（11）上的台阶面（16）相抵，芯轴（11）插入振劝壳体（12）一端受压后压缩弹簧使芯轴（11）产生向上的运动，压力释放后，弹簧依靠张力使芯轴（11）向下运动，从而产生简谐性轴向振动；芯轴（11）的中心设有供钻井液体通过的通孔（17）；一动力总成（2），该动力总成（2）主要由动力壳体（21）和安装在动力壳体中的螺旋叶片（22）组成，动力壳体（21）的一端与弹性短节（1）的振动壳体（12）相连，安装螺旋叶片（22）的螺旋轴（24）的两端支承在带动供钻井液通过的通孔的轴承座（23）上，螺旋叶片（22）受到钻井液的作用而旋转进而带动螺旋轴（24）转动，螺旋轴（24）的下端上安装有阀片（31），阀片（31）上至少设有一个供钻井液通过的阀片孔（35），在动力壳体（21）的下部与阀片（32）相对位置处固定安装有与阀片相配的定配（32），定阀（32）上设有供安装钻井液通过的至少一个定阀孔（36），阀片（31）在螺旋轴（24）的带动下转动的过程中，阀片孔（35）与定阀孔（36）周期性贯通，动力总成（2）中的钻井液的压力以相同的周期发生变化，从而推动芯轴（11）作轴向的周期性运动进而产生周期性简谐振动；一底部总成（4），该底部总成（4）与动力壳体（21）的另一端相连，定阀孔（36）流出的钻井液周期性地进入底部总成（4）中，为钻井提供动力。