一种转轮动力的水力振荡器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种转轮动力的水力振荡器；属油气开采钻井工具技术领域。它由花键轴、上壳体、下壳体、中间接头和下接头构成，上壳体内通过连接套安装有花键轴，上壳体的一端通过中间接头螺纹安装有下壳体，下壳体的端头螺纹安装有下接头；下接头与中间接头之间的下壳体内通过上扶正轴承安装有转轮，转轮一侧的下壳体内通过下扶正轴承安装有转阀；转阀与转轮螺纹连接。该水力振荡器具有结构简单紧凑，活动件少，成本低廉的特点。工作过程中随着转轮的转动，使过流面积得以周期性改变，由此产生间歇压力脉冲，从而带动振动短节产生周期性轴向振动，由此将将钻柱与井壁的静摩擦变为动摩擦，可有效降低摩阻，提高钻井效率，降低钻井成本。

A hydraulic oscillator with wheel power

The utility model relates to a hydraulic oscillator of a rotating wheel power, which belongs to the technical field of oil and gas exploitation and drilling tools. It is composed of a splined shaft, the upper shell and the lower shell, the middle joint and the lower joint, the upper shell body by a connecting sleeve is installed on one end of the spline shaft, shell installation through the middle joint thread has a lower shell, end thread shell is installed under the joint; the lower shell between the lower joint and the middle connector installation through the alignment bearing a wheel, the lower shell side runner installed rotary valve through the rotor bearing; rotary valve with rotary screw connection. The hydraulic oscillator has the characteristics of simple and compact structure, less active parts and low cost. In the process of working with the rotation of the rotary wheel, the flow area is cyclical change, resulting in intermittent pressure pulse, so as to drive the vibration of short periodicity of axial vibration, static friction which will drill string and borehole wall into dynamic friction, can effectively reduce the friction and improve drilling efficiency, reduce drilling cost.

