水力振荡器
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理赫姆霍尔兹水力振荡器是一种基于水力原理的振荡器,主要用于产生稳定的机械振动。
它由两个相互连接的垂直管道组成,其中一个管道称为“上升管”,另一个管道称为“下降管”。
这两个管道的直径和长度可以根据需要进行调整。
工作原理:1. 水的流动:当水从上升管的底部进入振荡器时,由于重力的作用,水会向下降管流动。
同时,水的流动速度会逐渐增加,直到达到下降管的底部。
2. 压力变化:当水流经下降管底部时,由于管道的形状和水流的速度变化,会产生压力变化。
在下降管底部的狭窄部份,水流速度加快,压力降低;而在下降管底部的扩张部份,水流速度减慢,压力增加。
3. 振荡现象:由于上述压力变化,水流会不断在上升管和下降管之间来回振荡。
当水流速度增加到一定程度时,压力变化会引起水柱的振动,产生机械振动波。
这种振动波会传递到整个水力振荡器中,形成稳定的振动。
应用领域:1. 测量:赫姆霍尔兹水力振荡器可以用于测量流体的流速、流量和压力等参数。
通过测量振荡频率和振幅的变化,可以得到相应的流体参数。
2. 振动控制:赫姆霍尔兹水力振荡器可以用于控制机械系统的振动。
通过调整振荡器的结构参数和水流条件,可以实现不同频率和振幅的机械振动。
3. 能量转换:赫姆霍尔兹水力振荡器还可以将水流的动能转换为机械能。
通过连接振荡器和发机电,可以将水流的能量转化为电能,实现水力发电。
优点:1. 稳定性:赫姆霍尔兹水力振荡器产生的振动频率和振幅相对稳定,不易受外界干扰影响。
2. 简单可靠:振荡器结构简单,没有复杂的机械部件,易于创造和维护。
3. 节能环保:赫姆霍尔兹水力振荡器利用水流的动能进行振动转换,无需外部能源输入,具有节能环保的特点。
总结:赫姆霍尔兹水力振荡器是一种基于水力原理的振荡器,通过水流的流动和压力变化产生稳定的机械振动。
它广泛应用于测量、振动控制和能量转换等领域。
具有稳定性、简单可靠和节能环保等优点。
未来,随着技术的不断发展,赫姆霍尔兹水力振荡器有望在更多领域发挥重要作用。
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理赫姆霍尔兹水力振荡器是一种基于水力原理的振荡器,可用于控制流体的流动和压力。
它的工作原理基于两个相互作用的水柱之间的相互作用力。
1. 水柱的相互作用力赫姆霍尔兹水力振荡器通常由两个垂直安装的水柱组成,分别称为主柱和从柱。
当主柱中的水流动时,它会通过一个窄缝进入从柱中。
这个窄缝的宽度可以调节,以控制水的流动速度。
当水从主柱流入从柱时,由于窄缝的存在,水流速度会减慢,从而增加了从柱内的压力。
这个增加的压力会推动水返回主柱,形成一个闭环的流动系统。
2. 水柱的共振赫姆霍尔兹水力振荡器的关键在于主柱和从柱之间的共振现象。
当水流速度适当时,主柱和从柱之间的水柱会产生共振振动,即两个水柱之间的压力会周期性地增加和减小。
这种共振现象是由于水柱的质量和弹性特性所产生的。
当水流速度适当时,水柱的质量和弹性会与流动的水产生共振,从而形成周期性的振动。
3. 振荡器的应用赫姆霍尔兹水力振荡器的振荡频率可以通过调节水流速度和窄缝宽度来控制。
这使得它在一些特定的应用中非常有用。
例如,在水处理系统中,赫姆霍尔兹水力振荡器可以用来控制水的流动和压力,从而实现水的混合和搅拌。
它可以用于搅拌和混合化学品、溶解气体,以及均匀分布添加剂等。
此外,赫姆霍尔兹水力振荡器还可以用于声学和音乐领域。
通过调节水流速度和窄缝宽度,可以控制振荡器的频率和音调,实现水的音乐演奏和声音效果。
4. 工作原理总结赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理基于水柱之间的相互作用力和共振现象。
通过调节水流速度和窄缝宽度,可以控制振荡器的频率和振幅,实现对流体流动和压力的控制。
赫姆霍尔兹水力振荡器在水处理、声学和音乐等领域有着广泛的应用。
它不仅可以实现水的混合和搅拌,还可以产生独特的音乐效果。
