一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，包括殼體組件及設(shè)于所述殼體組件內(nèi)部的振動(dòng)組件，其特征在于：所述殼體組件包括自上而下依次套接的上接頭、上接頭套、連接套、外套及下接頭；所述振動(dòng)組件包括自上而下依次連接的上端渦輪、偏心軸及下端渦輪，所述振動(dòng)組件通過上端軸承和下端軸承安裝在所述殼體組件內(nèi)，所述上端軸承和下端軸承分別套裝在所述偏心軸的兩端軸上，在所述振動(dòng)組件的兩端還分別設(shè)有上止推環(huán)和下止推環(huán)，所述上止推環(huán)和下止推環(huán)分別安裝在所述上接頭套和下接頭內(nèi)，所述殼體組件及振動(dòng)組件內(nèi)部均設(shè)有使流體流通的通道。其有益效果是，提高了工具工作可靠性和耐高溫性能；從而達(dá)到增加下入深度，施加足夠的鉆壓效果。
【專利說明】一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣開采工具【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著頁(yè)巖氣的迅猛發(fā)展，水平井日益增多。相比于傳統(tǒng)的鉆桿作業(yè)，連續(xù)油管能夠在不壓井的情況下進(jìn)行鉆磨橋塞以及修井等作業(yè)。但受制于連續(xù)油管自身的原因，在大水平井中連續(xù)油管易發(fā)生自鎖，造成連續(xù)油管無法達(dá)到預(yù)定深度進(jìn)行相關(guān)作業(yè)，或者到達(dá)指定位置后因無法施加足夠的鉆壓從而造成連續(xù)油管作業(yè)失效，無法順利完成相關(guān)鉆井作業(yè)。已公開專利“大位移井振動(dòng)工具”專利號(hào):CN 202673216U，雖然實(shí)現(xiàn)了減小鉆桿扭矩摩阻，有利于井下作業(yè)施工，但尚存在如下不足:一是采用了馬達(dá)作為振動(dòng)動(dòng)力，由于馬達(dá)阻礙通路使連續(xù)油管的排量受到了限制，導(dǎo)致無法進(jìn)行大排量作業(yè)；二是馬達(dá)結(jié)構(gòu)中包含橡膠部件，無法在高溫井中及地?zé)峋虚L(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用，使用壽命受到了極大的影響；三是其利用萬向軸、傳動(dòng)軸及加速器等連接結(jié)構(gòu)，在高頻高溫作業(yè)中其連接結(jié)構(gòu)易于磨損，進(jìn)而影響使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠在高溫井、地?zé)峋衅椒€(wěn)運(yùn)行，能施加足夠的鉆壓效果的用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，包括殼體組件及設(shè)于所述殼體組件內(nèi)部的振動(dòng)組件，其特征在于:
[0005]所述殼體組件包括自上而下依次套接的上接頭、上接頭套、連接套、外套及下接頭；所述振動(dòng)組件包括自上而下依次連接的上端渦輪、偏心軸及下端渦輪，所述振動(dòng)組件通過上端軸承和下端軸承安裝在所述殼體組件內(nèi)，所述上端軸承和下端軸承分別套裝在所述偏心軸的兩端軸上，在所述振動(dòng)組件的兩端還分別設(shè)有上止推環(huán)和下止推環(huán)，所述上止推環(huán)和下止推環(huán)分別安裝在所述上接頭套和下接頭內(nèi)，所述殼體組件及振動(dòng)組件內(nèi)部均設(shè)有使流體流通的通道。
[0006]本發(fā)明的有益效果是，利用上、下兩組渦輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸的重心周期性變化實(shí)現(xiàn)振動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)工具和管串振動(dòng)，降低了管串與管壁的摩擦，增加了連續(xù)油管下入深度。由于利用改變液流旋向到偏心軸進(jìn)而產(chǎn)生振動(dòng)效果，沒有馬達(dá)阻隔，其整體導(dǎo)流通徑大，便于進(jìn)行大排量作業(yè)；結(jié)構(gòu)上避免了動(dòng)力的機(jī)械傳輸，從而提高了工具工作可靠性；另外取消了馬達(dá)也避免了橡膠類密封件的使用，提高了工具的耐高溫性。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0008]進(jìn)一步，所述上端軸承和下端軸承的外側(cè)分別設(shè)有上隔環(huán)和下隔環(huán)。
[0009]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用上隔環(huán)和下隔環(huán)保證了軸承在上下兩個(gè)方向的限位，防止振動(dòng)組件發(fā)生軸向竄動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步，所述上端渦輪和下端渦輪各自包括呈一體結(jié)構(gòu)的圓盤端和圓柱端，所述圓柱端設(shè)有軸向盲孔和徑向旁通孔，所述盲孔與旁通孔相連通，所述圓盤端上設(shè)有多個(gè)斜向條形通孔，所述上止推環(huán)和下止推環(huán)上分別設(shè)有多個(gè)斜向?qū)Я骺?，所述上止推環(huán)或下止推環(huán)上斜向?qū)Я骺椎男蚺c上端渦輪或下端渦輪上斜向條形通孔的旋向相反。
