液力振動的扶正器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種液力振動的扶正器，液力振動的扶正器包括上接頭(1)和振動扶正器總成(2)；所述振動扶正器總成(2)包括扶正器本體(201)，所述扶正器本體(201)內腔的底端開設有聯接內螺紋(2013)，用于與下部鉆具固定連接；所述扶正器本體(201)的內腔安裝有旋轉沖擊器總成；所述旋轉沖擊器總成與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)連通，流經軸向通孔(101)的高壓液流驅動所述旋轉沖擊器總成進行沖擊振動。優點為：使扶正器既具有鉆具的扶正功能，同時還具有振動源的功能，即：內部液力驅動振動源使得鉆具局部保持振動，工作時鉆具保持滑動摩擦，大大提升水平鉆具的鉆壓傳遞，能夠有效降低鉆進成本。
【專利說明】
液力振動的扶正器
技術領域
[0001]本實用新型屬于鉆井技術領域，具體涉及一種液力振動的扶正器。【背景技術】
[0002]扶正器是一種穩定鉆進方向，防止鉆具傾斜的裝置。目前的扶正器，可分為三類， 即旋轉刮刀型，不旋轉橡膠套筒型和牙輥擴大器型。然后，現有的扶正器僅具有鉆具的扶正功能，功能非常單一，不適合應用于水平井長水平段鉆具。【實用新型內容】
[0003]針對現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種液力振動的扶正器，可有效解決上述問題。
[0004]本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]本實用新型提供一種液力振動的扶正器，包括上接頭(1)和振動扶正器總成(2);
[0006]其中，所述上接頭(1)開設有軸向通孔(101)，所述軸向通孔(101)用于與外部高壓液流相通而形成高壓區；所述上接頭(1)的上部設置有聯接外螺紋(102)，用于與上部鉆具固定連接;所述上接頭(1)的下部和所述振動扶正器總成(2)的上部連接；
[0007] 所述振動扶正器總成(2)包括扶正器本體(201)，所述扶正器本體(201)內腔的底端開設有聯接內螺紋(2013)，用于與下部鉆具固定連接;所述扶正器本體(201)的內腔安裝有旋轉沖擊器總成;所述旋轉沖擊器總成與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)連通，流經軸向通孔(101)的高壓液流驅動所述旋轉沖擊器總成進行沖擊振動。
[0008]優選的，所述扶正器本體(201)包括支撐殼體以及套設于所述支撐殼體外廓上的扶正臂(2014)。
[0009]優選的，所述旋轉沖擊器總成包括旋轉沖擊錘(202)、旋轉內套(203)、上封蓋 (204)和下封蓋(205);[〇〇1〇] 所述上封蓋(204)固定安裝于所述扶正器本體(201)內腔的上部，所述上封蓋(204)沿軸向自內而外開設有中孔(2041)和導流孔(2042)，所述中孔(2041)和所述導流孔 (2042)均與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)相通形成高壓區；
[0011]所述下封蓋(205)固定安裝于所述扶正器本體(201)內腔的下部，所述下封蓋(205)沿軸向自內而外開設有分流孔(2051)和泄流孔(2052)，所述分流孔(2051)和所述泄流孔(2052)均與液流低壓區相通而形成低壓區；其中，液流低壓區是指所述扶正器本體 (201)內腔的底端用于與下部鉆具連接的區域；