通过进一步研究和改进,赫姆霍尔兹水力振荡器有望在更多领域发挥重要作用。
水力振荡器使用说明书

水力振荡器使用说明书1.1.结构及结构及结构及其工作原理简其工作原理简其工作原理简介介水力振荡器主要由三部分机械组成部分:(1)振荡短节;(2)动力部分;(3)阀门和轴承系统。
水力振荡器通过自身产生的纵向振动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阻,这就意味着水力振荡器可以在各种钻进模式中,特别是在使用动力钻具的定向钻进中改善钻压的传递,减少钻具组合粘卡的可能性,减少扭转振动。
随着大位移井数量的增加和水平位移的不断延伸,其钻进模式面临着更大的挑战,NOV 公司的水力振荡器通过简单有效的方式解决这个难题,提出了一个独特而又有效的途径。
平稳的钻压传递,甚至在方位角变化很大的复杂地层中,提高对钻头工具面的调整能力,以使钻达更远的目的层;在钻进中不需过多的工作来调整工具面,保持工具面的稳定,提高机械钻速。
2. 钻井中操作程序钻井中操作程序 2.1 地面地面功能功能功能测试测试测试 (1)在钻台组合工具时, 不可在水力振荡器动力部分施加外力, 包括坐卡瓦,安全卡瓦,上/卸扣等。
(2)在由单根连接而成的刚性钻具组合中, 水力振荡器安放位置视具体情况而定。
(3)振荡短节直接接在振荡器 之上。
(4)在地面进行功能测试, 振荡短节振荡频率与流量成正比, 在地面测试中, 其产生的振动或许会使整个钻具发生强烈的振动, 为安全起见, 尽可能使用较低的排量, 尽量降低其振荡频率。
在地面测试中以能观察到振荡短节的蠕动即止, 蠕动范围在3~10mm 之间。
(5)如果工具之下的钻具组合相对较轻, 必须达到一定的排量才能驱动工具工作。
低温环境中的测试:如果环境温度低于-10 ℃,就不能在地面进行功能测试, 否则会对定子的橡胶造成永久的损害。
超高温井下工具的测试:在高温环境中使用,工具的橡胶中需添加特殊的材料,确保工具在超高温的环境中正常运行。
所以工具在低温环境中,定子的橡胶没有膨胀, 但在高温测试中通过工具的压降要高些。
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理赫姆霍尔兹水力振荡器(Helmholtz Hydraulic Oscillator)是一种利用水力原理产生振荡的装置。
它由赫姆霍尔兹共振器和水力系统两部分组成。
赫姆霍尔兹共振器由两个相互连接的容器组成,每个容器都有一个小孔,用于与水力系统相连。
水力系统由供水管道、调节阀和排水管道组成。
工作原理如下:1. 初始状态:赫姆霍尔兹共振器中的两个容器内都装满了水,水位保持平衡,调节阀关闭,水流不流动。
2. 水流注入:当打开供水管道时,水开始从供水管道流入其中一个容器。
由于水的流动,水位开始上升,并通过小孔进入另一个容器。
3. 水位差形成:由于两个容器的体积不同,水位在两个容器之间形成高低差。
当水位差达到一定程度时,水开始从较高的容器流向较低的容器,形成一个周期性的振荡。
4. 水位交替变化:随着水流的不断注入和流出,水位在两个容器之间不断交替变化。
当水位差减小到一定程度时,水流停止,水位保持平衡。
5. 调节阀控制:通过调节阀的开启程度,可以控制水流的速度和振荡的频率。
调节阀的开启程度越大,水流速度越快,振荡频率越高。
赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理基于流体力学和共振现象。
当水流通过小孔时,会受到阻力和压力的影响,导致水流速度的变化。
当水流速度达到一定值时,水流会形成涡旋,产生共振效应,从而引起水位的周期性变化。
赫姆霍尔兹水力振荡器具有以下特点:1. 简单可靠:由于结构简单,没有机械部件,因此不易损坏,具有较高的可靠性。
2. 节能环保:利用水力原理产生振荡,无需外部能源,节能环保。
3. 频率可调:通过调节阀的开启程度,可以控制振荡的频率,适应不同的应用需求。
4. 应用广泛:赫姆霍尔兹水力振荡器在工业生产、实验室研究、航空航天等领域有着广泛的应用,如流量测量、振动测试等。
