本實(shí)用新型屬于石油、天然氣開采鉆井工具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液動(dòng)推復(fù)沖擊振蕩器。

背景技術(shù)：

水力振蕩器在鉆進(jìn)的過程中，通過水力作用可以產(chǎn)生沿鉆具組合或者鉆桿軸線方向上的振動(dòng)。在鉆進(jìn)過程中，鉆具組合或者鉆桿部分或者全部與井壁接觸，這樣在運(yùn)動(dòng)中就要產(chǎn)生摩阻。而沿軸線方向的振動(dòng)可以顯著減少這種摩阻。因此，在所有的鉆進(jìn)過程中通過減少摩阻后可以產(chǎn)生兩個(gè)效果：能使鉆具組合的部分重量傳遞到鉆頭，減少鉆具組合因?yàn)槟ψ璁a(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

特別是在使用導(dǎo)向馬達(dá)的定向鉆進(jìn)模式中，摩阻因?yàn)榫鄣那首兓容^大，大大的限制了鉆具組合鉆進(jìn)距離，而通過使用這種工具后，可以顯著的改善這種情況或者突破限制。從而擴(kuò)大了傳統(tǒng)導(dǎo)向鉆進(jìn)鉆具組合的作業(yè)范圍。穩(wěn)定的傳遞鉆壓和對(duì)工具面的良好的控制能力，都可以運(yùn)用到鉆井后磨銑鉆具組合，甚至是經(jīng)過大的方位角變化后在地層因素影響很大的位置，振蕩器照樣可以工作。在超常規(guī)遠(yuǎn)距離鉆進(jìn)的時(shí)候，使用振蕩器可以減少在鉆具組合上工作量，因?yàn)楣ぞ呙娴恼{(diào)整和保持都比較容易，另外就是在鉆進(jìn)中可以很大程度上提高機(jī)械鉆速。

水力振蕩器可以和MWD配套使用。這是因?yàn)樵阢@進(jìn)過程中，振蕩器振動(dòng)頻率和MWD系統(tǒng)不同，所以不會(huì)影響MWD的信號(hào)。并且可以作為大位移水平鉆井的另外一個(gè)手段，而且可以很大程度上提高機(jī)械鉆速，另外使用振蕩器后可以減少牙輪鉆頭的起下鉆次數(shù)，減少因各種因素產(chǎn)生的卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

但是目前，水力振蕩器工具普遍采用的是螺桿馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤閥實(shí)現(xiàn)脈沖回壓的方式，螺桿馬達(dá)定子為橡膠材料的特殊螺線結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為專用數(shù)控車床和專用刀具加工的特定的螺線結(jié)構(gòu)，工具造價(jià)高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。一方面制造成本高，另一方面工具使用后的維護(hù)保養(yǎng)比較困難，需要原廠專業(yè)操作技術(shù)工人，在專用車間和專用工具進(jìn)行拆裝保養(yǎng)，更普遍的做法是發(fā)回原廠進(jìn)行保養(yǎng)，導(dǎo)致工具維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)也很高、保養(yǎng)周期長(zhǎng)，不適合低成本作業(yè)的需求。

另外，當(dāng)作業(yè)流體為泡沫等多相流體時(shí)，采用螺桿馬達(dá)時(shí)必須配套井下氣體分離器，才能使馬達(dá)發(fā)揮最大功效，因此，對(duì)作業(yè)流體的適應(yīng)性有限制要求，極大的限制了工具在長(zhǎng)水平段水平井及低壓氣藏的應(yīng)用。