[0012]所述扶正器本體(201)、所述旋轉沖擊錘(202)和所述旋轉內套(203)均為空心柱體結構，所述旋轉沖擊錘(202)同軸設置于所述扶正器本體(201)的內部，所述旋轉內套 (203)同軸設置于所述旋轉沖擊錘(202)的內部；[〇〇13]其中，所述扶正器本體(201)內表面開設有第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012); [〇〇14]所述旋轉沖擊錘(202)包括沖擊錘空心柱體，以及對稱設置于所述沖擊錘空心柱體左右兩側的外錘(2021)和內錘(2022);其中，所述外錘(2021)兩側分別開有左外向孔 (2023)和右外向孔(2024);所述內錘(2022)兩側分別開有左內向孔(2025)和右內向孔 (2026);另外，所述內錘(2022)為向所述沖擊錘空心柱體的內腔具有一凸出部的結構； [〇〇15]所述旋轉內套(203)包括內套空心柱體，所述內套空心柱體的外圓柱面設有左徑向支撐(2031 )、右徑向支撐(2032)和外凸(2033 )，所述外凸(2033)開設有徑向通孔(2034); 所述旋轉內套(203)置于所述旋轉沖擊錘(202)的內腔中，所述左徑向支撐(2031 )、所述右徑向支撐(2032)和所述外凸(2033)的外緣面與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁緊密接觸，所述左徑向支撐(2031)的外側、所述外凸(2033)的左側與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁之間形成左腔體；所述右徑向支撐(2032)的外側、所述外凸(2033)的右側與所述旋轉沖擊錘 (202)的內壁之間形成右腔體；[〇〇16]并且，所述左徑向支撐(2031)和所述右徑向支撐(2032)分別位于所述內錘(2022) 的凸出部的兩側；當所述旋轉內套(203)相對于所述旋轉沖擊錘(202)的內錘(2022)進行反向轉動時，所述左徑向支撐(2031)和所述右徑向支撐(2032)撞擊所述內錘(2022)，進而增強振動效果；[〇〇17]則:所述扶正器本體(201)的第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)與所述上封蓋(204)的導流孔(2042)相通，屬高壓區；所述內錘(2022)的一個內向孔與第1軸向槽(2011) 或第2軸向槽(2012)相通形成高壓區，而所述內錘(2022)的另一個內向孔與所述下封蓋(205)的泄流孔(2052)相通形成低壓區，內錘兩側壓力差作用于旋轉內套(203)的外壁，最終驅動旋轉內套(203)在旋轉沖擊錘(202)內相對轉動；
[0018] 所述外錘(2021)—側的外向孔與旋轉內套(203)的徑向通孔(2034)相通形成高壓區，而外錘(2021)另一側的外向孔與所述下封蓋(205)的泄流孔(2052)相通形成低壓區，夕卜錘兩側壓力差驅動旋轉沖擊錘(202)在扶正器本體(201)內相對轉動。[〇〇19]本實用新型提供的液力振動的扶正器具有以下優點:
[0020]使扶正器既具有鉆具的扶正功能，同時還具有振動源的功能，即:內部液力驅動振動源使得鉆具局部保持振動，工作時鉆具保持滑動摩擦，大大提升水平鉆具的鉆壓傳遞，能夠有效降低鉆進成本。【附圖說明】[0021 ]圖1為本實用新型提供的液力振動的扶正器的剖面圖；
[0022]圖2為圖1的液力振動的扶正器在一種振動狀態下的X-X截面圖；[0〇23]圖3為圖1的液力振動的扶正器在另一種振動狀態下的X-X截面圖；[〇〇24]圖4為液力振動的扶正器的旋轉沖擊錘的X-X截面圖；[〇〇25]圖5為液力振動的扶正器的旋轉內套的X-X截面圖。【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]鉆井工程中，水平井長水平段的鉆具摩阻大、鉆壓傳遞困難，使得機械鉆速較慢、鉆井成本較高。目前鉆井用的扶正器沒有振動沖擊功能，水平井中，在鉆具不同位置上安裝若干個傳統的扶正器，傳統的扶正器僅起到一定的鉆具扶正功能，但是，鉆具由于重力的作用，緊壓井眼的下沿，長水平段鉆進時很難向前推進。
