【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及振动器，更具体地说，涉及一种基于疲劳预测的井下水力振动器。
技术介绍
1、相对于一般的井身结构，水平井和大位移井等的显著特征是具有很大的摩阻扭矩，由于井斜角大、稳斜段长等特点，大斜段管柱自重的绝大部分会压向井壁，增加了管柱下行阻力，所以会在管柱与井眼之间产生很大的摩擦力。
2、因此，当管柱下入井时，入井的长度越长，所要克服的管柱与井眼的摩擦力就越大，而摩擦力的存在，使传递到钻头上的有效钻压大大减小，降低了钻速，极大地限制了管柱的下入，同时也会造成管柱磨损。
3、此外，井下钻具组合受交变应力的影响会发生不同的振动，进而产生疲劳破损，因此，在钻井作业中，对钻具的振动疲劳进行预测分析以及通过技术手段来提高钻进过程中钻压传递的有效性和减少底部钻具与井眼之间的摩擦是非常有必要的。
4、为此，我们提出一种基于疲劳预测的井下水力振动器。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于解决现有实际问题，相比现有技术提供一种基于疲劳预测的井下水力振动器。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于疲劳预测的井下水力振动器，包括上接头、下接头以及连接于两者之间的振动套管，所述振动套管内部设有两组振动结构，所述振动套管顶部嵌设安装有分流板，所述下接头的内部安装有振动检测组件；
3、所述振动结构包括上下分布的振动组件和聚流筒，所述振动组件包括振动塞、振动盘、导柱、活塞以及复位弹簧，活塞固定于导柱底端，所述复位弹簧套设于导柱外部，所
4、所述振动套管内壁上下方向均开设有位于振动盘下方的泄流沟槽，泄流沟槽包括开设于振动套管内部且位于聚流筒顶部上方的排流扩张槽，所述排流扩张槽四周端壁开设有多个朝下设置且与活塞腔内部相连通的下排溜槽，所述活塞腔底部环形开设有多个用于连通下排溜槽的连通腔；
5、所述振动检测组件包括固定安装于下接头上端部的检测筒以及活动安装于检测筒内的振动头，所述检测筒顶部通过振动弹簧安装振动传感器。
6、进一步的，上下两个所述振动塞分别划分为振动塞一和振动塞二，其中，振动塞一固定安装于分流板轴心部位，振动塞二通过固定套固定安装于上方的聚流筒的下端。
7、进一步的，所述分流板上开设有多个分流孔，振动盘端壁上开设有多个上下贯穿的节流孔，节流孔的孔径小于分流孔的孔径大小。
8、进一步的，所述聚流筒的顶端固定安装有与振动套管内径大小一致且邻接排流扩张槽底部的缓冲盘，复位弹簧贯穿缓冲盘并固定于聚流筒的顶端。
9、进一步的，所述排流扩张槽为沿振动套管内壁向外扩展的环形结构，排流扩张槽的高度大于振动盘的厚度。
10、进一步的，每个所述连通腔的底部开设有排流孔，排流孔的孔径小于节流孔的孔径大小。
11、进一步的，所述振动头下端贯穿检测筒底端并与安装在下接头内部的钻具端头相固定连接。
12、进一步的，所述检测筒内部沿竖直方向分布有多个感应电极环，所述振动头的顶端两侧均滑动安装有与感应电极环相适配的感应振动棒。
13、相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
14、本方案是在振动套管内设置上下两组振动结构，并配合振动套管内所开设的泄流沟槽，在工作时，向下排出的流体促使振动盘向下运动，直至运动至泄流沟槽，流体在该处得到泄压，大量流体快速通过泄流沟槽涌入活塞腔内，并推动导柱向上运动，而排流扩张槽上方的流体大量释放后，振动盘在导柱向上推动以及复位弹簧弹性复位作用下，向上释放对振动塞一进行冲击产生一次振动，释放的流体向下排出，为下方的振动结构进行聚流增压，如此实现上下两个振动结构达到连续振动效果；
15、本方案在下接头处增设振动检测组件，通过传感结构实时监测钻具的工作状态，下接头底部的钻具振动时，会带动振动头上下运动，振动头通过振动弹簧将振动力传递至振动传感器，振动传感器检测到轴向振动信息，而在振动头上下运动过程中，侧部的感应振动棒水平运动，冲击到检测筒内端壁上的感应电极环，与不同高度位置的感应电极环发生接触分离，输出电信号，得到横向振动信息，预测钻具的疲劳程度，并基于预测结果自动调节振动频率和振幅，减少钻具与井壁之间的摩擦力，降低钻井过程中的能耗和磨损。
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1.一种基于疲劳预测的井下水力振动器，包括上接头（1）、下接头（2）以及连接于两者之间的振动套管（3），其特征在于：所述振动套管（3）内部设有两组振动结构，振动套管（3）顶部嵌设安装有分流板（4），所述下接头（2）内部安装有振动检测组件；
2.根据权利要求1所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：上下两个所述振动塞（5）分别划分为振动塞一（51）和振动塞二（52），其中，振动塞一（51）固定安装于分流板（4）轴心部位，振动塞二（52）通过固定套（6）固定安装于上方的聚流筒（10）的下端。
3.根据权利要求1所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：所述分流板（4）上开设有多个分流孔（401），所述振动盘（7）端壁上开设有多个上下贯穿的节流孔（701），所述节流孔（701）的孔径小于分流孔（401）的孔径大小。
4.根据权利要求1所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：所述聚流筒（10）的顶端固定安装有与振动套管（3）内径大小一致且邻接排流扩张槽（301）底部的缓冲盘（11），所述复位弹簧（9）贯穿缓冲盘（11）
5.根据权利要求4所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：所述排流扩张槽（301）为朝振动套管（3）内壁向外扩展的环形结构，所述排流扩张槽（301）的高度大于振动盘（7）的厚度。
6.根据权利要求3所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：每个所述连通腔（103）的底部开设有排流孔（104），排流孔（104）的孔径小于节流孔（701）的孔径大小。
...【技术特征摘要】
1.一种基于疲劳预测的井下水力振动器，包括上接头（1）、下接头（2）以及连接于两者之间的振动套管（3），其特征在于：所述振动套管（3）内部设有两组振动结构，振动套管（3）顶部嵌设安装有分流板（4），所述下接头（2）内部安装有振动检测组件；
2.根据权利要求1所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：上下两个所述振动塞（5）分别划分为振动塞一（51）和振动塞二（52），其中，振动塞一（51）固定安装于分流板（4）轴心部位，振动塞二（52）通过固定套（6）固定安装于上方的聚流筒（10）的下端。
3.根据权利要求1所述的一种基于疲劳预测的井下水力振动器，其特征在于：所述分流板（4）上开设有多个分流孔（401），所述振动盘（7）端壁上开设有多个上下贯穿的节流孔（701），所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高德利，张伟国，黄文君，
申请(专利权)人：胜利油田万和石油工程技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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