一种带有携岩能力的自激振荡射流器的制作方法

本发明属于油、气钻井工具，特别涉及一种带有携岩能力的自激振荡射流器。

背景技术：

1、近年来，随着技术的变革，钻井工程领域得到了大幅发展，由于常规油气资源的开采逐年加大，目前钻井工程领域的研究已开始转向非常规油气资源领域。但由于非常规油气资源对开采技术有极高的要求，再加上有些地区地质情况复杂多变，很多技术难题没有得到解决，使得开采变得异常困难。而且目前还普遍存在两个技术难题：

2、1、由于钻井深度的逐渐增大，许多水平井内正面临着管柱长、井径大、岩屑难运移等问题，据统计，水平井内的卡钻事故大多是由于岩屑过度堆积或井眼清洁度不够所造成。当井内岩屑堆积到一定程度，就会产生高摩阻、高扭矩等问题。随着井底岩屑进一步堆积后，钻井时还会发生卡钻事故，最终将会使整口井报废。

3、2、随着水平井、水平分支井和大位移井在各大油田的应用越来越多，在此类钻井过程中管柱与壁面间的摩阻过大，并且水平段越长，摩阻越大，钻进越困难，当摩阻增大到一定值时会使钻杆产生正弦弯曲或螺旋屈曲，严重时将会造成卡钻等事故。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种带有携岩能力的自激振荡射流器，采用以下技术方案：

2、一种带有携岩能力的自激振荡射流器，包括第一接头、外壳体、缸筒、套筒、单向阀、喉管、挡圈、支撑盘、第二接头、中心管、扩散管、喷嘴、固定座、柱塞和中心短接；

3、其中，所述第一接头与所述外壳体的第一端连接，所述第二接头与所述外壳体的第二端连接；所述中心短接设置在所述外壳体的第一端的内部，所述中心短接的第一端与所述第一接头连接，所述中心短接的第二端与所述固定座连接，所述固定座中间沿周向设置有凸台；所述单向阀设置在所述凸台上；所述中心短接的第二端将所述喷嘴的第一端压紧在所述固定座内，所述喷嘴的第二端伸入到所述喉管内；

4、所述缸筒套装在所述中心短接上，所述缸筒上设置有进液孔；所述套筒套装在所述固定座上，位于所述缸筒和所述凸台之间；所述柱塞的第一端在所述缸筒内部滑动，所述柱塞的第二端在所述套筒的外壁和所述外壳体的内壁之间滑动；

5、所述外壳体在靠近所述柱塞的第二端位置沿周向设置有吸液孔；所述喉管、所述扩散管、所述中心管依次设置所述外壳体的内部，所述支撑盘套装在所述中心管上，所述支撑盘的外侧与所述外壳体的内壁配合；

6、所述第一接头、所述中心短接、所述喷嘴、所述喉管、所述扩散管、所述中心管和所述第二接头内部均设置有相互连通的液体通道；所述中心短接沿周向设置有与所述液体通道连通的通孔，所述通孔还与所述进液孔连通；所述中心管在所述支撑盘的位置沿周向设置有中心孔，所述支撑盘沿周向上设置有增压槽，所述增压槽、所述中心孔与所述液体流道互相连通；所述外壳体在所述支撑盘的位置设置有斜清岩孔和直清岩孔。

7、进一步的，所述外壳体的中间内壁设置有第一凸肩，所述凸台的第一端与所述套筒抵接，所述凸台的第二端与所述第一凸肩的第一端抵接；所述喉管的第一端与所述第一凸肩的第二端抵接。

8、进一步的，还包括设置在所述缸筒内的第一弹簧，所述缸筒内还设置有第二凸肩，所述柱塞的第一端在所述第一弹簧和所述第二凸肩之间滑动。

9、进一步的，还包括垫片，所述垫片套装在所述中心短接上，位于所述第一接头和所述缸筒之间。

10、进一步的，还包括套装在所述中心管上的挡圈和第二弹簧，所述挡圈设置在所述扩散管和所述支撑盘之间，所述第二弹簧设置在所述支撑盘和所述第二接头之间。

11、进一步的，还包括第一密封圈、第二密封圈和第四密封圈，其中，所述第一密封圈设置在所述固定座与所述喷嘴之间，所述第二密封圈设置在所述扩散管的外壁与所述外壳体的内壁之间，第四密封圈设置在所述喉管的外壁与所述外壳体的内壁之间。

12、进一步的，还包括设置在所述挡圈与所述中心管之间的第三密封圈。

13、进一步的，所述液体通道包括所述第一接头沿轴向设置的第一流道、所述中心短接沿轴向设置的第二流道、所述喷嘴沿轴向设置的第三流道、所述喉管沿轴向设置有第四流道、所述扩散管沿轴向设置有第五流道、所述中心管沿轴向设置有第六流道和所述第二接头沿轴向设置有第七流道。

14、进一步的，所述增压槽设置多个，每个所述增压槽包括由内向外的第一弧形槽孔和第二弧形槽孔，其中，所述第一弧形槽孔的横截面面积大于所述第二弧形槽孔的横截面面积。

15、进一步的，所述第三流道横截面的外径沿所述喷嘴的第一端向第二端逐渐减小。

16、进一步的，所述扩散管包括互相连接的第三圆柱部和第四圆柱部，所述第三圆柱部的外壁与所述外壳体的内壁之间具有间隙，所述第四圆柱部的外壁与外壳体的内壁接触；

17、所述喉管的横截面呈t型，包括互相连接的第五圆柱部和第六圆柱部，所述第五圆柱部的外壁与所述外壳体的内壁接触；

18、所述第三圆柱部上设置有凹槽，所述第六圆柱部与所述凹槽插接，所述凹槽的底部还设置有凸尖，所述凸尖位于所述第四流道和所述第五流道之间。

19、进一步的，第四流道包括互相连通的漏斗段和圆柱段，其中，喷嘴的第二端伸入到漏斗段的第一端，漏斗段的第一端直径大于漏斗段的第二端直径，圆柱段的直径在漏斗段的第一端直径、漏斗段的第二端直径之间。

