[发明专利]石油钻井用三维水力振动器

摘要

本发明涉及一种石油钻井用三维水力振动器，属石油钻井工具设计技术领域，由流量控制阀、轴向振动器、过滤接头、螺杆马达动力接头、液力脉冲发生器组成；其特征在于流量控制阀用来调节流入振动器的泥浆流量和速度；轴向振动器用来产生沿轴向方向上的位移；过滤接头用来过滤较粗的泥浆成分；进入振动器的泥浆在螺杆马达动力接头里面形成一定的压差，推动螺杆马达里面的转子结构旋转和偏心振动；液力脉冲发生器通过PDC推力轴承静环和动环之间的过流面积循环的变化，从而产生圆周方向上的振动。本发明同时在轴向、圆周方向上产生的三维振动能有效克服大位移井和水平井钻柱与井壁之间的摩擦阻力、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，降低钻井成本的特点。

主权项

石油钻井用三维水力振动器，由流量控制阀、轴向振动器、过滤接头、螺杆马达动力接头、液力脉冲发生器组成；其特征在于所述的流量控制阀由阀体（1）、阀芯（2）、弹簧（3）、阀座（4）组成；阀芯（2）、弹簧（3）、阀座（4）安装在阀体（1）内；阀芯（2）安装在弹簧（3）的上方，弹簧（3）的下端安装在阀座（4）上，阀座（4）固定安装在阀体（1）的内壁上；阀芯（2）能在阀体（1）内轴向移动；阀体（1）的上端与钻柱通过螺纹相连接；阀体（1）的下端与心轴（5）的上端通过螺纹相连接；所述的轴向振动器由心轴（5）、上接头（6）、蝶形弹簧（7）、中空活塞（8）、下接头（9）组成；心轴（5）的上端与阀体（1）的下端通过螺纹相连接；上接头（6）的上端与心轴（5）通过花键相连接；上接头（6）的下端与下接头（9）的上端通过螺纹相连接；下接头（9）的下端与过滤接头外壳（12）的上端通过螺纹相连接；心轴（5）的下端安装在上接头（6）和下接头（9）的中空腔内，在下接头（9）的中空腔内，中空活塞（8）通过螺纹连接安装在心轴（5）的下端；所述的过滤接头由过滤筛（10）、防掉连杆（11）、过滤接头外壳（12）组成；过滤接头外壳（12）的上端与下接头（9）的下端通过螺纹相连接；过滤接头外壳（12）的下端与螺杆马达外壳（13）的上端通过螺纹相连接；过滤筛（10）、防掉连杆（11）安装在过滤接头外壳（12）内；过滤筛（10）安装在防掉连杆（11）的上方；所述的螺杆马达动力接头由螺杆马达外壳（13）、橡胶定子（14）、转子（15）组成；螺杆马达外壳（13）的上端与过滤接头外壳（12）的下端通过螺纹相连接；螺杆马达外壳（13）的下端与发生器外壳（17）的上端通过螺纹相连接；橡胶定子（14）、转子（15）安装在螺杆马达外壳（13）内；橡胶定子（14）固定安装在螺杆马达外壳（13）的内壁上；转子（15）安装在橡胶定子（14）中；转子（15）的上端和防掉连杆（11）的下端通过螺纹相连接；所述的液力脉冲发生器由发生器外壳（17）、连接器（16）、PDC轴承动环（18）、PDC轴承静环（19）、固定接头（20）组成； 发生器外壳（17）的上端与螺杆马达外壳（13）的下端通过螺纹相连接；连接器（16）、PDC轴承动环（18）、PDC轴承静环（19）、固定接头（20）安装在发生器外壳（17）内；连接器（16）的上端与转子（15）的下端通过螺纹相连接；连接器（16）的下端与PDC轴承动环（18）通过螺纹相连接；固定接头（20）的上端与PDC轴承静环（19）通过螺纹相连接；固定接头（20）的下端与发生器外壳（17）通过螺纹相连接；在PDC轴承静环（19）的园周边开有过流孔。