总结:赫姆霍尔兹水力振荡器是一种利用水力原理产生振荡的装置。
它通过水流的注入和流出,形成周期性的振荡,实现了水位的交替变化。
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理
赫姆霍尔兹水力振荡器是一种利用流体的力学特性产生振荡的装置。
它由两个相互连接的容器组成,每一个容器都有一个小孔与另一个容器相连。
当流体从一个容器流入另一个容器时,会产生压力变化,从而引起流体的振荡。
赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 初始状态:两个容器中的流体处于静止状态,压力相等。
2. 流体流入:当一个容器中的流体开始流入另一个容器时,流体流经小孔时会产生速度增加,从而导致压力降低。
3. 压力差:由于流体速度的增加,流体在小孔处的压力低于容器内的压力,产生一个压力差。
4. 流体振荡:压力差使得流体开始从另一个容器中流入,流体流入后,压力差的方向发生改变,使得流体再次开始从原来的容器中流入。
5. 振荡持续:这种流体的来回流动导致了振荡的产生,振荡的频率取决于容器的几何形状和小孔的尺寸。
赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理可以通过以下公式来描述:
f = 1 / (2π√(LC))
其中,f是振荡的频率,L是容器的长度,C是容器的容积。
这个公式表明,振荡的频率与容器的几何形状和尺寸有关。
赫姆霍尔兹水力振荡器的应用非常广泛。
它可以用于测量流体的流速、流量和压力等参数。
此外,它还可以用于产生声音和振动,用于科学研究、音乐演奏和艺术创作等领域。
总结起来,赫姆霍尔兹水力振荡器是一种利用流体的力学特性产生振荡的装置。
它的工作原理是通过流体的流动和压力变化来实现的。
赫姆霍尔兹水力振荡器在测量和控制领域有着广泛的应用,同时也可以用于产生声音和振动。
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理赫姆霍尔兹水力振荡器是一种常用的流体力学装置,广泛应用于工程领域。
它的工作原理是通过利用流体在管道中的流动产生的压力波动,从而实现流体的振荡。
赫姆霍尔兹水力振荡器主要由一个喉管和两个容积腔组成。
当流体通过喉管时,由于流速的变化,会引起压力的变化。
而容积腔的存在,使得流体在喉管两侧形成了一个闭合的系统。
当流体通过喉管时,压力的变化会引起容积腔内流体的振荡,而容积腔的振荡又会反过来影响喉管内的流体流动。
这种相互作用导致了赫姆霍尔兹水力振荡器的工作。
具体来说,赫姆霍尔兹水力振荡器的工作可以分为两个阶段:吸入阶段和排出阶段。
在吸入阶段,当流体通过喉管时,由于喉管的几何形状和流体的流速变化,会导致流体在喉管内形成局部的低压区域。
这个低压区域会引起容积腔内的流体向喉管移动,从而使得容积腔内的压力降低,形成负压。
当负压达到一定程度时,喉管内的流体就会开始向容积腔移动,进入排出阶段。
在排出阶段,当流体进入容积腔后,容积腔内的流体会继续向前移动,直到达到喉管的另一侧。
此时,喉管内的流体会受到容积腔内流体的挤压,形成局部的高压区域。
这个高压区域会引起容积腔内的流体向喉管移动,从而使得容积腔内的压力升高,形成正压。
当正压达到一定程度时,喉管内的流体就会开始向容积腔移动,进入吸入阶段。
通过不断地交替进行吸入阶段和排出阶段,赫姆霍尔兹水力振荡器可以实现流体的振荡。
这种振荡可以用来实现一些特定的工程需求,例如流量的调节、能量的转换等。
需要注意的是,赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理是基于流体力学的原理,因此在实际应用中需要考虑流体的性质、喉管和容积腔的几何形状以及流体的流速等因素对振荡效果的影响。
同时,为了保证振荡的稳定性和可靠性,还需要对振荡器的结构和材料进行合理设计和选择。
总结起来,赫姆霍尔兹水力振荡器是一种利用流体在管道中的流动产生的压力波动来实现流体振荡的装置。