[0028]基于以上問題，本實用新型提供一種液力振動的扶正器，用于替代傳統扶正器，本實用新型用于安裝在水平鉆具的不同位置，當液流經過的時候，扶正器內部的旋轉沖擊錘開始做一定頻率的沖擊振動，使扶正器保持振動，從而帶動鉆具振動，因此，使得鉆具對井壁的靜壓力變為摩擦系數0.3以下的滑動摩擦，大大降低鉆具摩阻，有利于鉆壓的傳遞，因而能夠大幅提高水平井鉆井速度，降低鉆井成本，經濟效益可觀。[〇〇29]結合圖1-圖5,本實用新型提供一種液力振動的扶正器，包括上接頭1和振動扶正器總成2;其中，上接頭1開設有軸向通孔101，軸向通孔101用于與外部高壓液流相通而形成高壓區；上接頭1的上部設置有聯接外螺紋102,用于與上部鉆具固定連接;例如，可與鉆桿、 鉆鋌等鉆具聯接;上接頭1的下部和振動扶正器總成2的上部連接；
[0030]振動扶正器總成2包括扶正器本體201，扶正器本體201內腔的底端開設有聯接內螺紋2013,用于與下部鉆具固定連接;扶正器本體201的內腔安裝有旋轉沖擊器總成;旋轉沖擊器總成與上接頭1的軸向通孔101連通，流經軸向通孔101的高壓液流驅動旋轉沖擊器總成進行沖擊振動。
[0031]其中，扶正器本體201包括支撐殼體以及套設于支撐殼體外廓上的扶正臂2014。
[0032]需要強調的是，對于本實用新型提供的液力振動的扶正器，可以嵌入任何現有結構的旋轉沖擊器總成，只要能夠實現扶正器振動即可，本實用新型對旋轉沖擊器總成的具體結構形式并不限制，下面僅介紹一種具體形式:[〇〇33]旋轉沖擊器總成包括旋轉沖擊錘202、旋轉內套203、上封蓋204和下封蓋205;[〇〇34]上封蓋204固定安裝于扶正器本體201內腔的上部，上封蓋204沿軸向自內而外開設有中孔2041和導流孔2042,中孔2041和導流孔2042均與上接頭1的軸向通孔101相通形成高壓區；[〇〇35]下封蓋205固定安裝于扶正器本體201內腔的下部，下封蓋205沿軸向自內而外開設有分流孔2051和泄流孔2052,分流孔2051和泄流孔2052均與液流低壓區相通而形成低壓區；其中，液流低壓區是指扶正器本體201內腔的底端用于與下部鉆具連接的區域；[〇〇36]扶正器本體201、旋轉沖擊錘202和旋轉內套203均為空心柱體結構，旋轉沖擊錘 202同軸設置于扶正器本體201的內部，旋轉內套203同軸設置于旋轉沖擊錘202的內部； [〇〇37]其中，扶正器本體201內表面開設有第1軸向槽2011和第2軸向槽2012;[〇〇38] 旋轉沖擊錘202包括沖擊錘空心柱體，以及對稱設置于沖擊錘空心柱體左右兩側的外錘2021和內錘2022;其中，外錘2021兩側分別開有左外向孔2023和右外向孔2024;內錘 2022兩側分別開有左內向孔2025和右內向孔2026;另外，內錘2022為向沖擊錘空心柱體的內腔具有一凸出部的結構；[〇〇39]旋轉內套203包括內套空心柱體，內套空心柱體的外圓柱面設有左徑向支撐2031、 右徑向支撐2032和外凸2033，外凸2033開設有徑向通孔2034;旋轉內套203置于旋轉沖擊錘 202的內腔中，左徑向支撐2031、右徑向支撐2032和外凸2033的外緣面與旋轉沖擊錘202的內壁緊密接觸，左徑向支撐2031的外側、外凸2033的左側與旋轉沖擊錘202的內壁之間形成左腔體；右徑向支撐2032的外側、外凸2033的右側與旋轉沖擊錘202的內壁之間形成右腔體；
[0040] 并且，左徑向支撐2031和右徑向支撐2032分別位于內錘2022的凸出部的兩側；當旋轉內套203相對于旋轉沖擊錘202的內錘2022進行反向轉動時，左徑向支撐2031和右徑向支撐2032撞擊內錘2022，進而增強振動效果；[〇〇411則:扶正器本體201的第1軸向槽2011和第2軸向槽2012與上封蓋204的導流孔2042 相通，屬高壓區；內錘2022的一個內向孔與第1軸向槽2011或第2軸向槽2012相通形成高壓區，而內錘2022的另一個內向孔與下封蓋205的泄流孔2052相通形成低壓區，內錘兩側壓力差作用于旋轉內套203的外壁，最終驅動旋轉內套203在旋轉沖擊錘202內相對轉動；[〇〇42] 外錘2021—側的外向孔與旋轉內套203的徑向通孔2034相通形成高壓區，而外錘 2021另一側的外向孔與下封蓋205的泄流孔2052相通形成低壓區，外錘兩側壓力差驅動旋轉沖擊錘202在扶正器本體201內相對轉動。
