低壓耗增強型水力振蕩器的研制與現場試驗

李建亭， 胡金建， 羅恒榮

（1.中石化中原石油工程有限公司工程服務管理中心，河南濮陽 457001；2.德州地平線石油科技股份有限公司，山東德州 253300；3.中石化西南石油工程有限公司鉆井一分公司，四川成都 610500）

大位移井、長水平段水平井、多分支水平井等復雜結構井鉆井過程中存在摩阻大、托壓嚴重等問題，尤其是在滑動鉆進時，因無法有效給鉆頭施加鉆壓，嚴重影響機械鉆速，造成鉆井周期增長[1–2]。為此，國內外研制應用了多種水力振蕩減阻工具（以下統稱水力振蕩器），并取得了一定的提速效果，在一定程度上解決了托壓及摩阻大的問題[3–14]。但是，在現場應用時發現，國內外水力振蕩器的壓耗普遍偏高（約 4.5～8.0 MPa）[15]，易使鉆井泵超負荷運轉而出現故障，造成財產損失和人員傷亡。針對該問題，通過優化水力振蕩器結構，增大了振蕩短節中反饋活塞的面積，研制了低壓耗增強型水力振蕩器（以下簡稱新型水力振蕩器），并在勝利油田義184-斜37井進行了現場試驗，結果表明，該水利振蕩器不但有效解決了托壓嚴重、摩阻大的難題，而且壓耗大幅降低，滿足了安全鉆井的需求。

1 新型水力振蕩器的結構及工作原理

1.1 工具結構

新型水力振蕩器主要由振蕩短節、動力馬達和偏心閥系統組成，如圖1所示。

圖1 新型水力振蕩器的基本結構Fig.1 Basic structure of the novel hydraulic oscillator

1）動力馬達。動力馬達是一個定轉子比為1∶2的容積式液壓馬達，主要由定子和轉子組成，當鉆井液流過時會驅動轉子在定子腔內往復運動，帶動轉子下端連接的偏心環一起往復運動。……