新型涡轮驱动水力振荡器设计与实验研究

王　杰， 夏成宇， 冯　定， 于长柏

(1.长江大学 机械工程学院， 湖北 荆州 434023；2.湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心， 湖北 荆州 434023；3.中国石油化工集团公司 石油工程机械有限公司， 湖北 武汉 430000)



新型涡轮驱动水力振荡器设计与实验研究

王杰1，2， 夏成宇1，2， 冯定1，2， 于长柏3

(1.长江大学 机械工程学院， 湖北 荆州 434023；2.湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心， 湖北 荆州 434023；3.中国石油化工集团公司 石油工程机械有限公司， 湖北 武汉 430000)

提出了一种新型的石油钻井用水力振荡器，可有效降低管柱摩阻，提高钻井效率.该水力振荡器采用涡轮驱动，并使用双偏心动定阀作为压力脉冲发生机构.通过建立双偏心动定阀的运动特性方程，结合实际工况得出阀盘的最优尺寸.通过选定阀型的水力振荡器性能测试实验，得出在模拟钻压为30 kN，流量为28 L/s，工作介质为清水时的振动冲击力约为15 859 N，振动位移约为4.1 mm，振动频率约为11.4 Hz.该分析与实验结果对水力振荡器的设计与应用具有指导意义.

钻井； 水力振荡器； 双偏心动定阀； 压力脉冲； 实验

随着油田开发的不断深入以及钻井技术的进步，石油钻井逐渐向大位移井、多分支水平井发展.然而，水平井钻井时会出现摩阻增大、托压等问题，严重影响机械转速，特别是在滑动钻井时，由于钻杆摩阻过大，钻压无法有效地传递到钻头，破岩效率降低，钻井周期延长，作业效率降低，建井成本大大增加.旋冲钻具、液力冲击器、水力振荡器等一系列降摩减阻……