水力振荡器工作原理介绍

水力振荡器介绍（AG-itator）
AG-itator（井下水力振荡器）通过自身产生的纵向振动来提高钻进过程中钻压传递的有效性和减少BHA与井眼之间的摩阻，这就意味着水力振荡器可以在在所有的钻进模式中，特别是在有螺杆的定向钻进过程中改善钻压的传递，减少扭转振动。

随着当前的井眼越来越不规则， ERD钻进模式必须面临更大的挑战， Andergauge公司的水力振荡器通过简单有效的方式解决这个难题提出了一个独特而又有效的的途径，对于解决这个难题指出一个新的方向。

平滑稳定的钻压传递，甚至在经过大的方位角变化后在复杂地层中对PDC钻头工具面角的调整能力可以是钻具组合钻达更严的目的层；并且在钻进过程中不需要过多的工作来调整钻具，很快就可以达到工具面角的扭转，工具面角的保持，明显提高机械钻速，省时省力。

水力振荡器可以配合所有公司的MWD系统使用，在ERD钻进过程中，通过有效的提高机械钻速，减少牙轮钻头钻具的起下钻次数，减少钻具组合粘卡的可能性，使ERD钻进更加容易和有效。

工具的特性：
1.MWD、LWD工具的兼容性
•水力振荡器在工作状态是产生的振动不会破坏MWD、LWD工具和干扰系统信号
•减少横向振动和扭转振动
•钻具组合中可以在MWD工具的上下，位置比较自由
•不会对钻头和管柱产生振动破坏。

2.和钻头的兼容性
•可以和牙轮钻头和有固定镶齿钻头仪器使用
•产生的振动不会对钻头切削齿产生破坏，同时也不会破坏牙轮钻头的轴承
•延长PDC钻头使命寿命（钻进过程中小钻压的传递）
3.加强定向钻进
•防止钻压集中和对工具面的控制。

•改善滑动钻进过程中钻压的传递方式
•改善钻压传递过程中钻杆的压缩量
总之，水力振荡器通过简单有效的方式可以有效的解除对钻进过程中一些因素对ERD钻进模式的限制，提高这种模式的现场应用的有效性。

工具的结构和工作原理
1.结构
水力振荡器(AGT)主要由3部分机械组成部分:
1.动力部分
2.阀门和轴承系统
3.配套部分(振荡短节)
刚性强的由单根连接成的管柱---使用振荡短节
挠性强的管柱---不使用振荡短节
工具示意图(图2)如下:
配套部分(振荡/弹簧短节)
动力部分
阀门和轴承系统
动力部分的横截
面，左图所示。

2. 说明
工具的动力部分是有一个2：1的马达组成，马达转子的下端固定一个阀片，所以流体通过动力部分时，驱动心轴转动，由于螺杆的特性，末端在一个平面上往复运动（称之为动阀片）。

与动力部分连接的是阀门和轴承系统，主要部件就是耐磨套和一个固定的阀片（定阀片），动阀片和定阀片紧密配合，由于转子的转动，导致两个阀片相错和重合，相错和重合就导致上流的压力发生变化，期性相对运动造成流体流经工具的截面积(最大值和最小值)周期性的变化. 过程如下图所示：
图3:
.
图一:
两个阀门最少重合时, 由于流体通过工具的截面积为最小, 所以通过工具后就产生一个最大的压力降.
图二:
两个阀门最大(完全)重合, 此时流体通过截面积最大, 所以产生的压降最小.
截面积周期性变化导致上游压力同步的周期变化。

3.作用机理：
动力部分使上游压力周期性的变化作用在弹簧短节上，就形成弹簧短节不断的压内在的弹簧，形成振动。

弹簧短节简图如下：
通过短节的流体的压力周期性的变化，作用在短节内在
的弹簧，这样由于压力时大时小，所以，短节的活塞就在
压力和弹簧的双重作用下，轴向上往复运动，这样就造成与
工具连接的其他钻井工具在轴向上的往复运动。

由于弹簧的
压缩是消耗能量的，所以，当能量释放时， 75％的作用力
向下，就是指向钻头的方向，其余25％作用力向上，钻头
的背向。

水力振荡器使自己上下的钻具在井眼产生纵向的往复运
动，这样钻具在井底暂时的静摩擦变成动摩擦，这样，摩
擦阻力就大大降低，所以工具可以有效的减少因井眼轨迹而产
生的钻具拖拉现象，保证有效的WOB。

振动的频率和通过工具的流量是线性关系，频率范围：9
－26HZ。

工具的瞬间冲击的加速度范围：1－3倍的重力加速
度。