【技术实现步骤摘要】
一种转轮动力的水力振荡器
本技术涉及一种转轮动力的水力振荡器；属油气开采钻井工具

技术介绍
在水平井、大斜度井及水平分支井等复杂结构井中，随着入井深度的增加，钻柱与井壁之间的摩擦力逐渐增大，钻压无法有效传递至钻头，导致机械钻速下降，并且在钻柱与井壁摩擦力足够大时，容易引发钻柱扭曲变形并诱发井内事故。在此类井的钻井过程中，钻具在井眼曲率较大的井段，或在长水平段，井壁受钻柱压力增大，钻柱与井壁间的摩擦力随之增大，钻柱托压现象严重，无法有效施加钻压，严重影响钻进速度。水力振荡器可以使钻柱产生一定频率和振幅的周期性的振动，使钻进过程中钻柱与井壁的静摩擦变成动摩擦，降低了摩擦阻力，能有效减轻托压现象。在减小送进过程中的摩擦阻力、提高机械钻速、增加水平进尺和缩短钻进周期方面具有明显优势。但是，由于现有的水力振荡器的结构限制，转速与振动频率之比不可调,无法产生高频率振动以满足钻井的要求，且动力部分多采用涡轮或螺杆，结构复杂，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种可将钻进过程中的静摩擦变为动摩擦，能产生高频轴向冲击；以有效降低摩阻，提高钻进速度的转轮动力的水力振荡器。本技术的技术方案是：一种转轮动力的水力振荡器；它由花键轴、上壳体、下壳体、中间接头和下接头构成，其特征在于：上壳体内通过连接套安装有花键轴，上壳体的一端通过中间接头螺纹安装有下壳体，下壳体的端头螺纹安装有下接头；下接头与中间接头之间的下壳体内通过上扶正轴承安装有转轮，转轮一侧的下壳体内通过下扶正轴承安装有转阀；转阀与转轮螺纹连接。所述的花键轴圆周上均布有滑键，与滑键对应的连接套内壁设置有键槽，花键轴与连接套之间通过滑键和键槽的配合滑动连接。所述的上壳体内壁和滑键一端的花键轴圆周上分别设置有限位台肩，限位台肩之间的花键轴上装有碟簧。所述的上壳体与连接套螺纹连接。所述的上壳体内的花键轴端头螺纹安装有防掉头，防掉头与上壳体内壁上的凸台接触连接。所述的下接头上设置有下接头中心孔，下接头中心孔外侧的下接头上设置有多个连通孔，连通孔与下接头中心孔连通。所述的转轮为十字结构，转轮上设置有液流孔，液流孔外侧的转轮上均布有多条螺旋流道，螺旋流道与液流孔连通，螺旋流道一侧的转轮上设置有密封圈。所述的转轮上螺纹安装有定位块，定位块与中间接头之间设置有滚珠轴承。所述的转阀为圆盘状，转阀上设有与连通孔对应的流道孔。本技术的有益效果在于：该转轮动力的水力振荡具有结构简单紧凑，活动件少，成本低廉的特点。工作过程中随着转轮的转动，使过流面积得以周期性改变，由此产生间歇压力脉冲，从而带动振动短节产生周期性轴向振动，由此将将钻柱与井壁的静摩擦变为动摩擦，可有效降低摩阻，提高钻井效率，降低钻井成本。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1中的A处放大结构示意图；图3为本技术的转轮的截面结构示意图；图4为本技术的转阀的截面结构示意图。图中：1、花键轴，2、上壳体，3、下壳体，4、中间接头，5、下接头，6、连接套，7、碟簧，8、防掉头，9、上扶正轴承，10、转轮，11、液流孔，12、螺旋流道，13、下扶正轴承，14、转阀，15、下接头中心孔，16、连通孔，17、流道孔，18、定位块，19、滚珠轴承。具体实施方式该转轮动力的水力振荡器由花键轴1、上壳体2、下壳体3、中间接头4和下接头5构成，上壳体2内通过连接套6安装有花键轴1，上壳体2与连接套6螺纹连接；花键轴1圆周上均布有滑键，与滑键对应的连接套6内壁设置有键槽，花键轴1与连接套6之间通过滑键和键槽的配合滑动连接。上壳体2内壁和滑键一端的花键轴1圆周上分别设置有限位台肩，限位台肩之间的花键轴1上装有碟簧7。上壳体2内的花键轴1端头螺纹安装有防掉头8，防掉头8与上壳体2内壁上的凸台接触连接，防掉头8的目的是防止花键轴1滑出。上壳体1的一端通过中间接头4螺纹安装有下壳体3，下壳体3的端头螺纹安装有下接头5；下接头5上设置有下接头中心孔15，下接头中心孔15外侧的下接头5上设置有多个连通孔16，连通孔16与下接头中心孔15连通。下接头5与中间接头4之间的下壳体3内通过上扶正轴承9安装有转轮10，转轮10为十字结构，转轮10上设置有液流孔11，液流孔11外侧的转轮10上均布有多条螺旋流道12，螺旋流道12与液流孔11连通，螺旋流道12一侧的转轮10上设置有密封圈，以在工作中防止钻井液回流。转轮10一侧的下壳体3内通过下扶正轴承13安装有转阀14；转阀14与转轮10螺纹连接。转阀14为圆盘状，转阀14上设有与连通孔16对应的流道孔17。转轮10的一端螺纹安装有定位块18，定位块18与中间接头4之间设置有滚珠轴承19。该转轮动力的水力振荡器由花键轴1、上壳体2、连接套6、碟簧7构成动力短节，由下壳体3、下接头5、转阀14和转轮10构成振荡短节。工作时，钻井液由花键轴1的中心孔进入转轮10，转轮10的液流孔11下端封闭，钻井液经过转轮10上的螺旋流道12进入转轮10与下壳体3之间的间隙，并形成冲击，从而推动转轮10旋转，由于转轮10下部与转阀14螺纹连接，转阀14随转轮10转动。由于转阀14对下接头5的下接头中心孔15形成密封；迫使钻井液由转阀14的流道孔17进入下接头5的连通孔16，随着转轮10的转动，由此使转阀14对连通孔16形成周期性的启闭，从而使过流面积周期性改变，产生简谐压力脉冲，带动振荡短节产生周期性轴向振动，与此同时，简谐压力波传递到蝶形弹簧7，带动连接套6和上壳体2在轴向产生简谐振动；由此将钻柱与井壁的静摩擦变为动摩擦，可有效降低摩阻，提高钻井效率，降低钻井成本。该水力振荡器具有简单紧凑，活动件少，成本低廉的优点。并且通过调节转阀14的流道孔17和下接头5上连通孔16的数量；可以调节转速与振动频率的比例，以适应不同的井下工况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转轮动力的水力振荡器；它由花键轴（1）、上壳体（2）、下壳体（3）、中间接头（4）和下接头（5）构成，其特征在于：上壳体（2）内通过连接套（6）安装有花键轴（1），上壳体（2）的一端通过中间接头（4）螺纹安装有下壳体（3），下壳体（3）的端头螺纹安装有下接头（5）；下接头（5）与中间接头（4）之间的下壳体（3）内通过上扶正轴承（9）安装有转轮（10），转轮（10）一侧的下壳体（3）内通过下扶正轴承（13）安装有转阀（14）；转阀（14）与转轮（10）螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种转轮动力的水力振荡器；它由花键轴（1）、上壳体（2）、下壳体（3）、中间接头（4）和下接头（5）构成，其特征在于：上壳体（2）内通过连接套（6）安装有花键轴（1），上壳体（2）的一端通过中间接头（4）螺纹安装有下壳体（3），下壳体（3）的端头螺纹安装有下接头（5）；下接头（5）与中间接头（4）之间的下壳体（3）内通过上扶正轴承（9）安装有转轮（10），转轮（10）一侧的下壳体（3）内通过下扶正轴承（13）安装有转阀（14）；转阀（14）与转轮（10）螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种转轮动力的水力振荡器；其特征在于：所述的花键轴（1）圆周上均布有滑键，与滑键对应的连接套（6）内壁设置有键槽，花键轴（1）与连接套（6）之间通过滑键和键槽的配合滑动连接。3.根据权利要求1所述的一种转轮动力的水力振荡器；其特征在于：所述的上壳体（2）内壁和滑键一端的花键轴（1）圆周上分别设置有限位台肩，限位台肩之间的花键轴上装有碟簧（7）。4.根据权利要求1所述的一种转轮动力的水力振荡器；其特征在于：所述的上壳体（2）与连接套（6）螺纹连接。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：华勇，钱利勤，李旭，刘先明，黄剑，夏成宇，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42