[发明专利]一种简易式水力振荡工具

说明书

本发明涉及的是一种简易式水力振荡工具，它包括限流上接筒、限流推头、保护内筒、连动杆、主动齿轮、从动齿条、环壁碟簧、运动外筒、下接筒，限流上接筒保护内筒、下接筒依次连接，保护内筒及其上隔板、下隔板形成保护腔；运动外筒环绕在保护内筒外并自由落在下接筒上的环形台阶上，运动外筒与保护内筒形成环形空间，运动外筒的上端口位于限流上接筒环形台阶下方；限流推头半球形头部与限流上接筒内部的中间流道口接触配合，连动杆上端铰接限流推头，下端与主动齿轮固定连接，主动齿轮与保护内筒铰接，主动齿轮从条形孔伸出且与从动齿条啮合；从动齿条的上、下均设置环壁碟簧。本发明能够产生稳定轴向振动，振荡频率高，振动幅度小。

技术领域

本发明涉及的是应用在石油工程领域中的钻井装置，具体涉及一种简易式水力振荡工具。

背景技术

目前，油田的钻井已从最初的直井发展为定向井及水平井，其大位移的斜度以及钻具自身重力的双重影响下使得常规钻具紧贴下侧井壁，从而导致钻井过程中摩擦过大，产生较多钻井问题，如钻柱托压、卡钻等，严重影响钻进速度。为有效降低摩擦阻力，减少钻井事故，一般采用振荡工具来将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，从而达到降低摩阻，提高钻井效率的目的。

目前已有的水力振荡工具,如公告号为CN105937378B的中国发明专利采用的是螺杆马达的方案，其结构与常见同类型工具皆具有结构复杂的缺点；公告号为CN205477369U的中国实用新型专利公开的一种水力振荡器，其工作时是通过螺杆马达带动转阀动作，转阀转动过程中会与定阀产生磨损的问题，进而导致现有的水力振荡器存有使用寿命短的问题。螺杆马达法为最常见的使用方法，但是螺杆马达上设有橡胶件，而橡胶件不耐高温，属于易损部件，从而进一步缩短了水力振荡器的寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种简易式水力振荡工具，这种水力振荡系统用来解决目前利用水力动力产生径向振动的方法存在的结构复杂、使用寿命短的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种简易式水力振荡工具包括限流上接筒、限流推头、保护内筒、连动杆、主动齿轮、从动齿条、环壁碟簧、运动外筒、下接筒，限流上接筒下端与保护内筒上端螺纹连接，保护内筒下端与下接筒上端通过螺纹，保护内筒及其上隔板、下隔板形成保护腔；运动外筒环绕在保护内筒外并自由落在下接筒上的环形台阶上，运动外筒与保护内筒形成环形空间，运动外筒的上端口位于限流上接筒环形台阶下方；限流推头半球形头部与限流上接筒内部的中间流道口接触配合，限流推头中部沿保护内筒中的上隔板中间限位孔内壁滑动；连动杆上端铰接限流推头，下端与主动齿轮固定连接，主动齿轮与保护内筒铰接，主动齿轮与连动杆位于保护腔内；从动齿条内附于运动外筒内壁，保护内筒与从动齿条相对应部位设置条形孔，主动齿轮从条形孔伸出且与从动齿条啮合，从动齿条沿运动外筒内壁滑动；从动齿条的上、下均设置环壁碟簧，上部环壁碟簧固结于运动外筒上壁，下端接触配合从动齿条；下部环壁碟簧下端固结于运动外筒下壁，上端接触配合从动齿条；限流上接筒、上隔板、下隔板均设置过流孔。

上述方案中限流上接筒内部设置有过流板，过流板的中心为中间流道口，过流孔均匀分布在中间流道口周围；上隔板的过流孔、下隔板的过流孔均为弧形的。

上述方案中限流推头上部为半球形，半球形头部与中间流道口接触配合，通过改变过流面积形成稳定的周期性连续射流；限流推头下部设置连接孔，铰轴穿过连接孔、连动杆的孔将限流推头与连动杆连接起来。

上述方案中连动杆、主动齿轮、从动齿条共有两组，两组连动杆、主动齿轮、从动齿条以轴线对称分布。

上述方案中两个连动杆上端均与限流推头通过销钉铰接，两个连动杆下端分别与相对应的主动齿轮固结在一起，与主动齿轮保持同步运动；两个主动齿轮分别与保护内筒通过销钉限位，形成铰接，使得主动齿轮可以绕销钉转动。

本发明具有以下有益效果：