非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置制造方法及图纸

非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，包括上接头、周期机械振动模块、非周期流体振动模块和下接头；上接头通过锥螺纹与液压缸一端相连，液压缸另一端与密封底座一端通过管螺纹连接，密封底座另一端与涡街振动腔室外壳体一端通过螺纹连接，涡街振动腔室外壳体另一端通过锥螺纹与附壁振动腔室外壳体一端连接，附壁振动腔室外壳体另一端与下接头通过锥螺纹连接。本实用新型专利技术通过各个部件之间的周期性振动、非周期性振动的瞬时耦合效应来产生持续可靠的振动将连续油管与井壁之间的静摩擦力转化为动摩擦力，以削减连续油管与井壁之间的磨阻、甚至解除连续油管“锁死”现象，减阻器轴向振动与径向振动的耦合效应，提高了减阻器综合减阻效果。

Non periodic coupling hydraulic induced vibration type coiled tubing drag reduction device

【技术实现步骤摘要】
非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置
本技术涉及减阻器
，特别涉及非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置。
技术介绍
我国具有丰富的页岩气，但研究较晚。页岩气成藏条件及物性特殊，开采难度大，需要采用新的钻井技术及开采工艺。目前，连续管技术已经广泛应用在石油勘探与开发领域中，显示出了良好的发展前景，成为石油工程技术的特色技术之一。近年来，随着水平井、大位移井和多分支井数量的逐渐增加以及小井眼钻井技术的发展，连续管技术在这些井中作业的优势越来越明显，用途也越来越广。但由于连续管具有尺寸相对小、柔性相对大、不旋转以及加压困难等特点，导致其与井壁之间的摩擦阻力较大，传递到钻头上的有效钻压很小。在连续管入井过程中，在注入力和井底摩擦力的共同作用下，容易发生屈曲，甚至造成连续管的“锁死”，从而限制了连续管在大位移井和水平井中的应用。连续油管减阻器作为连续管井下工具组合之一，它的应用可以有效减小连续管与井壁间的摩擦阻力，提高机械钻速，缩短作业周期，提高连续管钻井效率，延长连续油管的下入延伸尺寸。目前，国外已研制出多种连续管井下减阻器，且在连续管实际作业中取得了良好的应用效果，而国内的该项研究处于起步阶段，因此对于连续管井下减阻器的研究具有现实意义。应用于连续油管作业的减阻器按其减阻振动方向可分为：轴向减阻器、径向减阻器；按其工作原理可分为：机械振动减阻器、流体振动减阻器。目前，在油田应用比较广泛的减阻器有以下几种。滚轮减阻器，利用滚轮将静摩擦转化为动摩擦，但滚轮易磨损，需定期检查更换。水力减阻器，利用变流阀使流经钻柱的液流体积产生改变，从而形成液压脉冲，但受钻井液性质影响较大。E-lineAgitator，由NationalOilwellVarco公司研发的连续管钻井减阻工具，由大口径钻井中使用的减阻器改进而来，钻井液的压力影响较大。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本技术的目的在于提供非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，通过各个部件之间的周期性振动、非周期性振动的瞬时耦合效应来产生持续可靠的振动将连续油管与井壁之间的静摩擦力转化为动摩擦力，以削减连续油管与井壁之间的磨阻、甚至解除连续油管“锁死”现象，减阻器轴向振动与径向振动的耦合效应，提高了减阻器综合减阻效果。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，包括上接头1、周期机械振动模块、非周期流体振动模块和下接头16；所述的上接头1通过锥螺纹与液压缸2一端相连，液压缸2另一端与密封底座7一端通过管螺纹连接，密封底座7另一端与涡街振动腔室外壳体9一端通过螺纹连接，涡街振动腔室外壳体9另一端通过锥螺纹与附壁振动腔室外壳体12一端连接，附壁振动腔室外壳体12另一端与下接头16通过锥螺纹连接。所述的周期性机械振动模块包括液压缸2，液压缸2内部中空，在液压缸2内部环形空间内布置有活塞4，活塞4与液压缸2内壁过盈配合，并通过O型密封圈进行密封，在液压缸2内壁上布置有两个控压阀6和四个进压孔5，控压阀6焊接于液压缸2内壁上，密封底座7两端为螺纹，密封底座7布置有允许活塞杆8通过的环形通槽，并布置有O型密封圈。所述控压阀6包括锥体17、碟簧18、阀体19，锥体17与阀体19的锥形槽之间通过间隙配合进行装配，碟簧18置于阀体19的圆柱槽内。所述的非周期流体振动模块包括附壁振动腔室和涡街振动腔室。所述涡街振动腔室包括空心轴11和涡街激发柱体10，涡街激发柱体10共三个，通过过盈配合和胶结的方式固定于空心轴11上，所述的空心轴11与涡街激发柱体10悬空、不约束置于涡街振动腔室外壳体9内。所述的涡街激发柱体10由圆柱橡胶棒制成，其尺寸接近于涡街振动腔室外壳体9的内径。所述附壁振动腔室包括仿生蜗壳13和轴15，仿生蜗壳13通过胶结方式固定于轴15上，轴15由空心支撑14在两端进行固定约束。所述的仿生蜗壳13由橡胶制成，为锥形结构。所述的空心支撑14中间开有圆环形的孔，轴15穿过孔，位于孔的周围等间距设置有圆孔。本技术的有益效果：(1)本设计基于流体力学中卡门涡街效应、附壁效应，创新性地设计了结构简单、振动原理可靠的非周期流体振动腔室，即涡街振动腔室和附壁振动腔室。(2)附壁振动腔室设计中采用了仿生“蜗壳”设计方案，涡街振动腔室设计中采用了非均布、多列绕流柱体设计。(3)周期机械振动模块产生的轴向振动与非周期流体振动腔室产生的轴向振动发生耦合，提供减阻器进行减阻的主要动力；附壁振动腔室激发的径向振动与涡街振动腔室激发的径向振动进行耦合，提供减阻器进行减阻的辅助动力。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2为本技术周期性机械振动模块示意图。图3为本技术控压阀结构示意图。图4为本技术涡街振动腔室示意图。图5为本技术附壁振动腔室示意图。图6为本技术空心支承结构示意图。图7为本技术周期性机械振动模块方案流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1图2所示：非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置主要由上接头1、周期机械振动模块2-8、非周期流体振动模块9-15(包括附壁振动腔室12-15和涡街振动腔室9-11)、下接头16组成。所述的上接头1与周期性机械振动模块的液压缸2通过锥螺纹连接，液压缸2与密封底座7通过管螺纹连接，密封底座7与涡街振动腔室外壳体9通过螺纹连接，涡街振动腔室外壳体9通过锥螺纹与附壁振动腔室外壳体12连接，下接头16与附壁振动腔室外壳体12通过锥螺纹连接。所述周期性机械振动模块由液压缸2、碟形弹簧3、密封底座7、活塞4、活塞杆8、控压阀6组成。液压缸2内部中空，在液压缸2内部环形空间内布置有活塞4，活塞4与液压缸2内壁过盈配合，并通过O型密封圈进行密封，在液压缸2内壁上布置有两个控压阀6和四个进压孔5，控压阀6焊接于液压缸2内壁上，密封底座7两端为螺纹，起到密封和连接的作用，密封底座7布置有允许活塞杆8通过的环形通槽，并布置有O型密封圈，以防止压力泄漏。如图3所示：所述控压阀6由锥体17、碟簧18、阀体19组成。锥体17与阀体19的锥形槽之间通过间隙配合进行装配，碟簧18置于阀体19的圆柱槽内。如图4所示：所述涡街振动腔室9-11由涡街振动腔室外壳体9、涡街激发柱体10、空心轴11组成。涡街激发柱体10由圆柱橡胶棒制成，其尺寸接近于涡街振动腔室外壳体9的内径，涡街激发柱体10共三个，通过过盈配合和胶结的方式固定于空心轴11上。空心轴11与涡街激发柱体10悬空、不约束置于涡街振动腔室外壳体9内。如图5所示：所述附壁振动腔室12-15由附壁振动腔室外壳体12、仿生蜗壳13、空心支承14、轴15组成。仿生蜗壳13由橡胶制成，根据实际蜗壳进行一定比例放大制成，通过胶结方式固定于轴15上，轴15由空心支撑14在两端进行固定约束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，其特征在于，包括上接头(1)、周期机械振动模块、非周期流体振动模块和下接头(16)；/n所述的上接头(1)通过锥螺纹与液压缸(2)一端相连，液压缸(2)另一端与密封底座(7)一端通过管螺纹连接，密封底座(7)另一端与涡街振动腔室外壳体(9)一端通过螺纹连接，涡街振动腔室外壳体(9)另一端通过锥螺纹与附壁振动腔室外壳体(12)一端连接，附壁振动腔室外壳体(12)另一端与下接头(16)通过锥螺纹连接。/n

