一种随钻可变刚度液压减振器制造技术

本发明专利技术属于石油钻井装备技术领域，具体涉及一种随钻可变刚度液压减振器，包括芯轴、扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、冲管、单向阀、单向阀固定装置、压紧螺母、下密封总成和下接头；扶正器套装在芯轴上，花键套筒与芯轴采用花键连接，扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、下密封总成和下接头依次螺纹连接，芯轴与冲管螺纹连接；单向阀通过单向阀固定装置安装在冲管的隔离密封环上，并由压紧螺母锁紧固定，液压缸上开有导流孔。与传统减振器相比，能够在钻井过程中通过调整钻压改变减振器刚度，从而保护钻头、钻具和井下测量电子部件的完整性，适用于致密砾岩、火成岩和致密泥页岩等容易发生钻柱振动、甚至是跳钻的地层。甚至是跳钻的地层。甚至是跳钻的地层。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻可变刚度液压减振器


[0001]本专利技术属于石油钻井装备
，具体涉及一种随钻可变刚度液压减振器。

技术介绍

[0002]在现代油气井钻井工程中，钻柱会产生强烈的纵向、扭转、横向三维振动。钻柱的三维振动通常会造成两个方面的结果，一方面会对井底岩石产生有规律的冲击载荷、提高钻头的破岩效率，但是，另一方面，更多的是会因其钻柱的振动，造成钻具的损坏甚至会造成钻头的崩齿、钻具断裂等突发性事故。同时，钻柱的振动对于钻柱上的随钻测井、随钻测量等电子部件的影响更为严重，会大大降低这些部件的使用寿命。
[0003]在钻柱上加装减振器可有效避免钻柱的大幅振动，保护钻头、钻具和随钻井下测量电子部件的完整性，提高其工作寿命。随着油气钻井工程向深水、深地迈进步伐的不断加快，将要钻遇的复杂岩层必定会不断增加。针对砾岩、致密泥页岩和火成岩等容易引发钻柱振动、甚至是跳钻的地层，必须使用钻柱减振工具避免井下事故的发生。现有的减振器其刚度基本为恒定值，但是，由于不同岩性地层、不同地层倾角、不同井底钻具组合、不同井眼尺寸、不同井深，对于钻柱振动的影响规律是不同的。因此，有必要针对上述问题进行一些改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的缺陷，提供了一种随钻可变刚度液压减振器，以在不同情况下都能对钻柱进行有效的减振，降低生产成本。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种随钻可变刚度液压减振器，所述随钻可变刚度液压减振器包括芯轴、扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、冲管、单向阀、单向阀固定装置、压紧螺母、下密封总成和下接头；所述扶正器套装在芯轴上，保证芯轴能上下移动，所述花键套筒与芯轴采用花键连接，实现周向固定，扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、下密封总成和下接头依次螺纹连接，所述芯轴与冲管螺纹连接；所述单向阀通过单向阀固定装置安装在冲管的隔离密封环上，并由压紧螺母锁紧固定，所述液压缸上开有导流孔。
[0006]进一步地，所述隔离密封环将液压缸腔体分成两个腔体。
[0007]进一步地，冲管、单向阀、单向阀固定装置、压紧螺母组成了冲管总成。钻井液由芯轴流入，通过冲管后从下接头流出，进入下一级钻柱或钻头，扶正器保证芯轴在工作过程中不发生偏心，芯轴上设有花键，与花键套筒相配合，从而对减振器进行周向定位。
[0008]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种随钻可变刚度液压减振器，以在不同情况下都能对钻柱进行有效的减振，降低生产成本。与现有技术相比其主要优点如下：（1）、采用液压减振的方法，有效解决了钻柱在工作过程中产生强烈纵向、扭转、横向三维振动的问题，保护了钻具、钻头及随钻电子装置；（2）、实现了减振器刚度的可变可调，能够适应多种工作情况，降低了生产成本；（3）、通过液压缸上导流孔和冲管上隔离密封环及单向阀的组合，实现了对减振器
刚度变化的随钻控制，在工作过程中工况变化的情况能对其刚度进行及时的调整，提高了钻井效率。
附图说明
[0009]图1是实施例一的结构示意图；图2是实施例一中A的局部放大图；图3是实施例一中B的局部放大图；图4是实施例一中C的局部放大图；图5是实施例一中D的局部放大图。
实施方式实施例
[0010]参照各图，一种随钻可变刚度液压减振器，所述随钻可变刚度液压减振器包括芯轴1、扶正器2、花键套筒3、上密封总成4、液压缸5、冲管6、单向阀7、单向阀固定装置8、压紧螺母9、下密封总成11和下接头12；所述扶正器套装在芯轴上，保证芯轴能上下移动，所述花键套筒与芯轴采用花键连接，实现周向固定，扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、下密封总成和下接头依次螺纹连接，所述芯轴与冲管螺纹连接；所述单向阀通过单向阀固定装置安装在冲管的隔离密封环上，并由压紧螺母锁紧固定，隔离密封环将液压缸腔体分成两个腔体，所述液压缸上开有导流孔10。
[0011]冲管上的隔离密封环和液压缸上的导流孔在轴向上设有间距；在钻柱正常钻进时导流孔完全位于液腔下半部分，隔离密封环上的单流球阀关闭，此时减振器只有下半部分腔体起到减振作用，由于此时减振液体介质体积最小所以减振器刚度也最大。在需要将减振器刚度调小时，可以加大钻压，使得减振器外筒部分上行，此时液压缸下半部分腔体中的减振液体受压体积变小，当导流孔上口随外筒上升到隔离密封环上端之上时，液压缸上下两部分腔体实现连通，高压液体从下半部分腔体通过导流孔流向上半部分腔体，此时减振器液缸内全部液体参与减振作用，实现减振器刚度的降低。当需要调整减振器刚度重新变大时，就要减小钻压，让减振器外筒部分复位，高压液体介质通过导流孔和隔离密封环上的单流球阀重新平衡分配到两部分腔体中；实现对井下钻井减振器刚度的随钻控制。当井下振动载荷过大时，也会导致下部钻具的激烈纵向振动，动载荷同样会推动减振器外筒上行，当振幅足够大时也会导致液压缸内的导流孔联通上下两个液压腔体，最终降低减振器的刚度；这是在井下复杂振动环境中井下减振器刚度的主动调节。
[0012]冲管与液压缸之间密封良好，正常工作时，单向阀关闭，液压缸腔体下半部分单独工作，起到减振作用。加大钻压使单向阀流通后，两部分液压缸腔体合并共同工作，起到减振作用并改变刚度。与传统减振器相比，能够在钻井过程中通过调整钻压改变减振器刚度，从而保护钻头、钻具和井下测量电子部件的完整性，适用于致密砾岩、火成岩和致密泥页岩等容易发生钻柱振动、甚至是跳钻的地层。
[0013]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其
专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻可变刚度液压减振器，其特征在于：所述随钻可变刚度液压减振器包括芯轴、扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、冲管、单向阀、单向阀固定装置、压紧螺母、下密封总成和下接头；所述扶正器套装在芯轴上，所述花键套筒与芯轴采用花键连接，扶正器、花键套筒、上密封总成、液压缸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周英操，王旭，冯瑞阁，李玮，李卓伦，焦圣杰，刘一航，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：