本实用新型专利技术公开了一种钻井提速装置，包括位于上方的动力短节、与所述动力短节连接的、位于下方的振动短节以及容纳所述动力短节和振动短节的壳体，其特征在于，所述动力短节包括可轴向转动的涡轮轴，所述振动短节包括与所述涡轮轴螺纹连接的转子轴，所述转子轴的外壁面设有偏心转子。本实用新型专利技术通过钻井液驱动涡轮高速转动，带动偏心转子转动以实现周向振动，改变管柱与井壁的接触条件，使钻头能更有效的剪切破碎地层，增大机械钻速；有效的消除粘滑现象，延长机械寿命。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及石油开采
更具体地说，本技术涉及一种降低钻井摩擦阻力的钻井提速装置。
技术介绍
随着我国各大油田开发大斜度井、水平井及水平分支井等复杂结构井的数量增加，如何有效地向钻头施加钻压成为人们普遍关注的问题。目前，钻井主要通过复合钻井和井下动力钻具滑动钻进两种方式。由于这些井结构复杂导致沿程水力损失增加，井底钻头可用水马力相当低，一般都是靠钻柱的自身重量向钻头施加钻压破碎岩石。然而，在斜度井、水平井及水平井的钻井施工中，这些传统的加压方式受到一定的限制，其存在的主要问题在于：由于井斜较大，钻柱自身重量在经验方向的分量小或近似为零，很难满足预先设计的钻压；水平井中，由于钻柱自身重量对井壁的正压力大，增加了钻具在井壁上的摩阻，从而制约了向钻头施加有效的钻压；由于施工的水平段越来越长，然而在井斜大的井段施工过程中，往往会出现托压、粘卡等现象；对于复合钻进，尤其是在井下动力钻具滑动钻进过程中，无法保证给钻头施加真实有效的钻压，严重影响全井平均机械钻速以及钻井周期。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本技术还有一个目的是提供一种便于向钻头有效施压，提高钻井效率的钻井提速装置。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种钻井提速装置，包括位于上方的动力短节、与所述动力短节连接的、位于下方的振动短节以及容纳所述动力短节和振动短节的壳体，所述动力短节包括可轴向转动的涡轮轴，所述振动短节包括与所述涡轮轴螺纹连接的转子轴，所述转子轴的外壁面设有偏心转子。优选地，所述动力短节还包括由若干个涡轮组成的涡轮组，所述涡轮组驱动所述涡轮轴和所述转子轴旋转。优选地，任意一个所述涡轮包括定子和转子，所述定子和转子分别与壳体和涡轮轴通
过过度配合进行连接。优选地，所述涡轮组的上端和下端均设置第一扶正轴承，以对所述涡轮轴进行径向限位。优选地，所述涡轮轴的下段轴线处以及所述转子轴的轴线处设有贯通的流道，所述涡轮轴上设有与所述流道连通的四个径向均布的通孔，在所述通孔的入口处设置限流套，所述限流套的下端设置分流套，所述限流套与所述涡轮轴和所述分流套之间皆留有间隙供流体通过。优选地，所述涡轮轴上位于所述分流套下端设置推力轴承，以对所述涡轮轴进行轴向限位。优选地，所述转子轴的下端设置第二扶正轴承。优选地，所述壳体的顶部和底部分别螺纹连接上接头和下接头，以对所述动力短节和所述振动短节进行轴向限位。本技术至少包括以下有益效果：1、通过周向冲击振动减摩降阻工具可使管柱产生高频周向振动，使静摩擦变为动摩擦，有效减小管柱外壁与井壁的摩擦系数，使得钻头处能获得有效钻压，从而避免水平井及大斜度井的加压中因重力分力、浮力和摩擦力影响而造成的假加压问题。另外运用该工具使钻头能有效的剪切破碎地层，增大机械钻速；有效的消除粘滑现象，延长机械寿命。2、利用限流套改变钻井液的流动方向，使钻井液经涡轮轴的通孔流入涡轮轴与转子轴的流道中，能减弱钻井液对偏心转子转动的影响。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术中动力节段的结构示意图；图2为本技术中振动节段的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述