[0011]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，當(dāng)有流體流過上端止推環(huán)的斜向?qū)Я骺缀?，必須?jīng)過上端渦輪上的斜向條形通孔方能進(jìn)入到工具內(nèi)部，因此在這兩者之間改變流體旋向，可以使流體產(chǎn)生斜向推力，作用在上端渦輪上。上端渦輪帶動(dòng)與連接的偏心軸和下端渦輪旋轉(zhuǎn)。因?yàn)椴捎玫氖巧舷聝山M渦輪機(jī)構(gòu)，由于液流換向產(chǎn)生的反作用力更進(jìn)一步推動(dòng)下端渦輪旋轉(zhuǎn)，從而加快偏心軸的旋轉(zhuǎn)。因此產(chǎn)生的慣性力帶動(dòng)整個(gè)工具產(chǎn)生周期性的振動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步，所述偏心軸9包括兩端空心軸及中間半邊軸。
[0013]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，這種偏心軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)力大，而且通流量也大。
[0014]進(jìn)一步，所述殼體組件的上接頭、上接頭套、連接套、外套及下接頭，相互之間為螺紋連接，所述上、下端渦輪與所述偏心軸之間為螺紋連接。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，螺紋連接便于拆裝。
[0016]進(jìn)一步，所述殼體組件、振動(dòng)組件、上隔環(huán)、下隔環(huán)、上止推環(huán)及下止推環(huán)均為金屬材質(zhì)。
[0017]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用金屬材質(zhì)，能很好的適應(yīng)地下高溫環(huán)境，進(jìn)而延長(zhǎng)了工具的工作壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的殼體組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的止推環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的上端渦輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的下端渦輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明的偏心軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]在圖1到圖6中，1、上接頭；2、上端止推環(huán)；2_1、斜向?qū)Я骺祝?、上端渦輪；3_1、斜向條形通孔；4、上接頭套；5、上隔環(huán)；6、上端軸承；7、連接套；8、外套；9、偏心軸；10、下隔環(huán)；11、下端渦輪；11_1、旁通孔；12、下端止推環(huán)；13、下接頭；14、下端軸承。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0026]如圖1至圖6所示，一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，包括殼體組件及設(shè)于所述殼體組件內(nèi)部的振動(dòng)組件:
[0027]所述殼體組件包括自上而下依次套接的上接頭1、上接頭套4、連接套7、外套8及下接頭13 ;所述振動(dòng)組件包括自上而下依次連接的上端渦輪3、偏心軸9及下端渦輪11，所述振動(dòng)組件通過上端軸承6和下端軸承14安裝在所述殼體組件內(nèi)，所述上端軸承6和下端軸承14分別套裝在所述偏心軸9的兩端軸上，在所述振動(dòng)組件的兩端還分別設(shè)有上止推環(huán)2和下止推環(huán)12，所述上止推環(huán)2和下止推環(huán)12分別安裝在所述上接頭套4和下接頭13內(nèi)，所述殼體組件及振動(dòng)組件內(nèi)部均設(shè)有使流體流通的通道。
[0028]所述上端軸承6和下端軸承14的外側(cè)分別設(shè)有上隔環(huán)5和下隔環(huán)10。
[0029]所述上端渦輪3和下端渦輪11各自包括呈一體結(jié)構(gòu)的圓盤端和圓柱端，所述圓柱端設(shè)有軸向盲孔和徑向旁通孔11-1，所述盲孔與旁通孔11-1相連通，所述圓盤端上設(shè)有多個(gè)斜向條形通孔3-1，所述上止推環(huán)2和下止推環(huán)12上分別設(shè)有多個(gè)斜向?qū)Я骺?-1，所述上止推環(huán)2或下止推環(huán)12上斜向?qū)Я骺?-1的旋向與上端渦輪3或下端渦輪11上斜向條形通孔2-1的旋向相反。
[0030]所述偏心軸9包括兩端空心軸及中間半邊軸。
[0031]所述殼體組件的上接頭1、上接頭套4、連接套7、外套8及下接頭13，相互之間為螺紋連接。所述上、下端渦輪3，11與所述偏心軸9之間為螺紋連接。
