电动钻井提速工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动钻井提速工具，其连接在上、下钻柱之间，所述电动钻井提速工具包括连接所述上、下钻柱的套筒、轴向设置在所述套筒中的过流套、设置在所述过流套下方的控制单元及与所述控制单元连接的阀系，所述控制单元和所述阀系与所述套筒之间设有流通钻井液的流道，所述阀系用于阻断、联通钻井液流道，所述控制单元包括设有压力传感器的控制器及与所述控制器连接的、可调节功率的电机，所述压力传感器用于感应套筒内钻井液的压力值。本实用新型专利技术具有耐高温，工况可调节，使用寿命长，工作效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钻井工程
更具体地说，本技术涉及一种在大斜度井、水平井等复杂结构井开采中能有效减少摩阻、传递钻压进而提高钻速和开采效率的钻井提速工具。
技术介绍
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。水力振荡工具寿命低、使用成本高使其饱受诟病，根据现场应用情况反馈，水力振荡工具在水基泥浆环境下的使用寿命约为150小时左右，而在油基泥浆中其使用寿命只有70-80小时，究其原因，因为制约水力振荡工具寿命的主要部件是其动力总成，水力振荡工具的寿命与螺杆钻具相当，其动力总成含有的橡胶元件螺杆限制了其使用寿命，在高温井中，使用寿命还将大大降低，因此工作介质和温度对水力振荡工具的应用有很大限制。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本技术还有一个目的是提供一种耐高温、耐腐蚀且使用电力驱动的钻井提速工具。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种电动钻井提速工具，包括连接在上、下钻柱之间的电动钻井提速工具，所述电动钻井提速工具包括连接所述上、下钻柱的套筒、轴向设置在所述套筒中的过流套、设置在所述过流套下方的控制单元及与所述控制单元连接的阀系，所述控制单元和所述阀系与所述套筒之间设有流通钻井液的流道，所述阀系用于阻断、联通钻井液流道，所述控制单元包括设有压力传感器的控制器及
与所述控制器连接的、可调节功率的电机；其中，所述压力传感器用于感应套筒内钻井液的压力值。优选地，所述控制单元还包括与所述电机连接的减速器以及与所述减速器连接的联轴器，所述联轴器与所述阀系连接。优选地，所述阀系包括与所述联轴器通过花键连接的动阀座，以使得所述动阀座可轴向旋转，所述动阀座下方设有动阀片，所述动阀片与所述动阀座通过过盈配合固定连接。优选地，所述阀系还包括定阀片；其中，所述动阀片沿圆周方向均匀分布第一过流孔；所述定阀片沿圆周方向均匀分布第二过流孔，所述第一过流孔和所述第二过流孔均为通孔，以使所述动阀片旋转时，所述第一过流孔与所述第二过流孔交错或重叠形成的重叠区的过流面积呈周期性变化。优选地，所述过流套上沿轴向方向设置第一盲孔，所述过流套沿圆周方向设置第三过流孔，所述第三过流孔为通孔，所述第三过流孔的数量为2-8个。优选地，所述动阀座沿轴向方向设置第二盲孔，所述动阀座沿圆周方向布置有第四过流孔，所述第四过流孔为通孔，所述第四过流孔的数量为2-8个。本技术至少包括以下有益效果：第一、本技术的一种电动钻井提速工具采用电机代替螺杆进行驱动，能避免使用螺杆驱动使用的橡胶部件在高温下易破坏而使水力振荡器无法正常工作，同时节约了频繁更换水力振荡器的成本，提高了工作效率；第二、通过电池提供的动力，代替了水力驱动从而可以避免动力部分产生的压降，有效的减轻地面泵组的输出压力，从而可以降低地面设备的使用寿命和运行成本；第三、本技术的电动钻井提速工具能够产生温和的振动，不会对钻头或其它钻具产生破坏，能有效减少钻具与井壁的摩擦，改善钻压传递，有效防止钻进过程中跳钻或托压，提高对工具面的控制，进而在大斜度井和水平井等复杂结构井中提高钻速、节约钻井成本；第四、本技术的电动钻井提速工具所产生的振动参数可调节，通过监测地层参数，调节钻井液的压力，控制器自动改变输出的控制信号，从而使电机输出特定的转速及转矩从而调节阀系交合及相错的频率。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本
