[发明专利]一种新型降磨减阻工具

说明书

本发明公开了一种新型降磨减阻工具，包括下接头1，弹簧套管2，弹簧3，扶正筒4，阀座5，弹簧6，阀7，上接头8，密封圈9，阀瓣10，所述弹簧套管2通过螺纹与下接头1和上接头8连接，所述弹簧6与阀7一起弹性安装于弹簧套管弹簧支撑面21与上接头8之间，所述弹簧3与阀座5一起弹性安装于弹簧套管2与阀瓣10之间，阀座5端面上设计有流道52，当阀7与阀座5接触时可以造成流体过流面积急剧减小，从而使管道内流体加速推动阀7和阀座5向井底移动，阀7与弹簧套管2周向上设计有间隙71，可促使阀7两端压力逐渐趋于平衡，并在弹簧6的作用下实现阀7与阀座5分离，随后弹簧3推动阀座5加速撞击阀7，从而实现工具的振动，解决了现有工具需要管柱轴向移动等问题，结构简单，同时由于完成组装后密封部位不发生相对，提高了密封性能，延长了工具的使用寿命，提高了钻井效率，缩短了钻井时间。

技术领域

本发明属于石油与天然气钻探工程井下工具技术领域，涉及一种在大斜度井、水平井等复杂结构井开采中能有效减少摩阻、传递钻压进而提高钻速和开采效率的新型降磨减阻工具。

背景技术

连续油管作业技术由于其本身具有的柔性刚度及自动化程度高、可带压作业等特性，近年来获得飞速发展，目前该技术几乎涉及到了所有的常规钻杆、油管作业。随着大斜度井、水平井在钻井工程中应用的逐渐发展，特别是水平段钻进深度不断加大。钻具与井壁的摩阻越来越大，严重影响钻进速度，有时会造成管柱弯曲甚至锁定。为解决上述问题，国内外许多公司相继研发了各自的降磨减阻工具，用于降低钻具与井壁的摩阻，提高钻井效率。

降磨减阻工具主要应用于石油天然气钻井工程，用于使钻具在轴向上产生振动,将静摩擦力转变成动摩擦力，降低钻具钻钻进过程中与井壁之间的摩阻，实现钻头的高效破岩。现阶段常用的降磨减阻工具大多需要管柱轴向移动且结构复杂，密封件易损坏，使用寿命不长等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型降磨减阻工具，解决了现有技术中结构复杂、密封件易损坏及需要管柱轴向移动等问题。

本发明所采用的技术方案是：

在作业过程中，流体从上接头8内进入降磨减阻工具，随后进入到阀7流道内，在阀7上设计有导流斜面72。随着流道逐渐减小，通道内的流体对阀7沿流体方向形成推力，在克服了弹簧6的弹力后推动阀7向阀座5移动，当阀7与阀5接触后将会更进一步地减小流道面积，这会导致在腔室100内形成突然形成高压流体，高压流体将加速推动阀7和阀座5向流体方向继续移动，阀7向流体方向移动时会不断压缩弹簧6，同时腔室100内的部分高压流体沿阀7与弹簧套管2之间间隙向腔室200内流动，最终阀7的移动趋势会逐渐消失，并在弹簧6的作用下回弹，实现阀7与阀座5分离。阀7与阀座5分离后，高压流体沿阀座端面52流入下端工具，阀座5在弹簧3的作用下实现回弹，并加速撞击阀7，撞击作用在阀座端面52和阀的被撞击面76上，阀7再通过撞击面74撞击上接头的被撞击面81最终将撞击传递到上接头8及上部管柱中，最终实现将静摩擦转变为动摩擦。一次撞击完成之后，在弹簧3、弹簧6及流体压力的作用下阀7被撞击面76和阀座5端面52将再次贴合，从而导致腔室100内再次形成高压流体，这也是该结构降磨减阻工具周期性振动的原因。

附图说明

图1是新型降磨减阻工具的结构示意图；

图中，1. 下接头，2.弹簧套管，3.弹簧，4.扶正筒，5.阀座，6弹簧，7.阀，8.上接头，9.密封圈，10.阀瓣。

图2是阀座结构示意图；

图中，51.流体通道，52.阀座端面，53.阀座支撑筋，54.阀座的备用撞击斜面。

图3是撞击过程示意图；