[0032]所述殼體組件、振動(dòng)組件、上隔環(huán)5、下隔環(huán)10、上止推環(huán)2及下止推環(huán)12均為金屬材質(zhì)。
[0033]本發(fā)明工作原理如下；
[0034]當(dāng)有流體流過上止推環(huán)2的斜向?qū)Я骺缀?，必須?jīng)過上端渦輪3上的斜向條形通孔3-1方能進(jìn)入到工具內(nèi)部，因此變向后的流體產(chǎn)生斜向推力，作用在上端渦輪3上。上端渦輪3帶動(dòng)與其通過螺紋連接的偏心軸9和下端渦輪11旋轉(zhuǎn)。
[0035]基于同樣的道理，流體在下端渦輪和下端至推環(huán)之間也會(huì)發(fā)生流向改變，由于流體換向產(chǎn)生的反作用力更進(jìn)一步推動(dòng)下端渦輪11旋轉(zhuǎn)，從而加快偏心軸9的旋轉(zhuǎn)。
[0036]流體作用在上端渦輪3和下端渦輪11上，從而保證了偏心軸9能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。由此產(chǎn)生的慣性力帶動(dòng)整個(gè)工具產(chǎn)生周期性的振動(dòng)。
[0037]為了保證偏心軸9能夠順滑的轉(zhuǎn)動(dòng)，在偏心軸兩端增加了上端軸承6和下端軸承14，并通過隔環(huán)5和隔環(huán)10進(jìn)行定位，減少了偏心軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需要克服的摩擦力，更有助于偏心軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而保證偏心軸能夠平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
[0038]具體實(shí)施時(shí)，將連接套7與外套8通過螺紋進(jìn)行連接。
[0039]將上端軸承6和下端軸承14的外圈分別安裝到連接套7和外套8中。將上端軸承6和下端軸承14的內(nèi)圈分別安裝到偏心軸9兩端的空心軸上。偏心軸9兩端的空心軸再通過螺紋與上端渦輪3和下端渦輪11連接，通過上隔環(huán)5和下隔環(huán)10分別將上端軸承6和下端軸承14的內(nèi)圈固定在偏心軸9的上、下兩端。
[0040]將組裝完成的上端渦輪3、偏心軸9、下端渦輪11、軸承及隔環(huán)作為一個(gè)整體安裝到連接套7與外套8中。然后將上接頭套4與連接套7通過螺紋連接。
[0041]將上止推環(huán)2和下止推環(huán)12分別安裝到上接頭套4和下接頭13中，并將上接頭I與上接頭4固定連接，使之形成一個(gè)整體。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，包括殼體組件及設(shè)于所述殼體組件內(nèi)部的振動(dòng)組件，其特征在于: 所述殼體組件包括自上而下依次套接的上接頭、上接頭套、連接套、外套及下接頭；所述振動(dòng)組件包括自上而下依次連接的上端渦輪、偏心軸及下端渦輪，所述振動(dòng)組件通過上端軸承和下端軸承安裝在所述殼體組件內(nèi)，所述上端軸承和下端軸承分別套裝在所述偏心軸的兩端軸上，在所述振動(dòng)組件的兩端還分別設(shè)有上止推環(huán)和下止推環(huán)，所述上止推環(huán)和下止推環(huán)分別安裝在所述上接頭套和下接頭內(nèi)，所述殼體組件及振動(dòng)組件內(nèi)部均設(shè)有使流體流通的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，其特征在于，所述上端軸承和下端軸承的外側(cè)分別設(shè)有上隔環(huán)和下隔環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，其特征在于，所述上端渦輪和下端渦輪各自包括呈一體結(jié)構(gòu)的圓盤端和圓柱端，所述圓柱端設(shè)有軸向盲孔和徑向旁通孔，所述盲孔與旁通孔相連通，所述圓盤端上設(shè)有多個(gè)斜向條形通孔，所述上止推環(huán)和下止推環(huán)上分別設(shè)有多個(gè)斜向?qū)Я骺?，所述上止推環(huán)或下止推環(huán)上斜向?qū)Я骺椎男蚺c上端渦輪或下端渦輪上斜向條形通孔的旋向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，其特征在于，所述偏心軸包括兩端空心軸及中間半邊軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，其特征在于，所述殼體組件的上接頭、上接頭套、連接套、外套及下接頭，相互之間為螺紋連接，所述上、下端渦輪與所述偏心軸之間為螺紋連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水平井的耐高溫振動(dòng)工具，其特征在于，所述殼體組件、振動(dòng)組件、上隔環(huán)、下隔環(huán)、上止推環(huán)及下止推環(huán)均為金屬材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】E21B28/00GK104234651SQ201410490469
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】孟凡超, 韓滔, 張博浩 申請(qǐng)人:杰瑞能源服務(wù)有限公司