它的工作原理是通过喉管和容积腔之间的相互作用,使得流体在喉管内形成压力的周期性变化,从而实现流体的振荡。
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理赫姆霍尔兹水力振荡器是一种基于水力原理的振荡器,常用于测量流体流速和流量。
它是由德国物理学家赫尔曼·冯·赫姆霍尔兹于19世纪中叶发明的。
赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理基于两个主要部份:水流和振荡器。
1. 水流部份:水流通过振荡器的管道。
在管道中,水流被分成两个或者多个分支,每一个分支都有一个独立的出口。
这些出口被设计成喷嘴状,使水流以高速喷射出来。
2. 振荡器部份:振荡器由一个中央管道和多个侧管道组成。
中央管道连接到水流部份的出口,而侧管道则与中央管道呈一定的角度连接。
侧管道的长度和角度可以根据需要进行调整。
当水流通过振荡器时,由于喷嘴状的出口,水流会形成一系列的射流。
这些射流在振荡器的侧管道中相互交叉,并产生涡旋。
涡旋的形成导致了水流的振荡。
振荡的频率取决于多个因素,包括水流速度、出口和侧管道的几何形状以及振荡器的尺寸。
通常情况下,振荡的频率与水流速度成正比。
赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理可以通过以下步骤来解释:1. 水流进入振荡器的管道。
2. 水流被分成多个射流,并在侧管道中形成涡旋。
3. 涡旋的形成导致水流的振荡。
4. 振荡的频率与水流速度成正比。
5. 通过测量振荡的频率,可以计算出水流的流速和流量。
赫姆霍尔兹水力振荡器的工作原理可以应用于多个领域:1. 流量测量:通过测量振荡的频率,可以准确地计算出水流的流量。
这在工业生产和水资源管理中非常重要。
2. 流速测量:根据振荡的频率,可以确定水流的速度。
这对于研究河流、水管和水泵等水动力学问题非常实用。
3. 流体力学研究:赫姆霍尔兹水力振荡器可以用于研究流体力学中的涡旋和振荡现象,对于理解流体流动的基本原理具有重要意义。
4. 控制系统:赫姆霍尔兹水力振荡器可以用作控制系统的一部份,通过测量振荡的频率来监测和调节流体流动。
总结起来,赫姆霍尔兹水力振荡器是一种基于水力原理的振荡器,通过水流的分支和涡旋形成,实现对流体流速和流量的测量。
赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理赫姆霍尔兹水力振荡器(Helmholtz hydraulic oscillator)是一种利用液体流动和共振效应产生振荡的装置。
它由一个封闭的容器、进口管和出口管组成,通过控制流体的流入和流出来实现振荡效果。
工作原理如下:1. 设计结构赫姆霍尔兹水力振荡器通常由一个圆柱形的封闭容器构成,容器内部有一个隔板将其分为两个部份,每一个部份都有一个入口和一个出口。
入口和出口管的直径和长度是根据设计需要来确定的。
2. 流体进入当流体从入口管进入容器时,它会分成两个流动方向,分别进入两个部份。
这两个流动方向可以是相同的或者相反的,取决于设计要求。
3. 液体流动当流体进入容器后,它会在两个部份之间来回流动。
这种流动是由于流体在容器的两个部份之间产生共振效应。
共振是指当一个物体的振动频率与另一个物体的固有频率相匹配时,会产生共振效应。
4. 共振效应在赫姆霍尔兹水力振荡器中,共振效应是由流体在两个部份之间的来回流动引起的。
当流体在一个部份中增加时,压力会增加,流体味流向另一个部份。
当流体到达另一个部份时,压力会减小,流体味返回到第一个部份。
这种来回流动会导致振荡效应。
5. 振荡频率赫姆霍尔兹水力振荡器的振荡频率取决于容器的几何形状和流体的性质。
通常情况下,振荡频率与容器的尺寸成反比,与流体的密度和粘度成正比。
通过调整容器的尺寸和流体的性质,可以实现不同频率的振荡效果。
6. 应用领域赫姆霍尔兹水力振荡器在工程领域有着广泛的应用。