[0043]工作時，本實用新型涉及的一種液力振動的扶正器可以同時安裝到鉆柱的不同位置，當鉆井液流經工具時，驅動旋轉沖擊錘在鉆井液的作用下做一定頻率的沖擊振動，這樣，水平鉆具上多點振動，保持鉆具滑動摩擦狀態，降低鉆具因重力作用的摩阻，提高水平井鉆井速度、降低鉆井成本。
[0044]具體的，本實用新型還提供一種應用液力振動的扶正器進行鉆進的方法，包括以下步驟:[〇〇45]步驟1:將液力振動的扶正器的上接頭和上部鉆具固定連接，將液力振動的扶正器的底部與下部鉆具固定連接；[〇〇46]步驟2:液力振動的扶正器配有振動源，在對鉆具扶正的同時，振動源使鉆具局部保持振動，使鉆具與外周土壤保持滑動摩擦，提升鉆具的鉆壓傳遞；
[0047]其中，振動源使鉆具局部保持振動的方法為:[〇〇48] 步驟2.1，高壓鉆井液首先流入到上接頭1的軸向通孔101，再分別經過上封蓋204 的中孔2041流入到旋轉內套203的內部腔體，以及，經過上封蓋204的導流孔2042流入到扶正器本體201內表面開設的第1軸向槽2011和第2軸向槽2012;此時，旋轉內套203的內部腔體、第1軸向槽2011和第2軸向槽2012均為高壓區；[〇〇49]步驟2.2,旋轉內套203的內部腔體為高壓區后，由于旋轉內套203的內腔通過徑向通孔2034與外錘2021—側的外向孔相通，因此，外錘2021—側形成高壓;而外錘2021另一側的外向孔與下封蓋205的泄流孔2052相通形成低壓，外錘兩側壓力差驅動旋轉沖擊錘202在扶正器本體201內轉動；
[0050]扶正器本體201的第1軸向槽2011和第2軸向槽2012為高壓區后，由于第1軸向槽 2011或第2軸向槽2012與內錘2022的一個內向孔相通，因此，內錘2022的此內向孔形成高壓區；而內錘2022的另一個內向孔與泄流孔2052相通形成低壓區，內錘兩側壓力差驅動旋轉內套203在旋轉沖擊錘202內相對轉動；[〇〇511當旋轉沖擊錘202轉動以及旋轉內套203進行相對轉動的過程中，產生振動，并傳遞給鉆具。因此，旋轉沖擊錘在鉆井液的作用下進行一定頻率的沖擊振動，使水平鉆具上多點振動，保持鉆具滑動摩擦狀態，降低鉆具因重力作用的摩阻，提高水平井鉆井速度、降低鉆井成本。
[0052]綜上所述，本實用新型具有以下優勢:
[0053]1)內置振動源的扶正器:既有鉆具的扶正功能，同時內部液力驅動振動源使得鉆具局部保持振動，工作時鉆具保持滑動摩擦，大大提升水平鉆具的鉆壓傳遞，能夠有效降低鉆進成本。[〇〇54]2)本實用新型涉及的一種液力振動的扶正器安裝在鉆頭上，也可以同時安裝在鉆柱的不同位置，僅利用少量的流體能量，具有使用方便的優點。
[0055]以上兩點優勢使得本實用新型在鉆井工程領域的深井、超深井、水平井、大位移井、復雜井等提速作業中具有優勢。
[0056]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種液力振動的扶正器，其特征在于，包括上接頭(1)和振動扶正器總成(2);其中，所述上接頭(1)開設有軸向通孔(101)，所述軸向通孔(101)用于與外部高壓液流 相通而形成高壓區；所述上接頭(1)的上部設置有聯接外螺紋(102)，用于與上部鉆具固定 連接;所述上接頭(1)的下部和所述振動扶正器總成(2)的上部連接；所述振動扶正器總成(2)包括扶正器本體(201)，所述扶正器本體(201)內腔的底端開 設有聯接內螺紋(2013)，用于與下部鉆具固定連接;所述扶正器本體(201)的內腔安裝有旋 轉沖擊器總成;所述旋轉沖擊器總成與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)連通，流經軸向通 孔(101)的高壓液流驅動所述旋轉沖擊器總成進行沖擊振動。2.根據權利要求1所述的液力振動的扶正器，其特征在于，所述扶正器本體(201)包括 支撐殼體以及套設于所述支撐殼體外廓上的扶正臂(2014)。