20、进一步的，所述第五流道横截面的外径沿所述扩散管的第一端向第二端逐渐增大。

21、进一步的，每个所述吸液孔内还设置有滤网。

22、进一步的，所述支撑盘的内圆为偏心圆。

23、本发明的有益效果：

24、1、本发明可同时解决钻井工程中两个难题，通过中心管圆周上的中心孔、支撑盘上的增压槽以及外壳体上的清岩孔实现对井底岩屑的冲洗，并且该工具拥有很好的清岩效果，解决了现有岩屑清理装置需要进行多次清理的问题。

25、2、本发明从外壳体上吸液孔进入的环空钻井液与工具中的钻井液进行混合，该混合液体再经过喉管与扩散管所形成的振荡腔后，流体便产生了脉冲轴向力，使得钻柱与井壁之间的静摩擦力转变为动摩擦力，降低滑动钻进过程中的摩阻，从而改善钻压传递，进而达到提高钻进效率的目的。由于该工具的整体结构简单，实用性好，可靠性高，所以在一定程度上还减少了井下安全事故的发生，其具有较大的推广价值。

26、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，包括第一接头、外壳体、缸筒、套筒、单向阀、喉管、挡圈、支撑盘、第二接头、中心管、扩散管、喷嘴、固定座、柱塞和中心短接；

2.根据权利要求1所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述外壳体的中间内壁设置有第一凸肩，所述凸台的第一端与所述套筒抵接，所述凸台的第二端与所述第一凸肩的第一端抵接；所述喉管的第一端与所述第一凸肩的第二端抵接。

3.根据权利要求1所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，还包括设置在所述缸筒内的第一弹簧，所述缸筒内还设置有第二凸肩，所述柱塞的第一端在所述第一弹簧和所述第二凸肩之间滑动。

4.根据权利要求1所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，还包括垫片，所述垫片套装在所述中心短接上，位于所述第一接头和所述缸筒之间。

5.根据权利要求1所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，还包括套装在所述中心管上的挡圈和第二弹簧，所述挡圈设置在所述扩散管和所述支撑盘之间，所述第二弹簧设置在所述支撑盘和所述第二接头之间。

6.根据权利要求1－5任一所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，还包括第一密封圈、第二密封圈和第四密封圈，其中，所述第一密封圈设置在所述固定座与所述喷嘴之间，所述第二密封圈设置在所述扩散管的外壁与所述外壳体的内壁之间，第四密封圈设置在所述喉管的外壁与所述外壳体的内壁之间。

7.根据权利要求5所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，还包括设置在所述挡圈与所述中心管之间的第三密封圈。

8.根据权利要求1所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述液体通道包括所述第一接头沿轴向设置的第一流道、所述中心短接沿轴向设置的第二流道、所述喷嘴沿轴向设置的第三流道、所述喉管沿轴向设置有第四流道、所述扩散管沿轴向设置有第五流道、所述中心管沿轴向设置有第六流道和所述第二接头沿轴向设置有第七流道。

9.根据权利要求1所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述增压槽设置多个，每个所述增压槽包括由内向外的第一弧形槽孔和第二弧形槽孔，其中，所述第一弧形槽孔的横截面面积大于所述第二弧形槽孔的横截面面积。

10.根据权利要求8所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述第三流道横截面的外径沿所述喷嘴的第一端向第二端逐渐减小。

11.根据权利要求8所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述扩散管包括互相连接的第三圆柱部和第四圆柱部，所述第三圆柱部的外壁与所述外壳体的内壁之间具有间隙，所述第四圆柱部的外壁与外壳体的内壁接触；

12.根据权利要求8所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，第四流道包括互相连通的漏斗段和圆柱段，其中，喷嘴的第二端伸入到漏斗段的第一端，漏斗段的第一端直径大于漏斗段的第二端直径，圆柱段的直径在漏斗段的第一端直径、漏斗段的第二端直径之间。

13.根据权利要求8所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述第五流道横截面的外径沿所述扩散管的第一端向第二端逐渐增大。

14.根据权利要求1－5任一所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，每个所述吸液孔内还设置有滤网。

15.根据权利要求1－5任一所述的带有携岩能力的自激振荡射流器，其特征在于，所述支撑盘的内圆为偏心圆。

技术总结本发明属于油、气钻井工具技术领域，公开一种带有携岩能力的自激振荡射流器包括第一接头、外壳体、缸筒、套筒、单向阀、喉管、挡圈、支撑盘、第二接头、中心管、扩散管、喷嘴、固定座、柱塞和中心短接。本发明通过中心管圆周上的中心孔、支撑盘上的增压槽以及外壳体上的清岩孔实现对井底岩屑的冲洗，拥有很好的清岩效果，解决了现有岩屑清理装置需要进行多次清理的问题。本发明从外壳体上吸液孔进入的环空钻井液与工具中的钻井液进行混合，该混合液体再经过喉管与扩散管所形成的振荡腔后，流体便产生了脉冲轴向力，使得钻柱与井壁之间的静摩擦力转变为动摩擦力，降低滑动钻进过程中的摩阻，从而改善钻压传递，提高钻进效率。技术研发人员：陈烨,郑有成,曾波,吴建发,吴鹏程,汪瑶,王旭东,付志,苑术生,王颂夏,李郑涛,徐冰青,万秀梅,钟成旭受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29