它可以用于测量流体的流量、控制流体的压力和温度、产生声音和振动等。
此外,赫姆霍尔兹水力振荡器还可以用于科学研究和实验室实验,用于研究流体力学和共振现象。
总结:赫姆霍尔兹水力振荡器是一种利用液体流动和共振效应产生振荡的装置。
它通过控制流体的流入和流出来实现振荡效果。
其工作原理包括流体进入、液体流动、共振效应和振荡频率等。
赫姆霍尔兹水力振荡器在工程领域有着广泛的应用,可以用于测量、控制和实验研究等方面。
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2.1 工具结构
水力振荡器主要由动力短节 、盘阀总成和振荡短节组成,( 图1)动力短节是一个1∶2的容积 式钻井液马达,盘阀总成主要由 定阀和动阀构成,(图2)振荡短 节主要由反馈活塞、花键心轴和 碟簧等构成。
图1
图2
2.2.1 动力短节
当钻井液通过动力短节时便会驱动 转子旋转,动阀接在转子的底端,动阀 和与其配合的定阀称为盘阀总成。对于 动力短节没有严格的扭矩要求,其作用 就是驱动盘阀总成中的动阀运动,改变 过流面积,产生压力脉冲。
水力振荡器的技术原理
钻具轴向振荡首先可以通过静、动摩擦力转化减阻,而且通过改变摩擦力 的方向,当振荡发生时,管壁上某一点会在一定振幅内来回振荡,如果管柱的叠加 运动速度方向改变,则摩擦力的方向也改变,从而减小了管柱与井壁间的总摩擦力 。
水力脉冲轴向振荡钻井技术适用于所有钻进模式,应用轴向振荡钻井技术滑动 钻进,定向钻进的效率便得到了大幅提高,利用将静摩擦转化为动摩擦这一概念, 极大地减少了与托压、弯曲、工具面控制、卡滑和机械钻速偏低等有关的井下问题 。轴向振荡钻井技术不仅用于滑动钻进,而且也能够提高旋转钻进模式下的机械钻 速,原因是旋转模式的钻柱旋转仅仅能将“旋转”方向(周向)上的静摩擦改变为 动摩擦,轴向振荡钻具组合却能够将轴向方向上静摩擦改变为动摩擦,它比前者多 转化了一个“摩擦方向”上的静摩擦,因此,旋转模式下的机械钻速得到了提高。
2.2.2 盘阀部分
振荡盘阀总成的动阀底端面上有1个水 眼,其与位于下边的固定阀上的水眼形成1 对水眼组合,
固定阀上的水眼轴线与动阀轴线重叠 。转子在定子橡胶空间内往复摆动,带动 与转子连接的动阀在平面做来回运动,与 定阀的中心孔时而重合,时而分开,引起 过流面积的变化,从而产生压力脉冲。当 钻井液受到周期性的限制(绝对不能完全 阻断液流)时,就会产生沿钻柱上传的压 力脉冲,这些压力脉冲反馈作用到振荡短 节的活塞面上使花键心轴产生轴向振荡。
水力振荡器研制的背景及意义
实践表明,利用水力脉冲产生钻柱轴向振荡,可有效降低滑动钻进钻具 组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递,进行定向滑动钻进效果明显;还 可减小井下扭转,减轻横向振动并提高机械钻速。应用水力振荡器,定向钻 进效率能够得到大幅度提高,可以钻出更为平滑的井眼,而且单趟钻效率提 高很多。水力振荡器可应用于直井、螺杆钻具导向钻井、旋转导向钻井、大 位移井、页岩气储层钻井等,能够解决托压、卡滑和钻头对工具面控制力差 等问题。目前,国外水力振荡减阻工具已经非常成熟,已经成为国外最常用 的钻井减阻工具,在美国EagleFord页岩气开发中,数口井应用了水力振荡 减阻工具,取得了良好的效果。水力振荡减阻工具在国内苏里格区块、川西 地区的应用中均能有效提高机械钻速。
在提高机械钻速的同时,减少起钻换钻头的次数和压差卡钻 的机会,还有助于延伸大位移靶区。
3.4 水力振荡器的技术优势
➢与MWD/LWD兼容
水力振荡器产生的振动是温和的振动,不会损坏MWD/LWD工具或 干扰信号传递 减少横向振动和扭矩波动 位于MWD/LWD上部或下部皆可 对钻头或管串无冲击力
3.5 水力振荡器的技术优势
第一部分
水力振荡器的技术原理
水力振荡器的技术原理
水力脉冲轴向振荡钻井技术是将钻井液产生压力脉冲的液压能转化为 机械能,通过钻柱的轴向振荡来减小钻柱与井眼之间的静摩擦力,从而改 善钻压传递,钻井液的一系列压力脉冲由水力振荡器的盘阀总成部分产生 。
