[发明专利]一种基于水力振荡的非常规储层钻进减阻降摩装置

说明书

本发明公开了一种基于水力振荡的非常规储层钻进减阻降摩装置，包括振动轴、导轨接头、振动节外壳、活塞、振动弹簧以及动力供给组件，其中，所述振动轴滑动穿过所述导轨接头，所述导轨接头远离振动轴的一端与振动节外壳固定相连，所述振动外壳内滑动设置有活塞，所述活塞固定于振动轴的外圆周，且所述活塞与导轨接头之间采用多组振动弹簧相连；所述振动轴具有流道一，所述活塞具有流道二，所述振动节外壳具有流道三，所述流道一与流道二以及流道三相连通，以便钻井液依次经过流道一、流道二以及流道三进入至动力供给组件中，所述动力供给组件由该钻井液驱动，且能够为活塞提供轴向振荡动力。

技术领域

本发明涉及非常规储层钻进技术领域，具体是一种基于水力振荡的非常规储层钻进减阻降摩装置。

背景技术

在非常规储层钻进过程中，钻柱与井壁之间的摩阻会影响着钻进速度，钻具与井壁之间的摩擦造成的额外扭矩与摩阻导致机械转速低甚至出现托压现象，严重影响钻进速度，因此如果减阻降摩成为关注的重点，现有的利用水力进行减阻降摩的装置，其作用力单一，仅依靠水力提供的轴向脉冲将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，效果一般。

因此，有必要提供一种基于水力振荡的非常规储层钻进减阻降摩装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于水力振荡的非常规储层钻进减阻降摩装置，其特征在于：包括振动轴、导轨接头、振动节外壳、活塞、振动弹簧以及动力供给组件，其中，所述振动轴滑动穿过所述导轨接头，所述导轨接头远离振动轴的一端与振动节外壳固定相连，所述振动外壳内滑动设置有活塞，所述活塞固定于振动轴的外圆周，且所述活塞与导轨接头之间采用多组振动弹簧相连；

所述振动轴具有流道一，所述活塞具有流道二，所述振动节外壳具有流道三，所述流道一与流道二以及流道三相连通，以便钻井液依次经过流道一、流道二以及流道三进入至动力供给组件中，所述动力供给组件由该钻井液驱动，且能够为活塞提供轴向振荡动力。

进一步，作为优选，所述动力供给组件包括驱动节外壳、连接头、旋转轴、扶正座、定子一以及转子一，其中，所述驱动节外壳通过连接头连接至振动节外壳的下方，所述驱动节外壳中转动设置有旋转轴，所述旋转轴的外部同轴固定有扶正座，所述扶正座采用扶正轴承与驱动节外壳相连，所述旋转轴的下方同轴固定有转子一，所述转子一与定子一相配合传动，所述定子一固定内嵌于驱动节外壳的内壁上，所述旋转轴为空心结构，且所述旋转轴与转子一连接处设置有向外扩散的导流孔；

所述转子一的下方还同轴固定有驱动轴，所述驱动轴的外部固定有偏心动阀，所述偏心动阀的下方设置有固定在固定壳内壁的定阀，通过所述偏心动阀的周期性转动，能够与定阀相配合，提供周期性水力轴向脉冲。

进一步，作为优选，所述振动轴与导轨接头相接触部分均为阶梯型，以便在振动轴进行振动时，导轨接头能够为振动轴提供限位。

进一步，作为优选，各个所述振荡弹簧的外部沿其长度方向上阵列固定有多层同步环，每层多个同步环的外部共同支撑连接有安装环，所述安装环滑动设置在振动节外壳内。

进一步，作为优选，所述固定壳上还设置有径向振动组件，所述径向振动组件包括导向弧座、振荡爪、楔块一以及楔块二，其中，四个所述导向弧座圆周阵列嵌入在固定壳上，所述导向弧座中滑动设置有振荡爪，所述振荡爪朝向驱动轴的一端固定有楔块一，所述驱动轴的外圆周固定有1～2个与所述楔块一相配合的楔块二。

进一步，作为优选，所述楔块二的数量为1。

进一步，作为优选，所述楔块二的数量为2，且两个所述楔块二所构成的圆心角为锐角，且使得两个所述楔块二在运动过程中，能够同时与两个楔块一相接触或两个所述楔块二中仅有一个在同一时间与一个楔块一相接触。