一种中空水力振荡取心工具的制作方法

1.本实用新型涉及一种取心工具，特别是涉及一种中空水力振荡取心工具，属于钻井取心领域。


背景技术：

2.在地质勘探或者石油天然气钻探的过程中，为准确获取储层地质结构及各种岩石参数，通常需要利用取心工具，将储层的岩石取到地面进行分析研究，取心的效率受制于钻井的速度，在处理硬岩地层时，常规的钻探取心主要依靠钻头的旋转切削，导致取心作业进尺缓慢，为提高硬岩的钻井速度，在钻井管柱上加了提供轴向冲击的工具，例如现有一种新型双喷嘴符合结构液动锤，专利号为zl02125436.2，这种潜孔液动锤直接加装在钻头之上，通过对钻头施加一定频率的轴向冲击力，提高钻头的破岩效率，但这种潜孔液动锤的使用寿命有限，且取心钻头和工具振动易造成岩心断裂、破碎，影响取心指标，为此，我们提出一种中空水力振荡取心工具进行改进。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种中空水力振荡取心工具，该取心工具能够提高钻井取心效率，解决了现有技术中钻头使用寿命短，且取心钻头和工具振动易造成岩心断裂、破碎，影响取心指标的技术问题。
4.为解决上述问题，提供以下技术方案：
5.设计一种中空水力振荡取心工具，包括打捞接头和中空水力振荡器，所述打捞接头套设在中空水力振荡器内端，所述打捞接头包括加重打捞筒、推靠活塞、缓冲弹簧、弹簧固定座、打捞矛、上压帽、固定销轴、支撑板、防尘圈、密封圈一、唇形密封、转动销轴和打捞勾；
6.所述中空水力振荡器包括涡轮盘、轴承杆、耐磨套一、推力轴承、垫圈、耐磨环、中空轴、导流孔、上接头、下接头、扰轴、动盘、静盘、耐磨套二和密封圈二。
7.进一步的，所述密封圈一共设置有两个，所述唇形密封设置在两个述密封圈一之间位置处，所述转动销轴和打捞勾均设置有两个，两个所述打捞勾分别固定套接在两个转动销轴外壁上，所述支撑板转动套接在固定销轴外壁上，所述弹簧固定座固定套接在缓冲弹簧内端，所述缓冲弹簧设置在上压帽和推靠活塞之间，所述打捞矛贯穿缓冲弹簧、弹簧固定座和上压帽设置。
8.进一步的，所述耐磨套一套接在轴承杆内端，所述耐磨套二设置在轴承杆远离耐磨套一一侧，所述垫圈设置在推力轴承一侧，所述耐磨环设置在垫圈远离推力轴承一侧，所述中空轴设置在耐磨环另一侧位置处，所述扰轴套接在轴承杆外端，所述动盘套接在扰轴外端，所述静盘设置在动盘外侧。
9.进一步的，所述导流孔共设置有三个，三个所述导流孔以上接头中心为圆点呈圆形阵列分布设置。
10.进一步的，所述涡轮盘设置有两组。
11.进一步的，所述密封圈一采用o型密封圈制成。
12.进一步的，所述打捞接头和中空水力振荡器均采用全金属材质制成。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该装置采用涡轮带动动盘旋转，动盘上的泄压孔与静盘上的泄压孔周期性的重合和相错，使得整个管柱出现周期性的压力变化，从而产生周期性的轴向振动，这种高频振动传导到钻头后，提高钻头切削岩石的能力，并能有效保护钻头上的合金切削齿，提高钻头的使用寿命；
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：涡轮旋转轴设置特有的滚动摩擦构造，相较于螺杆驱动方式，采用全滚动摩擦，机械运动的摩擦阻力较低，适用于超低压流体驱动的场合，且提高了关键零部件的使用寿命；
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本中空水力振荡取心工具采用全金属结构，没有橡胶件，适用于高温、盐水、酸性、腐蚀等复杂严苛的井况条件，可以在不同泥浆下混用，提高了使用寿命；
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本中空水力振荡取心工具采用涡轮驱动方式，在保证低压耗的基础上，马达容积效率高；
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本中空水力振荡取心工具采用的同步回旋结构，其零部件形状简单，便于加工制造，体积小重量轻，低成本高精度长寿命，维修保养也容易。
18.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
19.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
20.图1为按照本实用新型的一种中空水力振荡取心工具的一优选实施例的打捞接头内部结构示意图；
21.图2为按照本实用新型的一种中空水力振荡取心工具的一优选实施例的中空水力振荡器内部结构示意图；
