水力振荡器阀盘的制作方法

1.本实用新型涉及水力振荡器技术领域，具体为水力振荡器阀盘。


背景技术：

2.油田钻井过程中，钻柱与井壁之间存在一定的摩擦阻力，由钻具组合与井壁摩擦所造成的额外扭矩与摩阻会导致机械钻速低、工具面控制困难、单趟钻进尺很少、异常严重的钻柱和钻头磨损等，当累积摩擦力超过所施加钻压时(或者说管柱自重下推力时)就会出现托压现象，迫使管柱发生正旋弯曲或螺旋屈曲。对于定向井和水平井而言，高摩阻还会形成弯曲井眼，从而造成钻机钻达最大深度的能力降低，甚至会影响到油井产量。
3.水力振荡器是利用水力脉冲产生钻柱轴向振荡，可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递，进行定向滑动钻进效果明显；还可减小井下扭转，减轻横向振动并提高机械钻速。水力振荡器主要由振荡短节、动力短节和盘阀组成。
4.现有的水力振荡器在使用时，主要依靠钻井液的压力控制水力振荡器的压力脉冲振幅，从而控制钻柱轴向振荡的行程，在向水力振荡器中输入钻井液时，钻井液的输入压力存在不稳定的现象，因此会存在钻柱轴向振荡行程较短的情况，钻柱轴向振荡行程较短会使钻柱与井壁之间产生近似静摩擦的作用下，钻柱与井壁之间摩阻的降低效果会受到影响，会同步影响钻井的速度。


技术实现要素：

5.为解决以上现有的水力振荡器在使用时，由于钻井液的输入压力存在不稳定的现象，因此会存在钻柱轴向振荡行程较短的情况，钻柱轴向振荡行程较短会使钻柱与井壁之间产生近似静摩擦的作用下，钻柱与井壁之间摩阻的降低效果会受到影响，会同步影响钻井的速度的问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现：水力振荡器阀盘，包括：
6.振荡短节，所述振荡短节的内部设有通道，用于钻井液的输入；
7.动力短节，所述动力短节沿其轴向滑动安装在所述振荡短节的外表面，所述动力短节的下端设有压力腔，用于压力脉冲对于振荡短节的作用反馈，所述通道的下端延伸至所述压力腔的内部；
8.活动块，位于所述压力腔的内部，所述活动块的上表面设置有锥形堵块，所述堵块与所述通道下端的端口相对应，用于调节通道下端口口径的大小，所述活动块的下表面设置有补压弹簧。
9.进一步的，所述活动块的侧表面开设有限位槽，所述压力腔的侧壁设有限位块，所述限位块的自由端配合安装在所述活动块侧表面的限位槽中，限位块与限位槽配合，用于限制活动块的移动行程。
10.进一步的，所述振荡短节与所述动力短节之间设有碟簧，用于振荡短节的振荡。
11.进一步的，还包括定子，所述定子固定安装在动力短节的下端面，所述定子的内部开设有通管，所述通管与所述压力腔相通。
12.进一步的，所述定子内部转动安装有转子，所述转子内部为中空管径，所述定子的下端面固定安装有盘阀，所述盘阀的内部固定安装有定阀，所述转子的下端延伸至所述定阀的表面。
13.进一步的，所述转子的下端设有动阀，所述动阀偏离于所述定阀的中心，所述定阀的表面开设有椭圆形通孔，所述动阀的下端口与所述通孔始终存在重合面，转子和动阀与定阀表面椭圆形通孔的配合设计，可对动阀与定阀之间的过流面积进行渐变式周期性调节，可有效提高振荡短节受到的压力脉冲反馈作用的效果。
14.进一步的，所述转子的表面设有扇叶，利用钻井液与扇叶配合，驱动转子转动。
15.进一步的，所述转子的侧表面开设有槽口，便于钻井液进入到转子中的中空管径中。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.1、该水力振荡器阀盘，通过通道与压力腔的结构设计以及活动块和补压弹簧与堵块的组合设计，可在钻井液压力不足时，利用堵块调节通道下端口的口径大小进行调节，从而可对振荡短节受到的压力脉冲的振幅进行补偿，以补偿钻柱轴向振荡的行程，进而保证钻井的速度。
18.2、该水力振荡器阀盘，通过转子和动阀与定阀表面椭圆形通孔的配合设计，可对动阀与定阀之间的过流面积进行渐变式周期性调节，可有效提高振荡短节受到的压力脉冲反馈作用的效果，进而提高振荡短节周期性震荡的效果。
附图说明
19.图1为本实用新型水力振荡器内部结构示意图一；
20.图2为本实用新型水力振荡器内部结构示意图二；
21.图3为本实用新型图2中a处结构示意图；
22.图4为本实用新型定阀与动阀轨迹配合结构示意图。
23.图中：1、振荡短节；11、通道；2、动力短节；21、压力腔；3、碟簧；4、活动块；41、堵块；42、补压弹簧；43、限位块；5、定子；51、通管；6、转子；61、动阀；62、槽口；7、扇叶；8、盘阀；9、定阀；91、通孔。
具体实施方式
24.该水力振荡器阀盘的实施例如下：
25.请参阅图1-图4，水力振荡器阀盘，包括：
26.振荡短节1，振荡短节1的内部设有通道11，用于钻井液的输入。
27.动力短节2，动力短节2沿其轴向滑动安装在振荡短节1的外表面，动力短节2的下端设有压力腔21，用于压力脉冲对于振荡短节1的作用反馈，通道11的下端延伸至压力腔21的内部，振荡短节1与动力短节2之间设有碟簧3，用于振荡短节1的振荡。
28.活动块4，位于压力腔21的内部，活动块4的上表面设置有锥形堵块41，堵块41与通道11下端的端口相对应，用于调节通道11下端口口径的大小，活动块4的下表面设置有补压弹簧42。
29.活动块4的侧表面开设有限位槽，压力腔21的侧壁设有限位块43，限位块43的自由
端配合安装在活动块4侧表面的限位槽中，限位块43与限位槽配合，用于限制活动块4的移动行程。
30.定子5，定子5固定安装在动力短节2的下端面，定子5的内部开设有通管51，通管51与压力腔21相通，定子5内部转动安装有转子6，转子6内部为中空管径，定子5的下端面固定安装有盘阀8，盘阀8的内部固定安装有定阀9，转子6的下端延伸至定阀9的表面。
31.转子6的下端设有动阀61，动阀61偏离于定阀9的中心，定阀9的表面开设有椭圆形通孔91，动阀61的下端口与通孔91始终存在重合面，转子6和动阀61与定阀9表面椭圆形通孔91的配合设计，可对动阀61与定阀9之间的过流面积进行渐变式周期性调节，可有效提高振荡短节1受到的压力脉冲反馈作用的效果。
32.转子6的表面设有扇叶7，利用钻井液与扇叶7配合，驱动转子6转动，转子6的侧表面开设有槽口62，便于钻井液进入到转子6中的中空管径中。
33.水力振荡器阀盘工作原理：
34.当钻井液通过振荡短节1的通道11进入到动力短节2中，并由通管51进入到定子5中时，钻井液会通过扇叶7驱动转子6旋转，动阀61接在转子6的底端，动阀61会在定阀9的表面移动。
35.转子6下端的动阀61在定阀9的表面转动时，动阀61的端口与定阀9表面的通孔91之间的重合面会进行周期性变化，从而引起过流面积的变化，从而产生压力脉冲。当钻井液受到周期性的限制时，就会产生沿动力短节2上传的压力脉冲，这些压力脉冲反馈作用到压力腔21中振荡短节1中通道11的下端面活塞面上，使振荡短节1产生轴向振荡。
36.当动阀61的端口与定阀9表面的通孔91之间的重合面发生变化时，压力腔21中钻井液的水压也会发生变化，堵块41表面受到的压强会同步改变，当钻井液水压较小时，堵块41在补压弹簧42的作用下，会向通道11的下端口靠近，堵块41伸入到通道11中，会改变通道11的管径大小，从而改变钻井液进入压力腔21的压力，在反作用力下，会增加振荡短节1的轴向振荡行程，从而实现对振荡短节1震荡幅度的自动补偿。

