水力振荡器的工作原理及未来发展趋势

聂宇晗

(中石化江钻石油机械有限公司，湖北 武汉 430223)

1 国内外发展现状

随着钻井作业技术发展与油气资源开采难度增大，常规的直井、斜井等井型已不足以满足开采作业的需要，超深井、水平井、三维井、丛式井等复杂结构井型在钻井作业中的使用越来越多。复杂的井型极大程度地影响了整个钻具组合与井壁之间的摩阻，导致钻压的传递效率降低，造成钻进速度下降、憋卡等不良影响。美国国民油井华高公司(NOV)是首家将水力振荡器进行商业化运用的公司，最初用于连续管作业中。由于水力振荡器极为有效地降低了钻具与钻柱等在钻井过程中与井壁的摩阻，极大地提高了钻进速度，从而逐渐被广泛应用于各种井型的作业中。该公司新一代水力振荡器AgitatorTMSystem是一种螺杆式水力振荡器，通过容积式马达为动阀提供动力，从而改变动阀与静阀之间的过流面积，产生压力脉冲。在压力脉冲的作用下，芯轴会发生轴向位移，产生振动，改善钻具、钻柱等与井壁的摩阻，提高钻井效率。

相较于国外，国内对水力振荡器的研发较晚，但进展速度较快，螺杆式水力振荡器、自激式水力振荡器、径向水力振荡器、轴向水力振荡器等多种类型的提速工具已进入商业化使用。螺杆式水力振荡器结构简单，生产、组装、维修便捷，是目前世界上各大石油设备制造公司最常用的水力振荡器。

2 螺杆式水力振荡器的结构与工作原理

2.1 结构组成

螺杆式水力振荡器主要有振荡短节(下称A短节)和弹簧短节(下称S短节)2个主要部分组成。……