一种可多次开关井下压力脉冲发生工具制造技术

本发明专利技术公开了一种可多次开关井下压力脉冲发生工具

【技术实现步骤摘要】
一种可多次开关井下压力脉冲发生工具


[0001]本专利技术涉及石油化工
，特别涉及一种可多次开关井下压力脉冲发生工具
。

技术介绍

[0002]随着技术的进步，油气勘探开发逐渐向深层复杂油气藏发展，钻井作业中的深井
、
超深井
、
大位移井
、
水平井等所占比重越来越高
。
压力脉冲发生装置可以产生压力脉冲波，在井底形成负压，从而达到清洗井底岩屑
、
提高机械钻速的作用
。
配合其他振动工具，可以形成轴向振动从而减小钻柱与井壁的摩擦，解决水平段托压
、
粘卡等问题
。
[0003]现有的井下压力脉冲发生工具一般都是在开泵循环时，就产生压力脉冲，或在有使用需求时，投球开启，开启后在井斜较小或钻具摩阻较小的井段不能关闭，无法实现在井下的选择性开关
。
然而，钻进过程中，在遇到钻具托压以外的时间，压力脉冲工具配合振动工具产生的振动会加速钻具疲劳，降低钻具安全使用寿命，同时在浅层的振动还会影响顶驱及钻井设备安全
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可多次开关井下压力脉冲发生工具，其通过选择性分流装置控制压力脉冲波发生装置的开关，可以在钻井过程中可以降低钻具疲劳，提高工具使用寿命，保证作业安全
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括：
[0006]工具外筒，其从上至下由依次连接的开关外筒
、
马达外筒和片阀外筒组成，在所述工具外筒内设有轴向的空腔；
[0007]选择性分流装置，其设置在所述开关外筒内，用于对来自上方的流体进行选择性分流至中心流道或环空流道；
[0008]动力马达装置，其设置在马达外筒内，所述动力马达装置的上端与所述选择性分流装置连接，用于在存在来自环空流道的流体时，在流体带动下输出旋转动力；
[0009]压力脉冲波发生装置，其设置在片阀外筒内，并位于所述动力马达装置下方，用于在动力马达装置转动时，产生周期性过流面积的变化，进而产生压力脉冲波
。
[0010]优选的是，所述开关外筒
、
马达外筒和片阀外筒之间通过螺纹连接
。
[0011]优选的是，所述选择性分流装置包括：
[0012]外芯轴，其设置在所述开关外筒内，在所述外芯轴上设有轴向贯通的第一内腔，在所述外芯轴的上端设有与所述开关外筒内壁键槽相匹配的花键，在所述外芯轴的上部设有径向设置的第一旁通孔，所述第一旁通孔与所述第一内腔连通，所述外芯轴在第一旁通孔以下部分与开关外筒内壁形成环形空隙，在所述外芯轴下部设有向内延伸的周缘；
[0013]弹簧，其设置在所述第一内腔内，所述弹簧的下端与所述周缘相抵接；
[0014]球座，其设置在所述第一内腔内，在所述球座上设有轴向贯通的第二内腔，所述球
座下端与所述弹簧上端相抵接，在所述球座的上部设有径向设置的第二旁通孔，用于与球镖配合坐封所述第二内腔；
[0015]内芯轴，其设置在所述第二内腔内，在所述内芯轴上设有轴向贯通的第三内腔，所述内芯轴的下端与所述周缘相抵接；
[0016]销孔，其径向设置在所述外芯轴的中部；
[0017]轨道槽，其沿圆周布设在所述球座中部，所述轨道槽由多道间隔设置的向上延伸的上轨道槽和向下延伸的下轨道槽组成，相邻的上轨道槽和下轨道槽通过斜槽相连通，所述上轨道槽分为长上轨道槽和短上轨道槽，所述长上轨道槽和短上轨道槽间隔设置；
[0018]导向销，其穿过所述销孔并插入所述轨道槽内，用于控制球座的运动轨迹；
[0019]其中，所述球座中部与外芯轴密封配合，内芯轴与球座密封配合
。
[0020]优选的是，还包括：
[0021]锁紧螺母，其设置在所述外芯轴的上端，并与所述开关外筒内壁相配合，用于固定所述外芯轴，防止外芯轴发生轴向移动
。
[0022]优选的是，所述动力马达装置包括：
[0023]定子，其为设置在所述马达外筒的内壁上的螺旋结构；
[0024]转子，其为沿轴向设置在所述马达外筒内的螺旋结构，在所述转子上部设有上挠性芯轴，所述上挠性芯轴顶部与所述外芯轴底部密封连接，在所述转子下部设有下挠性芯轴，在所述转子上设有轴向贯通的贯通孔，用于使中心流道的流体顺利通过，在所述定子与转子之间设有环空间隙，用于在存在来自环空流道的流体时，在流体带动下输出旋转动力
。
[0025]优选的是，在所述上挠性芯轴顶部设有耐磨套
。
[0026]优选的是，所述压力脉冲波发生装置包括：