當(dāng)井下溫度較高或者含有對(duì)橡膠產(chǎn)生腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致螺桿馬達(dá)橡膠定子失效，造成使用壽命短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且維修成本低的液動(dòng)推復(fù)沖擊振蕩器，采用液動(dòng)推復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥體按照設(shè)定頻率進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，并且在開關(guān)閥時(shí)，產(chǎn)生管柱水力振蕩、高頻沖擊和脈沖噴射。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種液動(dòng)推復(fù)沖擊振蕩器，包括由上至下依次螺紋連接的上接頭、筒體及下接頭組成，所述筒體腔體內(nèi)套裝有分流總成、往復(fù)驅(qū)動(dòng)總成及回壓閥總成，所述分流總成由依次套裝在筒體腔體里的導(dǎo)流套、上閥體、閥體、下閥體組成，所述往復(fù)驅(qū)動(dòng)總成由驅(qū)動(dòng)活塞與換向閥組成，所述驅(qū)動(dòng)活塞套裝在所述上閥體、閥體與下閥體形成的腔體內(nèi)，且所述上閥體的下端與下閥體的上端對(duì)驅(qū)動(dòng)活塞的兩端限位，所述換向閥套裝在所述驅(qū)動(dòng)活塞內(nèi)，且所述驅(qū)動(dòng)活塞帶動(dòng)所述換向閥做同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述回壓閥總成由回壓閥頭、回壓閥體及泄流套組成，所述回壓閥頭與回壓閥體連接，所述泄流套套裝在所述回壓閥體內(nèi)，且所述回壓閥體上端與下閥體下端連接，所述回壓閥頭上端套設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)活塞與換向閥的之間并對(duì)換向閥的下端限位，所述驅(qū)動(dòng)活塞同時(shí)帶動(dòng)回壓閥頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回壓閥頭周期性的打開或關(guān)閉回壓閥體。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述上閥體、閥體、下閥體與所述筒體間設(shè)有第一腔體，且所述上閥體的中部壁體上開設(shè)有第一通孔、所述閥體的中部壁體上開設(shè)有第二通孔、所述下閥體的中部壁體上開設(shè)有第三通孔。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)活塞與閥體間設(shè)有第二腔體與第三腔體，且所述驅(qū)動(dòng)活塞的壁體上依次設(shè)有第四通孔、第五通孔、第六通孔、第七通孔及第八通孔。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述換向閥與所述驅(qū)動(dòng)活塞間設(shè)有第四腔體，且所述換向閥的壁體上兩端部分別設(shè)有第九通孔及第十通孔。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)活塞靜止時(shí)，所述第二通孔、第三腔體、第六通孔、第四腔體及第七通孔順次連通。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第三通孔與第八通孔對(duì)齊連通，且所述第二通孔、第三腔體、第六通孔、第四腔體及第五通孔連通。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第一通孔與第四通孔對(duì)齊連通。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)活塞與換向閥上端之間設(shè)有換向塞，所述換向塞對(duì)換向閥上端限位。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述下閥體下端與回壓閥體上端相接處嵌套有配流盤。

在本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例中，所述回壓閥體的壁體上傾斜開設(shè)有過流孔，且所述過流孔與第一腔體連通。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有的有益效果：

一、該裝置主要與鉆頭、磨鞋、套銑工具、撈錨撈筒等鉆井、修井磨銑打撈工具配套，采用液動(dòng)推復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥體按照設(shè)定頻率進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，并且在開關(guān)閥時(shí)，產(chǎn)生管柱水力振蕩、高頻沖擊和脈沖噴射，是一種多用途石油鉆采井下工具。

二、全金屬合金鋼結(jié)構(gòu)，無異形件，材料成本低加工難度小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、更換配件和修復(fù)，只需要利用常規(guī)工具進(jìn)行拆裝和清洗，運(yùn)動(dòng)件為活塞式結(jié)構(gòu)，裝配工藝要求較低，一般工人簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可。

三、工具長(zhǎng)度較之短型螺桿馬達(dá)明顯縮短一倍以上，降低了井下出現(xiàn)卡鉆的幾率，而且運(yùn)動(dòng)件采用封裝結(jié)構(gòu)，防止內(nèi)部零件意外掉井的情況。

四、液壓運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用分流方式驅(qū)動(dòng)，即，當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)因特殊原因被卡阻時(shí)，并不影響正向鉆進(jìn)管柱正常循環(huán)。

五、液動(dòng)推復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是一種壓差容積式驅(qū)動(dòng)，液動(dòng)推復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)流體、氣體及混相液體具有優(yōu)異的兼容性，適合淡水基泥漿、海水基泥漿、油基泥漿、加重泥漿、漂白劑、化學(xué)溶劑、1％的酸、3％KCL、聚合物凝膠、除垢劑、空氣、二氧化碳、氮?dú)饣蚧旌蠚怏w。