试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。本技术提供一种钻井提速装置，包括位于上方的动力短节、与所述动力短节连接的、位于下方的振动短节以及容纳所述动力短节和振动短节的壳体，所述动力短节包括可轴向转动的涡轮轴，所述振动短节包括与所述涡轮轴螺纹连接的转子轴，所述转子轴的外壁面设有偏心转子。其中，所述动力短节还包括由若干个涡轮组成的涡轮组，所述涡轮组驱动所述涡轮轴和所述转子轴旋转。其中，任意一个所述涡轮包括定子和转子，所述定子和转子分别与壳体和涡轮轴通过过度配合进行连接。其中，所述涡轮组的上端和下端均设置第一扶正轴承，以对所述涡轮轴进行径向限位。其中，所述涡轮轴的下段轴线处以及所述转子轴的轴线处设有贯通的流道，所述涡轮轴上设有与所述流道连通的四个径向均布的通孔，在所述通孔的入口处设置限流套，所述限流套的下端设置分流套，所述限流套与所述涡轮轴和所述分流套之间皆留有间隙供流体通过。其中，所述涡轮轴上位于所述分流套下端设置推力轴承，以对所述涡轮轴进行轴向限位。其中，所述转子轴的下端设置第二扶正轴承。其中，所述壳体的顶部和底部分别螺纹连接上接头和下接头，以对所述动力短节和所述振动短节进行轴向限位。为了进一步解释本技术的技术方法，下面结合附图进行阐述。如图1-2所示，一种钻井提速装置，包括动力短节和振动短节，其中动力短节由上接头11、壳体10、第一扶正轴承8、涡轮轴6、涡轮组7、3个隔环5、限流套4、分流套3、推力轴承2组成，振动短节主要由下接头12、转子轴17、偏心转子16、螺母14、第二扶
正轴承13组成。壳体10上端与上接头11通过螺纹连接，壳体10下端与下接头12通过螺纹连接的方式连接。涡轮轴6为变截面轴，其上端面制作有一字型槽，以便于组装，涡轮轴6上安装有涡轮组7，所述涡轮组7包括若干个涡轮，任意一个涡轮的定子和转子分别与壳体10和涡轮轴6通过过度配合进行连接与固定，涡轮组7两端安装有第一扶正轴承8，涡轮轴6的下断轴线处设有流道以及四个径向均布的通孔，在通孔的入口安装有限流套4，限流套4下端安装有分流套3，限流套4与涡轮轴6、分流套3皆留有间隙供流体通过，在分流套3的下端安装有推力轴承2。所述的第一扶正轴承8、涡轮组7、限流套4、分流套3通过隔环5进行限位并在调整壳体10的压紧作用下固定在壳体10的内部。涡轮轴6的下端有外螺纹，用于连接转子轴17，转子轴17的轴线处制作有流道，外壁面制作有一个凸台和键槽，凸台用于偏心转子16组的轴向限位，偏心转子16与转子轴17通过键连接，并通过螺母14进行固定。转子轴17的下端台阶面安装有第二扶正轴承13。第二扶正轴承13与推力轴承2的共同作用下可以保证涡轮轴6与转子轴17自由转动，并且不产生轴向和径向位移。涡轮轴6在涡轮组7的驱动下产生转动，从而带动转子轴17旋转，转子轴17的旋转可以驱动偏心转子16转动。偏心转子16的转动可以作为振动源使本技术钻井提速装置产生周向振动，由于偏心转子16有多组，质量大，能产生较大的振动能量，从而可以引起与之相连的管柱产生共振。由于本技术的动力源为涡轮组7，转速高，能产生较高的振动频率。管柱的周向振动能有效改变管柱与井壁的接触情况，使管柱与井壁之间的摩擦系数得到降低。为减少推力轴承本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻井提速装置，包括位于上方的动力短节、与所述动力短节连接的、位于下方的振动短节以及容纳所述动力短节和振动短节的壳体，其特征在于，所述动力短节包括可轴向转动的涡轮轴，所述振动短节包括与所述涡轮轴螺纹连接的转子轴，所述转子轴的外壁面设有偏心转子。
【技术特征摘要】
1.一种钻井提速装置，包括位于上方的动力短节、与所述动力短节连接的、位于下方的振动短节以及容纳所述动力短节和振动短节的壳体，其特征在于，所述动力短节包括可轴向转动的涡轮轴，所述振动短节包括与所述涡轮轴螺纹连接的转子轴，所述转子轴的外壁面设有偏心转子。2.如权利要求1所述的钻井提速装置，其特征在于，所述动力短节还包括由若干个涡轮组成的涡轮组，所述涡轮组驱动所述涡轮轴和所述转子轴旋转。3.如权利要求2所述的钻井提速装置，其特征在于，任意一个所述涡轮包括定子和转子，所述定子和转子分别与壳体和涡轮轴通过过度配合进行连接。4.如权利要求3所述的钻井提速装置，其特征在于，所述涡轮组的上端和下端均设置第一扶正轴承，以对所述涡轮轴进行径...
【专利技术属性】
技术研发人员：余长柏，潘灵永，钱伟强，王杰，李红，
申请(专利权)人：中石化石油工程机械有限公司研究院，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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