聂宇晗
中石化江钻石油机械有限公司 湖北省武汉市 430223
[摘要]：随着油气资源的不断开采，我国进入油气资源勘探开发的瓶颈期，开采难度越来越大，对优快钻井的要求越来越高。为了进一步的解决钻井过程中的摩阻大的问题，国外率先研发出了一种水力振荡器。本文主要阐述了水力振荡器的结构及工作原理，并对我国水力震荡器在发展过程中存在的不足之处提出了建议，旨在能够为我国石油钻采事业奠定一定的理论基础。
[关键词]：水力振荡器 原理 现状 钻井
一 引言
我国各大油田在钻井的过程中普遍遇到的问题是摩阻较大引起卡钻及卡阻等问题，这严重的制约了钻井现场的钻进效率，尤其是在水平井及大位移井中这种情况更加严重。为了进一步解决此类问题，国外学者率先研究出了水力振荡器这种钻井工具，我国采用该钻具在我国各大油田进行了大量的实践表明该钻具组合对于降低钻井过程中的摩阻问题以及卡钻现象起到很好的缓解作用。尤其是在针对水平井、大位移井及深井等复杂条件下能够进一步的提高钻井效率，达到优快钻井的目的。本文主要从水力振荡器的结构着手，分析了水力振荡器的工作原理，并结合该钻具在我国的应用情况，分析了该钻具目前在发展的过程中具有的优势以及存在的不足之处，为后续的研究及完善提供了一定的借鉴，最后希望我国进一步的借鉴国外先进经验，研发出适合我国地质特征的水力振荡器，为我国的石油事业更上一层楼添砖加瓦。
二 水力震荡器的工作原理
典型的水力振荡器主要由如下图1所示的三个部分组成：振动部分、动力部分以及阀轴部分。其中，振动部分主要由活塞轴承与碟簧组成，在较高的钻井液压力下会使得活塞收到一个推力后向上运动压缩弹簧。相反，在钻井液压力较低时弹簧会推动活塞向下运动，弹簧如此反复的运动带动钻柱发生周期性运动；动力部分主要是指驱动转阀转动的井底马达，马达的分类有很多种，从最早开始应用的螺杆马达，然后发展到用叶轮驱动，最新的马达采用的是涡轮驱动；阀轴部分由转阀、轴承及定阀组成，主要是用来产生脉冲信号，转阀的旋转会使得转阀处的阀口与定阀上的阀口实现周期性的开合达到实现脉冲信号控制的作用。
.png)
基于上述对水力振荡器结构的分析，其工作的主要原理是：钻具中间的动力部分能够将钻井液的动能转换为旋转的机械能，使得阀轴部分旋转起来，这就导致调节阀在工作时产生的流量呈现出周期性的变化，造成阀的上部出现水击现象，这种水击现象作用于阀座上产生一定的振荡力，并通过钻具最终传递到钻头，形成周期性连续变化的钻压。这种周期性的往复运动造成钻井工具在轴向上产生周期性的往复运动并传递到钻头进一步的提高破岩效率。
三 水力振荡器的技术优势与不足
（1）通过我国多年来对水力振荡器的理论及实践经验研究，水力振荡器在使用过程中具有以下技术优势：
.png)
四 总结语
总的来说，水力振荡器在提升破岩效率、降低摩擦阻力，实现优快钻井方面具有十分重要的作用。但是我国目前在这方面的研究相比国外还有一定的差距。我们要不断学习借鉴国外的先进经验，结合我国独特的地质特征，不断完善水力振荡器，最终争取研制出适合我国地质特征的水力振荡器，真正意义上达到我国油田优快钻井的要求。
参考文献
[1]雷鹏，倪红坚，王瑞和，等．自激振荡式旋转冲击钻井工具水力元件性能分析与优化[J]．振动与冲击，2014，33(19)：175—180。198．
[2]李博．水力振荡器的研制与现场试验[J]．石油钻探技术，2014，42(1)：111一113．
[3]张建国，宋硕 ，马继业，等 ．一种自激式水力振荡器特性的研究及应用[J]．石油钻探技术，2009，37(5)：10—14．
[4] 王鹏 ，倪红坚 ，王瑞和，等 .基于微凸体接触的钻柱纵向振动减摩阻[J].中国石油大学学报（自然科学版），2015, 39 (1): 88-94.