六、工作頻率與MWD系統(tǒng)不同，不影響MWD/LWD工具信號(hào)，安放位置不受MWD系統(tǒng)的限制。

七、對(duì)鉆頭和管柱不會(huì)產(chǎn)生沖擊破壞，可用于牙輪鉆頭和有固定齒的各種鉆頭、磨鞋、套銑工具等。不會(huì)產(chǎn)生破壞鉆頭切削齒或者軸承的沖擊力。使鉆壓傳遞平穩(wěn)，減少摩阻過大引起的遛鉆現(xiàn)象，提高鉆頭壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種液動(dòng)推復(fù)沖擊振蕩器，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括由上至下依次螺紋連接的上接頭1、筒體3及下接頭16組成，所述筒體3腔體內(nèi)套裝有分流總成、往復(fù)驅(qū)動(dòng)總成及回壓閥總成，所述分流總成由依次套裝在筒體3腔體里的導(dǎo)流套2、上閥體6、閥體7、下閥體10組成，所述往復(fù)驅(qū)動(dòng)總成由驅(qū)動(dòng)活塞8與換向閥9組成，所述驅(qū)動(dòng)活塞8套裝在所述上閥體6、閥體7與下閥體10形成的腔體內(nèi)，且所述上閥體6的下端與下閥體10的上端對(duì)驅(qū)動(dòng)活塞8的兩端限位，所述換向閥9套裝在所述驅(qū)動(dòng)活塞8內(nèi)，且所述驅(qū)動(dòng)活塞8帶動(dòng)所述換向閥9做同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述回壓閥總成由回壓閥頭12、回壓閥體13及泄流套14組成，所述回壓閥頭12與回壓閥體13連接，所述泄流套14套裝在所述回壓閥體13內(nèi)，且所述回壓閥體13上端與下閥體10下端連接，所述回壓閥頭12上端套設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)活塞8與換向閥9的之間并對(duì)換向閥9的下端限位，所述驅(qū)動(dòng)活塞8同時(shí)帶動(dòng)回壓閥頭12做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回壓閥頭12周期性的打開或關(guān)閉回壓閥體13。

在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，所述上閥體6、閥體7、下閥體10與所述筒體3間設(shè)有第一腔體17，且所述上閥體6的中部壁體上開設(shè)有第一通孔61、所述閥體7的中部壁體上開設(shè)有第二通孔71、所述下閥體10的中部壁體上開設(shè)有第三通孔101。

所述驅(qū)動(dòng)活塞8與閥體7間設(shè)有第二腔體18與第三腔體19，且所述驅(qū)動(dòng)活塞8的壁體上依次設(shè)有第四通孔81、第五通孔82、第六通孔83、第七通孔84及第八通孔85。

所述換向閥9與所述驅(qū)動(dòng)活塞8間設(shè)有第四腔體20，且所述換向閥9的壁體上兩端部分別設(shè)有第九通孔91及第十通孔92。

所述驅(qū)動(dòng)活塞8靜止時(shí)，所述第二通孔71、第三腔體19、第六通孔83、第四腔體19及第七通孔84順次連通。

所述驅(qū)動(dòng)活塞8向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第三通孔101與第八通孔85對(duì)齊連通，且所述第二通孔71、第三腔體19、第六通孔83、第四腔體19及第五通孔82連通。

所述驅(qū)動(dòng)活塞8向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第一通孔61與第四通孔81對(duì)齊連通。

所述驅(qū)動(dòng)活塞8與換向閥9上端之間設(shè)有換向塞5，所述換向塞5對(duì)換向閥9上端限位。

所述下閥體10下端與回壓閥體13上端相接處嵌套有配流盤11。

所述回壓閥體13的壁體上傾斜開設(shè)有過流孔131，且所述過流孔131與第一腔體17連通。

所述筒體3下端與下接頭16上端相接處套設(shè)有鎖緊環(huán)15。

所述驅(qū)動(dòng)活塞8與換向塞5相對(duì)端套設(shè)有鎖環(huán)4，且所述驅(qū)動(dòng)活塞8與回壓閥頭12的相對(duì)端也套設(shè)有鎖環(huán)4。

下面結(jié)合附圖1具體介紹本實(shí)用新型的工作原理：

泵注的高壓液體，通過分流總成分流后，為往復(fù)驅(qū)動(dòng)總成提供液壓驅(qū)動(dòng)馬力，由換向閥9控制驅(qū)動(dòng)活塞8進(jìn)行上行程和下行程動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)活塞8同時(shí)帶動(dòng)回壓閥頭12做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，回壓閥頭12周期性的打開和關(guān)閉回壓閥體13，從而實(shí)現(xiàn)管柱內(nèi)脈動(dòng)回壓-泄壓過程，這會(huì)導(dǎo)致管柱內(nèi)周期性的壓力升高和降低，引起管柱周期性的伸長(zhǎng)和縮短，并引發(fā)脈沖噴射。同時(shí)驅(qū)動(dòng)活塞8每個(gè)行程末，都會(huì)沖擊上閥體6或者下閥體10，從而同時(shí)使工具產(chǎn)生周期性的機(jī)械向上或者向下的沖擊力。

