【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油及天然气钻井工具，具体涉及为一种液力振荡保扭提速工具。
技术介绍
1、随着油气资源开采逐渐转向更深处的地层中，大斜度井、大位移井、长水平井等复杂结构井越来越多，在钻进过程中，钻机带动钻柱破碎岩石向地下钻进，钻出预定深度的井眼以形成获取石油或天然气的通道。常规钻井时，钻具组合与井壁之间处于静摩擦状态，无论是直井、定向井还是水平井，钻进过程中钻柱与井壁之间的摩阻都是影响钻速的重要因素，由钻具组合与井壁摩擦所造成的额外扭矩与摩阻导致机械钻速低，工具面控制困难，单趟钻进尺很少，对钻柱和钻头造成严重的磨损等问题。当累计摩阻力超过所施加钻压时，就会出现托压现象，迫使管柱发生正旋弯曲或螺纹屈曲。对于定向井和水平井而言，高摩阻还会形成弯曲井眼，从而造成钻机钻达最大深度的能力降低，甚至会影响到油井产量。特别在水平井钻井过程中，钻具在井眼曲率较大的井段，或在过长水平段会产生较大摩阻、托压现象，无法有效施加钻压。研究发现泥浆通过钻具时可造成泥浆压力大小周期性变化，从而使钻具承受周期性的轴向冲击力，引起钻具在钻进过程中产生振动，将钻具与井眼之间的静摩擦转换为动摩擦，降低摩擦力并改善钻压提高机械钻速。
2、目前国内外研发的振荡器多以涡轮轴和涡轮叶片为动力部件，通过周期性改变内部压力产生周期性振动，其部件多、结构复杂导致安装维护难度大；由于采用涡轮轴，导致长度尺寸较大，振动力随长度增加而衰减，并且存在易变形而加剧金属疲劳的可能。
技术实现思路
1、本专利技术为一种液力振荡保扭提速
2、振荡工具包括：壳体、活塞、第一芯轴、第二芯轴、第三芯轴、弹簧和花键轴；
3、所述壳体呈筒状且设有第一中心流道、第一流道和第二流道；所述活塞与壳体螺纹连接，活塞两侧开有第一节流孔、第二节流孔和第三流道、第四流道；活塞上表面与壳体内表面间形成上腔；所述第一芯轴与活塞螺纹连接且设有第二中心流道，第二中心流道与第一中心流道常通；第一芯轴下表面与壳体内表面形成下腔；
4、所述第二芯轴与第一芯轴螺纹连接且设有第三中心流道，第三中心流道与第二中心流道常通；第二芯轴上有第一端口和第二端口且与第三中心流道常通；所述第三芯轴与第二芯轴螺纹连接；所述弹簧位于第三芯轴外表面与壳体内表面间形成的环形空间中，壳体上设有上体弹簧止动器和下体弹簧止动器限制弹簧的轴向位移；所述花键轴与第三芯轴螺纹连接且与壳体上的键槽配合，从而实现轴向移动；
5、当钻井液由第一中心流道流入上腔时，经过活塞处的第一节流孔和第二节流孔进入第二中心流道，同时进入上腔的钻井液使其充压并作用在活塞的上表面；活塞带动第一芯轴、第二芯轴、第三芯轴和花键轴沿轴线向下移动至极限位置，弹簧受压并位于第二芯轴与下体弹簧止动器之间，第一流道与第三流道接通，第二流道与第四流道接通；
6、当钻井液由第一流道和第二流道进入下腔时，使其充压并作用在第一芯轴下表面，
7、驱动第一芯轴带动活塞、第二芯轴、第三芯轴和花键轴沿轴线向上移动至极限位置；此时钻井液由第二芯轴上的第一端口、第二端口流出，随后流入第三中心流道使下腔泄压，弹簧回弹至壳体上的上体弹簧止动器和下体弹簧止动器之间。
8、进一步地，所述壳体上有第一流道和第二流道，其中流道总数量为4～8个，自上而下轴线延伸并沿周向均匀分布。
9、进一步地，所述活塞上有第三流道和第四流道，其中流道总数量为4～8个沿周向均匀分布，第一流道与第三流道，第二流道与第四流道间接接通，使钻井液由上腔可以顺利流入下腔。
10、进一步地，所述第二芯轴上开有第一端口和第二端口，与第三中心流道流体耦合用来泄压，端口周向均匀分布且总数量为4～8个，经第一流道流入下腔的钻井液由第一端口流出，经第二流道流入下腔的钻井液由第二端口流出。
11、进一步地，所述活塞与壳体之间、所述第一芯轴与壳体之间、所述第二芯轴与壳体之间均设有密封装置。
12、进一步地，所述花键轴外表面设有螺旋外花键，并与壳体内表面上的螺旋键槽滑动连接。
13、进一步地，壳体、第一芯轴、第二芯轴、第三芯轴均为以轴线为回转轴线的回转体。
14、本专利技术的有益效果是，结构简单，使用方便，仅依靠液力振荡即可实现周期性振动，从而达到降低钻柱与井眼之间的摩擦，且与配置直花键的工具相比，配置螺旋花键的工具既可增加周期性向下和扭转的冲程力，又可以解决钻进产生较大反扭距时，破坏钻井工具和顶驱设备的情况。