[0027]上片阀，其套设在所述下挠性芯轴的下端，在所述上片阀上中心位置设置有轴向通孔，用于使中心流道的流体顺利通过，偏心设置有第一过流孔，用于使环空流体顺利通过，当有环空流体流过时，在所述下挠性芯轴带动下旋转；
[0028]下片阀，其固设在所述片阀外筒内，并位于所述上片阀的正下方，在所述下片阀的中心设有与所述上芯轴中心位置轴向通孔连通的中心孔，在所述下片阀上偏心设置有用于与所述第一过流孔相配合的第二过流孔，用于在动力马达装置转动时，产生周期性过流面积的变化，进而产生压力脉冲波
。
[0029]优选的是，所述第一过流孔和第二过流孔的横截面呈半环形
。
[0030]优选的是，还包括：
[0031]下接头，其上端与所述片阀外筒下端可拆卸连接
。
[0032]本专利技术的有益效果是：通过选择性分流装置控制压力脉冲波发生装置的开关，可以在钻井过程中可以降低钻具疲劳，提高工具使用寿命，保证作业安全
。
附图说明
[0033]图1是本专利技术一种可多次开关井下压力脉冲发生工具的剖视图
。
[0034]图2是本专利技术中选择性分流装置入井初始状态结构示意图
。
[0035]图3是本专利技术中压力脉冲开启时选择性分流装置结构示意图
。
[0036]图4是本专利技术中压力脉冲关闭时选择性分流装置结构示意图
。
[0037]图5是本专利技术中球座的剖视图
。
[0038]图6是本专利技术中动力马达装置的剖视图
。
[0039]图7是本专利技术中压力脉冲波发生装置的剖视图
。
具体实施方式
[0040]下面结合附图对专利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
。
[0041]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或其它元件或其组合的存在或添加
。
[0042]如图1‑7所示，本专利技术的一种实现形式，为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括：
[0043]工具外筒从上至下由依次连接的开关外筒
110、
马达外筒
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可多次开关井下压力脉冲发生工具，其特征在于：工具外筒，其从上至下由依次连接的开关外筒
、
马达外筒和片阀外筒组成，在所述工具外筒内设有轴向的空腔；选择性分流装置，其设置在所述开关外筒内，用于对来自上方的流体进行选择性分流至中心流道或环空流道；动力马达装置，其设置在马达外筒内，所述动力马达装置的上端与所述选择性分流装置连接，用于在存在来自环空流道的流体时，在流体带动下输出旋转动力；压力脉冲波发生装置，其设置在片阀外筒内，并位于所述动力马达装置下方，用于在动力马达装置转动时，产生周期性过流面积的变化，进而产生压力脉冲波
。2.
根据权利要求1中所述的可多次开关井下压力脉冲发生工具，其特征在于：所述开关外筒
、
马达外筒和片阀外筒之间通过螺纹连接
。3.
根据权利要求1中所述的可多次开关井下压力脉冲发生工具，其特征在于，所述选择性分流装置包括：外芯轴，其设置在所述开关外筒内，在所述外芯轴上设有轴向贯通的第一内腔，在所述外芯轴的上端设有与所述开关外筒内壁键槽相匹配的花键，在所述外芯轴的上部设有径向设置的第一旁通孔，所述第一旁通孔与所述第一内腔连通，所述外芯轴在第一旁通孔以下部分与开关外筒内壁形成环形空隙，在所述外芯轴下部设有向内延伸的周缘；弹簧，其设置在所述第一内腔内，所述弹簧的下端与所述周缘相抵接；球座，其设置在所述第一内腔内，在所述球座上设有轴向贯通的第二内腔，所述球座下端与所述弹簧上端相抵接，在所述球座的上部设有径向设置的第二旁通孔，用于与球镖配合坐封所述第二内腔；内芯轴，其设置在所述第二内腔内，在所述内芯轴上设有轴向贯通的第三内腔，所述内芯轴的下端与所述周缘相抵接；销孔，其径向设置在所述外芯轴的中部；轨道槽，其沿圆周布设在所述球座中部，所述轨道槽由多道间隔设置的向上延伸的上轨道槽和向下延伸的下轨道槽组成，相邻的上轨道槽和下轨道槽通过斜槽相连通，所述上轨道槽分为长上轨道槽和短上轨道槽，所述长上轨道槽和短上轨道槽间隔设置；导向销，其穿过所述销孔并插入所述轨道槽内，用于控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：任兴华，孟凡华，董天利，柴希伟，刘禹铭，魏爱拴，严孟凯，刘文博，陈鹏飞，董义，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：