技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术的剖视结构示意图；图2为本技术中所述动阀片或定阀片的横截面示意图；图3是本技术过流面积与压力随时间变化示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。本技术提供一种电动钻井提速工具，包括连接在上、下钻柱之间的电动钻井提速工具，所述电动钻井提速工具包括连接所述上、下钻柱的套筒、轴向设置在所述套筒中的过流套、设置在所述过流套下方的控制单元及与所述控制单元连接的阀系，所述控制单元和所述阀系与所述套筒之间设有流通钻井液的流道，所述阀系用于阻断、联通钻井液流道，所述控制单元包括设有压力传感器的控制器及与所述控制器连接的、可调节功率的电机；其中，所述压力传感器用于感应套筒内钻井液的压力值。在一个实施例中，所述控制单元还包括与所述电机连接的减速器以及与所述减速器连接的联轴器，所述联轴器与所述阀系连接。在一个实施例中，所述阀系包括与所述联轴器通过花键连接的动阀座，以使得所述动阀座可轴向旋转，所述动阀座下方设有动阀片，所述动阀片与所述动阀座通过过盈配合固定连接。在一个实施例中，所述阀系还包括定阀片；其中，所述动阀片沿圆周方向均匀分布第一过流孔；所述定阀片沿圆周方向均匀分布第二过流孔，所述第一过流孔和所述第二过流孔均为通孔，以使所述动阀片旋转时，所述
第一过流孔与所述第二过流孔交错或重叠形成的重叠区的过流面积呈周期性变化。在一个实施例中，所述过流套上沿轴向方向设置第一盲孔，所述过流套沿圆周方向设置第三过流孔，所述第三过流孔为通孔，所述第三过流孔的数量为2-8个。在一个实施例中，所述动阀座沿轴向方向设置第二盲孔，所述动阀座沿圆周方向布置有第四过流孔，所述第四过流孔为通孔，所述第四过流孔的数量为2-8个。为了更好地阐述本技术，下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，如图1-3所示，一种电动钻井提速工具，包括上接头1、套筒2、过流套3、控制动力部分4、阀系5，动力控制部分4从上到下同轴布置有控制器401、电池组403、电机404、减速器406、联轴器407等，阀系5从上到下依次为动阀座501、动阀片502、静阀片503、静阀座504。过流套3上下两端分别通过螺纹和上接头1下端和电池套402上端连接，控制器401和电池组403置入电池套402内，电池套402下端和电机套405上端通过螺纹连接，电机404置于电机套405内，电机套405下端和轴承座409上端通过螺纹连接，轴承408置于轴承座409内，减速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动钻井提速工具，其连接在上、下钻柱之间，所述电动钻井提速工具包括连接所述上、下钻柱的套筒、轴向设置在所述套筒中的过流套、设置在所述过流套下方的控制单元及与所述控制单元连接的阀系，所述控制单元和所述阀系与所述套筒之间设有流通钻井液的流道，所述阀系用于阻断、联通钻井液流道，其特征在于，所述控制单元包括设有压力传感器的控制器及与所述控制器连接的、可调节功率的电机；其中，所述压力传感器用于感应套筒内钻井液的压力值。

【技术特征摘要】
1.一种电动钻井提速工具，其连接在上、下钻柱之间，所述电动钻井提速工具包括连接所述上、下钻柱的套筒、轴向设置在所述套筒中的过流套、设置在所述过流套下方的控制单元及与所述控制单元连接的阀系，所述控制单元和所述阀系与所述套筒之间设有流通钻井液的流道，所述阀系用于阻断、联通钻井液流道，其特征在于，所述控制单元包括设有压力传感器的控制器及与所述控制器连接的、可调节功率的电机；其中，所述压力传感器用于感应套筒内钻井液的压力值。2.如权利要求1所述的电动钻井提速工具，其特征在于，所述控制单元还包括与所述电机连接的减速器以及与所述减速器连接的联轴器，所述联轴器与所述阀系连接。3.如权利要求2所述的电动钻井提速工具，其特征在于，所述阀系包括与所述联轴器通过花键连接的动阀座，以使得所述动阀座可轴向旋转，所述动阀座下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱伟强，张正禄，余长柏，任小玲，李红，
申请(专利权)人：中石化石油工程机械有限公司研究院，
类型：新型
国别省市：湖北;42