【技术特征摘要】
1.非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，其特征在于，包括上接头(1)、周期机械振动模块、非周期流体振动模块和下接头(16)；
所述的上接头(1)通过锥螺纹与液压缸(2)一端相连，液压缸(2)另一端与密封底座(7)一端通过管螺纹连接，密封底座(7)另一端与涡街振动腔室外壳体(9)一端通过螺纹连接，涡街振动腔室外壳体(9)另一端通过锥螺纹与附壁振动腔室外壳体(12)一端连接，附壁振动腔室外壳体(12)另一端与下接头(16)通过锥螺纹连接。


2.根据权利要求1所述的非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，其特征在于，所述的周期机械振动模块包括液压缸(2)，液压缸(2)内部中空，在液压缸(2)内部环形空间内布置有活塞(4)，活塞(4)与液压缸(2)内壁过盈配合，并通过O型密封圈进行密封，在液压缸(2)内壁上布置有两个控压阀(6)和四个进压孔(5)，控压阀(6)焊接于液压缸(2)内壁上，密封底座(7)两端为螺纹，密封底座(7)布置有允许活塞杆(8)通过的环形通槽，并布置有O型密封圈。


3.根据权利要求2所述的非周期性耦合水力诱振式连续油管减阻装置，其特征在于，所述控压阀(6)包括锥体(17)、碟簧(18)、阀体(19)，锥体(17)与阀体(19)的锥形槽之间通过间隙配合进行装配，碟簧(18)置于阀体(19)的圆柱槽内。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦益华，李羿瑭，王智勇，郑杰，章娅菲，陈强，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61