技术特征：
1.水力振荡器阀盘，其特征在于，包括：振荡短节(1)，所述振荡短节(1)的内部设有通道(11)；动力短节(2)，所述动力短节(2)沿其轴向滑动安装在所述振荡短节(1)的外表面，所述动力短节(2)的下端设有压力腔(21)，所述通道(11)的下端延伸至所述压力腔(21)的内部；活动块(4)，位于所述压力腔(21)的内部，所述活动块(4)的上表面设置有锥形堵块(41)，所述堵块(41)与所述通道(11)下端的端口相对应，所述活动块(4)的下表面设置有补压弹簧(42)。2.根据权利要求1所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：所述活动块(4)的侧表面开设有限位槽，所述压力腔(21)的侧壁设有限位块(43)，所述限位块(43)的自由端配合安装在所述活动块(4)侧表面的限位槽中。3.根据权利要求1所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：所述振荡短节(1)与所述动力短节(2)之间设有碟簧(3)。4.根据权利要求1-3任一项所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：还包括定子(5)，所述定子(5)固定安装在动力短节(2)的下端面，所述定子(5)的内部开设有通管(51)，所述通管(51)与所述压力腔(21)相通。5.根据权利要求4所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：所述定子(5)内部转动安装有转子(6)，所述转子(6)内部为中空管径，所述定子(5)的下端面固定安装有盘阀(8)，所述盘阀(8)的内部固定安装有定阀(9)，所述转子(6)的下端延伸至所述定阀(9)的表面。6.根据权利要求5所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：所述转子(6)的下端设有动阀(61)，所述动阀(61)偏离于所述定阀(9)的中心，所述定阀(9)的表面开设有椭圆形通孔(91)，所述动阀(61)的下端口与所述通孔(91)始终存在重合面。7.根据权利要求5或6所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：所述转子(6)的表面设有扇叶(7)。8.根据权利要求5或6所述的水力振荡器阀盘，其特征在于：所述转子(6)的侧表面开设有槽口(62)。

技术总结
本实用新型涉及水力振荡器技术领域，且公开了水力振荡器阀盘，包括：振荡短节，所述振荡短节的内部设有通道；动力短节，所述动力短节沿其轴向滑动安装在所述振荡短节的外表面，所述动力短节的下端设有压力腔，所述通道的下端延伸至所述压力腔的内部；活动块，位于所述压力腔的内部，所述活动块的上表面设置有锥形堵块，所述堵块与所述通道下端的端口相对应，该水力振荡器阀盘，通过通道与压力腔的结构设计以及活动块和补压弹簧与堵块的组合设计，可在钻井液压力不足时，利用堵块调节通道下端口的口径大小进行调节，从而可对振荡短节受到的压力脉冲的振幅进行补偿，以补偿钻柱轴向振荡的行程，进而保证钻井的速度。进而保证钻井的速度。进而保证钻井的速度。


技术研发人员：许磊
受保护的技术使用者：成都贝恩石油技术服务有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/9/19