本发明专利技术提供一种用于钻柱的减摩降阻装置，包括外筒体和插入所述外筒体的内筒体，在所述内筒体内限定有流体流通的第一通道，在所述外筒体设置有与第一通道相连通的第二通道，所述外筒体能够沿着内筒体的轴向移动，以及固定所述外筒体和内筒体的相对位置的弹性件。其中，在所述第一通道内设置有叶轮，流体流过叶轮时能够带动叶轮在所述第一通道内旋转，从而在流体流过时在所述第一通道内产生脉冲压力，推动内筒体克服弹性件的弹力沿轴向作往复运动。内筒体克服弹性件的弹力沿轴向作往复运动。内筒体克服弹性件的弹力沿轴向作往复运动。
【技术实现步骤摘要】
一种用于钻柱的减摩降阻装置
[0001]本专利技术涉及油田开采领域，具体涉及一种用于钻柱的减摩降阻装置。
技术介绍
[0002]在油井钻井过程中，如何提高钻柱的钻进效率，是钻井过程中亟待解决的问题之一。
[0003]目前常见的提高钻柱的钻进效率的思路及方法主要有以下几个方面：第一是通过钻井液性能的调节，通过提高钻井液的压力和携岩效率降低送钻摩阻。第二是通过固井措施加强井壁的稳定性以及井眼的轨迹。第三是通过优化钻具组合，提高钻进效率。第四是使用各类减阻工具降低钻柱摩阻。
[0004]目前经常使用的减阻工具主要是滚轮类减阻工具、非旋转减阻接头等装置，这些装置存在应用条件受限、减阻效果不明显等问题。井下振动减阻工具，而新型的水力振荡减阻工具能够有效地解决这些问题，从而得到了现场的认可，并在现场进行了广泛的推广应用。然而现有水力振荡器对水力条件要求较高，无法适用于水力不足的油井之中。同时且产生压耗较大，无法适用于长度较长的深井之中。
技术实现思路
[0005]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种用于钻柱的减摩降阻装置。本专利技术的用于钻柱的减摩降阻装置的压耗较小，能够适用于深层油井，并且所需的压力条件较低，能够适用于井下水力不足的油井。
[0006]根据本专利技术，提供了一种用于钻柱的减摩降阻装置，包括：外筒体和插入所述外筒体的内筒体，在所述内筒体内限定有流体流通的第一通道，在所述外筒体设置有与第一通道相连通的第二通道，所述外筒体能够沿着内筒体的轴向移动，以及固定所述外筒体和内筒体的相对位置的弹性件。
[0007]其中，在所述第一通道内设置有叶轮，所述叶轮能够由流体带动而在所述第一通道内旋转，从而在流体流过时在所述第一通道内产生脉冲压力，推动所述内筒体克服弹性件的弹力相对于所述外筒体沿轴向作往复运动。
[0008]在一个优选的实施例中，在所述外筒体远离内筒体的一端的端部还设置有压力放大器，所述压力放大器设置为亥姆霍兹共振腔。
[0009]在一个优选的实施例中，在所述叶轮靠近压力放大器的一侧还设置有导流件，所述导流件构造为凸出所述第一通道内壁的凸台。
[0010]在一个优选的实施例中，在所述导流件上设置有与所述叶轮相适配的弧面。
[0011]在一个优选的实施例中，在所述外筒体上还设置有贯穿外筒体外壁的注油孔。
[0012]在一个优选的实施例中，在所述外筒体上还设置有贯穿外筒体外壁的排气孔。
[0013]在一个优选的实施例中，在所述内筒体的外壁上构造有第二台阶部，所述第二台阶部上构造有倒角。
[0014]在一个优选的实施例中，在所述外筒体靠近所述内筒体的端部处还套设有防冲压盖，在所述防冲压盖与外筒体外壁之间还设置有密封环。
[0015]在一个优选的实施例中，所述外筒体与内筒体通过花键相连接。
[0016]在一个优选的实施例中，在所述内筒体和外筒体之间还设置有保护滑环，所述弹性件的固定端连接在所述保护滑环上
附图说明
[0017]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0018]图1显示了根据本专利技术的一个实施例的用于钻柱的减摩降阻装置的示意图。
[0019]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0020]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0021]图1显示了根据本专利技术的一个实施例的用于钻柱的减摩降阻装置100。本专利技术的用于钻柱的减摩降阻装置100用于连接在钻柱(未示出)上，随着钻柱一同下入油井之中。如图1所示，所述的用于钻柱的减摩降阻装置100包括外筒体10以及内筒体20，所述内筒体20插入所述外筒体10内，使得所述外筒体10能够在轴向上相对于内筒体20进行运动。同时，在所述外筒体10与内筒体20的轴向间设置有使得所述外筒体10与内筒体20保持相对固定的弹性件22。