水力脉冲轴向振荡钻井技术能够减阻的原因主要有2点:①在利用钻 井液马达进行定向滑动钻进时,需要克服钻具组合与井壁间静摩擦阻力, 静摩擦力通常远高于动摩擦力,利用振动可以使滑动钻进或连续管作业时 的静摩擦因数减小到动摩擦因数大小,这样可以大大减小管柱与井壁间摩 擦阻力;②井下管柱送钻下入时的平均速度与管柱振荡时产生的运动叠加 ,根据库伦摩擦力定律管柱与井壁间的总摩擦力大幅度下降。
振荡动盘阀 固定盘阀
2.2.2 盘阀部分
p:随着盘阀过流面积的变化压降的变化 t :时间
1、盘阀移动到一个尽头 压降从最小到峰值
2、盘阀移动到中心过流面积 3、盘阀移动到另一个 最大处,压降从峰值到最小 尽头压降从最小到峰值
2.2.3 震荡短节
水力振荡器工作时,水力脉冲转化为机械能,轴向上、下振荡通过振 荡短节来实现。振荡短节连接在动力短节及盘阀总成上部,轴向振荡通过 内部的碟形弹簧吸收及释放冲击能量来实现。振荡短节将水力脉冲能量转 换为轴向振动形式的机械能,当每个脉冲通过振荡短节后,其恢复到原来 的状态。每次脉冲会产生3~9mm振幅和一定的轴向力,足以将静摩擦转 化为动摩擦。因为产生的轴向力和轴向移动距离都不大,水力振荡器在工 作期间不会对其他井下工具产生不利影响。
➢与各种钻头均配合良好
可同牙轮钻头和PDC钻头一起使用 对钻头牙齿或轴承无冲击损坏 良好的压力传递效果,杜绝顿钻冲击,延长PDC钻头使用寿命
感谢大家 请对不足之处提宝贵意见!
水力振荡器
德州联成石油科技有限公司
水力振荡器研制的背景及意义
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、异常严重的钻柱和钻头 磨损等,当累积摩擦力超过所施加钻压时(或者说管柱自重下推力时)就会 出现托压现象,迫使管柱发生正旋弯曲或螺旋屈曲。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。
➢有效提高机械钻速
大大改善钻压传递,无粘卡 配合PDC钻头提高定向能力 使PDC钻头滑动钻进更加容易 显著提高定向钻进和转盘钻进ROP 工具面控制阻
轻微振动井下钻具组合(BHA),明显降低摩阻,提高钻压传 递果。这就意味着改善钻压传递,减少黏滑现象,尤其适用于井 下动力钻具定向钻进的情况。为常规的井下动力钻具提供了更易 操作的窗口。
第三部分
水力振荡器的技术优势
3.1 水力振荡器的技术优势
➢改善井下钻压传递效果
依靠振动来改善钻压传递效果。 井下动力钻具进行定向(滑动)钻进时效果明显 降低滑动钻进时的粘卡趋势,可施加小钻压钻进。 降低了憋停马达等情况 减少了由于难以预测的反扭矩而发生工具面失控的情况。
3.2 水力振荡器的技术优势
第二部分
水力振荡器的技术思路
水力振荡器的技术思路
水力振荡器具体设想是通过工具动力部分一个1∶2的马达提供驱动盘阀总成产生 水力脉冲,马达转子的下端固定一个阀片(动阀),当流体通过动力部分时,驱动转 子转动,由于1∶2马达的特性,末端在一个平面上往复运动。动力部分连接的是振荡 动盘阀系统,下部短节主要部件是一个固定的阀片,动阀和定阀紧密配合,由于转子 的转动驱使2个阀片位置相错或重合导致流量呈周期性变化,使流体通过盘阀总成时 产生周期性的压差变化,当2个阀片过流孔重合时,流体通过截面积最大,产生的压 降最小;当重合面积最小时,产生压降最大。过流截面积周期性变化使上部振荡短节 的压力产生同步周期性变化,该压力作用在类似减振器反过来使用的活塞面上,产生 轴向周期振荡。在该技术思路中,形成的冲击力对钻头冲击很小,可延长钻头使用寿 命;振荡短节部分借鉴普遍使用的减振器结构,工具结构简单,系统可靠性及安全性 得到提高。
水力振荡器研制的背景及意义
因此,我公司开展了水力振荡器的研制工作。并顺利投产,试验结果表 明,工具原理正确,结构可靠,压力损耗3MPa左右,工作寿命超过100h, 可提高机械钻速20%以上;同时还可改善定向钻进工具面的控制,有效提高 定向能力。水力振荡器对常规PDC钻头及牙轮钻头具有良好的适应性。