22.图3为按照本实用新型的一种中空水力振荡取心工具的一优选实施例的上接头俯视图；
23.图4为按照本实用新型的一种中空水力振荡取心工具的一优选实施例的动盘结构示意图；
24.图5为按照本实用新型的一种中空水力振荡取心工具的一优选实施例的静盘结构示意图。
25.图中：1、打捞接头；11、加重打捞筒；12、推靠活塞；13、缓冲弹簧；14、弹簧固定座；15、打捞矛；16、上压帽；17、固定销轴； 18、支撑板；19、防尘圈；110、密封圈一；111、唇形密封；112、转动销轴；113、打捞勾；2、中空水力振荡器；21、涡轮盘；22、轴承杆；23、耐磨套一；
24、推力轴承；25、垫圈；26、耐磨环；27、中空轴；28、导流孔；29、上接头；210、下接头；211、扰轴；212、动盘；213、静盘；214、耐磨套二；215、密封圈二。
具体实施方式
26.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
27.如图1－图5所示，本实施例提供的一种中空水力振荡取心工具，包括打捞接头1和中空水力振荡器2，打捞接头1套设在中空水力振荡器2内端，打捞接头1包括加重打捞筒11、推靠活塞12、缓冲弹簧13、弹簧固定座14、打捞矛15、上压帽16、固定销轴17、支撑板18、防尘圈19、密封圈一110、唇形密封111、转动销轴112和打捞勾113。
28.中空水力振荡器2包括涡轮盘21、轴承杆22、耐磨套一23、推力轴承24、垫圈25、耐磨环26、中空轴27、导流孔28、上接头29、下接头210、扰轴211、动盘212、静盘213、耐磨套二214和密封圈二215。
29.钻井取心之前，先将取心工具投入取心管柱内，然后再投入打捞接头1，打捞接头1通过支撑板18与中空水力振荡器2固定，堵塞了钻井液从中空轴27内流动的通道，在取心作业的过程中，下入常规的绳索取心器打捞工具，与打捞矛15锁定后，上提打捞工具，支撑板18收回，然后继续下放打捞工具，通过打捞接头1下部的打捞勾113，与常规的取心器连接，将取心器提出井筒，从而实现绳索连续取心。
30.较佳的，密封圈一110共设置有两个，唇形密封111设置在两个述密封圈一110之间位置处，转动销轴112和打捞勾113均设置有两个，两个打捞勾113分别固定套接在两个转动销轴112外壁上，支撑板18转动套接在固定销轴17外壁上，弹簧固定座14固定套接在缓冲弹簧13内端，缓冲弹簧13设置在上压帽16和推靠活塞12之间，打捞矛15贯穿缓冲弹簧13、弹簧固定座14和上压帽16设置。
31.较佳的，耐磨套一23套接在轴承杆22内端，耐磨套二214设置在轴承杆22远离耐磨套一23一侧，垫圈25设置在推力轴承24一侧，耐磨环26设置在垫圈25远离推力轴承24一侧，中空轴27设置在耐磨环26另一侧位置处，扰轴211套接在轴承杆22外端，动盘212套接在扰轴211外端，静盘213设置在动盘212外侧。
32.较佳的，导流孔28共设置有三个，三个导流孔28以上接头29 中心为圆点呈圆形阵列分布设置。
33.较佳的，涡轮盘21设置有两组。
34.较佳的，密封圈一110采用o型密封圈制成。
35.较佳的，打捞接头1和中空水力振荡器2均采用全金属材质制成。
36.该中空水力振荡器2不仅提高了钻井速率而且与传统技术相比减少了能量消耗，同时采用全金属结构，适用于高温、盐水、酸性、腐蚀等复杂严苛的井况条件，延长了使用寿命，特别适合地质勘探、石油、天然气钻井的施工需要。
37.本实用新型的使用原理及使用流程：
38.在中空水力振荡器2内投入打捞接头1后，迫使钻井液从上接头29的导流孔28进入中空水力振荡器2环空，钻井液通过多组涡轮定转子后，驱动涡轮转子带动轴承杆22底部的动盘212旋转；在动盘 212旋转过程中，动盘212和静盘213上的流道孔周期性的重合和相
错，使得流体的流通面积周期性的增大和变小，根据伯努利原理，面积的周期性变化导致流体压力的周期性变化，从而产生周期振动，这种振动沿沿轴向传递到上部钻杆和下部钻杆上，从而为钻头提供一定强度的冲击切削力，使钻柱与管壁之间的静摩擦力转换为动摩擦力，有效提高机械钻速。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体的情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.以上结合具体的实施方式对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本实用新型的精神和原理对本实用新型作出各种变型和修改，这些变型和修改也在本实用新型的范围内。