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1.一种液力振荡保扭提速工具，其特征在于：振荡工具包括：壳体(1)、活塞(2)、第一芯轴(4)、第二芯轴(6)、第三芯轴(7)、弹簧(8)和花键轴(9)；所述壳体(1)呈筒状且设有第一中心流道(101)、第一流道(11)和第二流道(12)；所述活塞(2)与壳体(1)螺纹连接，活塞(2)两侧开有第一节流孔(21)、第二节流孔(22)和第三流道(23)、第四流道(24)；活塞(2)上表面与壳体(1)内表面间形成上腔(3)；所述第一芯轴(4)与活塞(2)螺纹连接且设有第二中心流道(102)，第二中心流道(102)与第一中心流道(101)常通；第一芯轴(4)下表面与壳体(1)内表面形成下腔(5)；所述第二芯轴(6)与第一芯轴(4)螺纹连接且设有第三中心流道(103)，第三中心流道(103)与第二中心流道(102)常通；第二芯轴(6)上有第一端口(61)和第二端口(62)且与第三中心流道(103)常通；所述第三芯轴(7)与第二芯轴(6)螺纹连接；所述弹簧(8)位于第三芯轴(7)外表面与壳体(1)内表面间形成的环形空间中，壳体(1)上设有上体弹簧止动器(13)和下体弹簧止动器(14)限制弹簧
2.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：所述壳体(1)上有第一流道(11)和第二流道(12)，其中流道总数量为4～8个，自上而下沿轴线延伸沿周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：所述活塞(2)上有第三流道(23)和第四流道(24)，其中流道总数量为4～8个并沿周向均匀分布，第一流道(11)与第三流道(23)，第二流道(12)与第四流道(24)间接接通。
4.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：所述第二芯轴(6)上开有第一端口(61)和第二端口(62)与第三中心流道(103)流体耦合用来泄压，端口周向均匀分布且总数量为4～8个，经第一流道(11)流入下腔(5)的钻井液由第一端口(61)流出，经第二流道(12)流入下腔(5)的钻井液由第二端口Ⅱ(62)流出。
5.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：所述活塞(2)与壳体(1)之间、所述第一芯轴(4)与壳体(1)之间、所述第二芯轴(6)与壳体(1)之间均设有密封装置。
6.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：所述花键轴(9)外表面设有螺旋外花键，并与壳体(1)内表面上的螺旋键槽(15)滑动连接。
7.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：壳体(1)、第一芯轴(4)、第二芯轴(6)和第三芯轴(7)均为以轴线为回转轴线的回转体。
...【技术特征摘要】
1.一种液力振荡保扭提速工具，其特征在于：振荡工具包括：壳体(1)、活塞(2)、第一芯轴(4)、第二芯轴(6)、第三芯轴(7)、弹簧(8)和花键轴(9)；所述壳体(1)呈筒状且设有第一中心流道(101)、第一流道(11)和第二流道(12)；所述活塞(2)与壳体(1)螺纹连接，活塞(2)两侧开有第一节流孔(21)、第二节流孔(22)和第三流道(23)、第四流道(24)；活塞(2)上表面与壳体(1)内表面间形成上腔(3)；所述第一芯轴(4)与活塞(2)螺纹连接且设有第二中心流道(102)，第二中心流道(102)与第一中心流道(101)常通；第一芯轴(4)下表面与壳体(1)内表面形成下腔(5)；所述第二芯轴(6)与第一芯轴(4)螺纹连接且设有第三中心流道(103)，第三中心流道(103)与第二中心流道(102)常通；第二芯轴(6)上有第一端口(61)和第二端口(62)且与第三中心流道(103)常通；所述第三芯轴(7)与第二芯轴(6)螺纹连接；所述弹簧(8)位于第三芯轴(7)外表面与壳体(1)内表面间形成的环形空间中，壳体(1)上设有上体弹簧止动器(13)和下体弹簧止动器(14)限制弹簧(8)的轴向位移；所述花键轴(9)与第三芯轴(7)螺纹连接且与壳体(1)上的螺旋键槽(15)滑动连接，从而实现轴向移动；
2.根据权利要求1所述的液力振荡保扭提速工具，其特征在于：所述壳体(1...
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