[0022]如图1所示，所述内筒体20构造为管状，在所述内筒体20内限定有流体流通的第一通道25。同时，在所述外筒体10内设置有与所述第一通道相连通的第二通道15。由此，当所述内筒体20插入所述外筒体10时，流体能够从第一通道25流至第二通道15之中。
[0023]同时，在所述第二通道15内设置有叶轮30。所述叶轮30能够阻碍流体在第二通道25内的正常流动，从而在所述第二通道15内产生一个与流体流动方向相反的作用力。而当内筒体20插入所述第二通道15时，这一流体产生的作用力会克服弹性件22的弹力，推动所述内筒体20向远离所述叶轮30的方向移动，由此增大整个减摩降阻装置100的长度。
[0024]而在本专利技术中，所述叶轮30沿着平行于内筒体20轴向的方向布置在第一通道25内。通过这种设置，当流体流过所述叶轮30时能够带动叶轮30进行旋转。而随着叶轮30在第二通道15内的旋转，所述第二通道15的有效直径会周期性的改变。而容易理解，随着所述第二通道15的有效直径的周期性改变，流过第二通道15的流体压力会发生周期性的变化。由此，可以使得流体在第二通道15内产生周期变化的脉冲压力。
[0025]当流体在第二通道15内产生的压力增大时，这一压力会推动第二通道15内的内筒体10向远离叶轮30的方向运动。随着这一过程的进行，所述弹性件22会逐渐被拉伸，直至弹性件22的弹力等于流体对内筒体20所施加的压力。
[0026]而当流体对内筒体20所施加的压力达到最大值后，弹性件22的弹力也达到最大值。此时随着叶轮30的继续旋转，第二通道15的有效直径会逐渐增大，第二通道15内的流体压力会逐渐降低。此时弹性件22的弹力会大于第二通道15内的流体压力，弹性件22会推动所述内筒体20向靠近叶轮30的方向移动，直至第二通道15内的流体压力将至最低值。
[0027]容易理解，随着叶轮30在流体的带动下在所述第二通道内15的不断旋转，会不断的推动所述内筒体20沿着轴向做周期性的往复运动，使得本专利技术的用于钻柱的减摩降阻装置100的长度发生周期性的变化。
[0028]而随着本专利技术的用于钻柱的减摩降阻装置100的长度发生周期性的变化，会带动井下的钻柱沿轴向进行往复运动，从而使得钻柱沿轴向不断地震动。随着这一震动过程的不断进行，能够有效地降低钻柱与井壁之间所产生的摩擦力，达到减摩降阻的效果。相较于传统的水力震荡装置，采用叶轮传动使得流体产生脉冲压力的方式具有更高的传动效率，能够有效地降低流体的压耗。
[0029]如图1所示，在一个优选的实施例中，在所述外筒体远离内筒体的一端的端部还设置有压力放大器40。所述压力放大器40优选地设置为亥姆霍兹共振腔。所述第二通道15内的流体在经过叶轮30后会进入亥姆霍兹共振腔中，从而使流体在亥姆霍兹共振腔产生共振。这种共振效应会强化流体所产生的交变压力从而增大内筒体20所受到的流体压力。由此，通过所述压力放大器40的放大效应，可以降低所述减摩降阻装置100所需的水力压力条件，使得所述减摩降阻装置100能够适用于水力压力较小本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于钻柱的减摩降阻装置(100)，包括：外筒体(10)和插入所述外筒体的内筒体(20)，在所述内筒体内限定有流体流通的第一通道(25)，在所述外筒体设置有与第一通道相连通的第二通道(15)，所述外筒体能够沿着内筒体的轴向移动，以及固定所述外筒体和内筒体的相对位置的弹性件(22)，其中，在所述第一通道内设置有叶轮(30)，所述叶轮能够由流体带动而在所述第一通道内旋转，从而在流体流过时在所述第一通道内产生脉冲压力，推动所述内筒体克服弹性件的弹力相对于所述外筒体沿轴向作往复运动。2.根据权利要求1所述的用于钻柱的减摩降阻装置(100)，其特征在于，在所述外筒体远离内筒体的一端的端部还设置有压力放大器(40)，所述压力放大器设置为亥姆霍兹共振腔。3.根据权利要求2所述的用于钻柱的减摩降阻装置(100)，其特征在于，在所述叶轮靠近压力放大器的一侧还设置有导流件(50)，所述导流件构造为凸出所述第一通道内壁的凸台。4.根据权利要求3所述的用于钻柱的减摩降阻装置(100)，其特征在于，在所述导流件上设置有与所述叶轮相适配的弧面(55)。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的用于钻柱的减摩降...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧艳彬，张建龙，张洪宁，刘卫东，刘永旺，刘建华，陈小锋，王恒，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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