以連續(xù)油管鉆磨作業(yè)為例，具體描述實(shí)施過程。當(dāng)連續(xù)油管下入長(zhǎng)水平段水平井一段距離后，由于管柱水平重力影響導(dǎo)致摩擦阻力逐漸增高，依靠垂直井段的管柱重力，已經(jīng)無法將油管繼續(xù)向前延伸送入，繼續(xù)下放油管，會(huì)導(dǎo)致油管發(fā)生螺旋死鎖。當(dāng)連續(xù)油管前端與該裝置連接時(shí)，可在井口開泵，以一定排量泵注流體，流體經(jīng)過導(dǎo)流套2到達(dá)配流盤11時(shí)，產(chǎn)生節(jié)流壓力。此時(shí)，第一腔體17內(nèi)的壓力會(huì)明顯高于第三腔體19內(nèi)的壓力，一部分液體會(huì)分別從上閥體6、閥體7、下閥體10上的第一通孔61、第二通孔71、第三通孔101進(jìn)入。其中從第二通孔71進(jìn)入的液體，經(jīng)過第三腔體19、第六通孔83、第四腔體19及第七通孔84傳遞到驅(qū)動(dòng)活塞8的右面，并迫使驅(qū)動(dòng)活塞8向上(圖中向左)運(yùn)動(dòng)，與下閥體10的左側(cè)分離，直至驅(qū)動(dòng)活塞的左側(cè)到達(dá)上閥體6的右側(cè)限位。并且，從圖上可以看到，驅(qū)動(dòng)活塞8向上移動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)換向閥9一同向上移動(dòng)。

經(jīng)過上述移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)活塞8的第五通孔85也向上移動(dòng)到剛好與下閥體10上的第三通孔101對(duì)齊，此時(shí)在第三通孔101處的液壓驅(qū)動(dòng)下，換向閥9向上移動(dòng)直至到達(dá)換向塞5的限位處。而換向閥9的移動(dòng)，導(dǎo)致第四腔體19與第五通孔82連通。此時(shí)，在第二通孔71處的液壓，經(jīng)過第六通孔83、第四腔體19及第五通孔82傳遞到驅(qū)動(dòng)活塞8的左面，并迫使驅(qū)動(dòng)活塞8向下(圖1中向右)運(yùn)動(dòng)。與上閥體6的右側(cè)分離，直至驅(qū)動(dòng)活塞的右側(cè)到達(dá)下閥體10的左側(cè)限位。并且，從圖1上可以看到，驅(qū)動(dòng)活塞8向下移動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)換向閥9一同向下移動(dòng)。

經(jīng)過上述移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)活塞8的第三通孔81也向下移動(dòng)到剛好與上閥體6上的第一通孔61對(duì)齊，此時(shí)在第一通孔61處的液壓驅(qū)動(dòng)下，換向閥9向下移動(dòng)直至到達(dá)回壓閥頭12的限位處。

經(jīng)過上述過程，驅(qū)動(dòng)活塞8完成了一個(gè)上、下形成的周期，這個(gè)周期周而復(fù)始進(jìn)行，從而帶動(dòng)回壓閥頭12按照某一頻率做上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)回壓閥頭12進(jìn)行上行程時(shí)，回壓閥體13上的過流孔131被逐漸打開。當(dāng)回壓閥頭12進(jìn)行下行程時(shí)，回壓閥體13上的過流孔131被逐漸調(diào)小限流。當(dāng)過流孔33被調(diào)小時(shí)，其上部的壓力逐漸增高，直至過流孔33被再次打開。由此，產(chǎn)生對(duì)本實(shí)用新型上部的管柱產(chǎn)生周期性的壓力波動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)活塞8和換向閥9按照一定的頻率做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)活塞8的沖擊力力和頻率與其運(yùn)動(dòng)行程、重量和配流盤11的節(jié)流壓力成相關(guān)，因此，可以根據(jù)不同的需求設(shè)計(jì)不同頻率、不同脈沖壓力、不同沖擊力的工具。

該裝置所有的運(yùn)動(dòng)件均采用合金鋼材料，不需要任何運(yùn)動(dòng)密封零件，各個(gè)零件均采用易于機(jī)械加工的簡(jiǎn)單幾何結(jié)構(gòu)。因此，該裝置制造成本相比螺桿馬達(dá)大幅度降低、壽命更長(zhǎng)、流體適應(yīng)性更優(yōu)異、更易于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)保養(yǎng)。

該裝置主要與鉆頭、磨鞋、撈錨撈筒等鉆井鉆具組合和修井鉆磨打撈工具配套，為其提供水力振蕩降低管柱摩阻、沖擊鉆進(jìn)、振動(dòng)打撈、脈沖噴射等功能，是一種多用途石油鉆采井下工具。

如果作業(yè)管柱為鉆桿時(shí)，由于鉆桿本身長(zhǎng)度彈性伸縮量極小，因此配置該裝置需要一個(gè)帶有疊簧系統(tǒng)的振蕩工具，由該裝置產(chǎn)生的脈沖壓力，在這個(gè)振蕩工具上產(chǎn)生顯著的軸向位移量，推動(dòng)鉆具組合向前運(yùn)動(dòng)。

上述實(shí)施例，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，故凡以本實(shí)用新型權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等同變化，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍之內(nèi)。