3.根據權利要求1所述的液力振動的扶正器，其特征在于，所述旋轉沖擊器總成包括旋 轉沖擊錘(202)、旋轉內套(203)、上封蓋(204)和下封蓋(205);所述上封蓋(204)固定安裝于所述扶正器本體(201)內腔的上部，所述上封蓋(204)沿 軸向自內而外開設有中孔(2041)和導流孔(2042)，所述中孔(2041)和所述導流孔(2042)均 與所述上接頭(1)的軸向通孔(101)相通形成高壓區；所述下封蓋(205)固定安裝于所述扶正器本體(201)內腔的下部，所述下封蓋(205)沿 軸向自內而外開設有分流孔(2051)和泄流孔(2052)，所述分流孔(2051)和所述泄流孔 (2052)均與液流低壓區相通而形成低壓區；其中，液流低壓區是指所述扶正器本體(201)內 腔的底端用于與下部鉆具連接的區域；所述扶正器本體(201)、所述旋轉沖擊錘(202)和所述旋轉內套(203)均為空心柱體結 構，所述旋轉沖擊錘(202)同軸設置于所述扶正器本體(201)的內部，所述旋轉內套(203)同 軸設置于所述旋轉沖擊錘(202)的內部；其中，所述扶正器本體(201)內表面開設有第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012);所述旋轉沖擊錘(202)包括沖擊錘空心柱體，以及對稱設置于所述沖擊錘空心柱體左 右兩側的外錘(2021)和內錘(2022);其中，所述外錘(2021)兩側分別開有左外向孔(2023) 和右外向孔(2024);所述內錘(2022)兩側分別開有左內向孔(2025)和右內向孔(2026);另 夕卜，所述內錘(2022)為向所述沖擊錘空心柱體的內腔具有一凸出部的結構；所述旋轉內套(203)包括內套空心柱體，所述內套空心柱體的外圓柱面設有左徑向支 撐(2031)、右徑向支撐(2032)和外凸(2033)，所述外凸(2033)開設有徑向通孔(2034);所述 旋轉內套(203)置于所述旋轉沖擊錘(202)的內腔中，所述左徑向支撐(2031 )、所述右徑向 支撐(2032)和所述外凸(2033)的外緣面與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁緊密接觸，所述左 徑向支撐(2031)的外側、所述外凸(2033)的左側與所述旋轉沖擊錘(202)的內壁之間形成 左腔體;所述右徑向支撐(2032)的外側、所述外凸(2033)的右側與所述旋轉沖擊錘(202)的 內壁之間形成右腔體；并且，所述左徑向支撐(2031)和所述右徑向支撐(2032)分別位于所述內錘(2022)的凸 出部的兩側；當所述旋轉內套(203)相對于所述旋轉沖擊錘(202)的內錘(2022)進行反向轉 動時，所述左徑向支撐(2031)和所述右徑向支撐(2032)撞擊所述內錘(2022)，進而增強振 動效果；貝1J:所述扶正器本體(201)的第1軸向槽(2011)和第2軸向槽(2012)與所述上封蓋(204)的導流孔(2042)相通，屬高壓區；所述內錘(2022)的一個內向孔與第1軸向槽(2011)或第2 軸向槽(2012)相通形成高壓區，而所述內錘(2022)的另一個內向孔與所述下封蓋(205)的 泄流孔(2052)相通形成低壓區，內錘兩側壓力差作用于旋轉內套(203)的外壁，最終驅動旋 轉內套(203)在旋轉沖擊錘(202)內相對轉動；所述外錘(2021)—側的外向孔與旋轉內套(203)的徑向通孔(2034)相通形成高壓區， 而外錘(2021)另一側的外向孔與所述下封蓋(205)的泄流孔(2052)相通形成低壓區，外錘 兩側壓力差驅動旋轉沖擊錘(202)在扶正器本體(201)內相對轉動。
【文檔編號】E21B28/00GK205663414SQ201620535620
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】莫萍
【申請人】上海鑫地能源科技有限公司