钻井新工艺新技术
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㈠ 工具简介
一个对外密封的心轴，密封心轴外围轴向上 安装弹簧，心轴在压力脉冲作用下，上下运动 压缩弹簧，从而带动工具产生轴向振动。
动力部分与泥浆马达类似，实为1:2螺杆， 由钻井液驱动螺杆做旋转运动，从而带动下端 阀片做往复运动。
独特的阀门系统是整个工具的核心部分， 通过一对阀门周期性的相对运动，将流经动力 部分流体一部分能量转化为压力脉冲。
具的压降要高些。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
现场应用需要考虑的因素
组合位置
工作参数
排量
通过实钻摩阻系数，
利用软件进行摩阻、扭
钻/完井液比重、类型 井下温度 井斜角和方位角 井型
矩分析，从而选择合理
的工具安放位置，发挥 其最大作用。
钻具组合
12
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
目前，钻井的主要加钻压方式是靠钻柱重力向钻
需求
头施加钻压破碎岩石。然而往往这种传统的加压方法 在一些复杂结构井（大位移井、大斜度井及阶梯水平
井等）的现场施工中受到一定的限制：
因此，如何提 高钻进过程中钻 压传递的有效性 和减少钻柱与井 眼之间的摩阻， 越来越受到国内 外专家的关注。
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钻柱发生正弦弯曲或螺 旋弯曲，甚至“自锁” 钻压不稳定，井眼轨 迹控制受到影响 钻头有效钻压较小， 严重影响钻井速度
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
振荡/弹簧短节
国外技术现状
以国民油井公 司研制的水力振荡 器最具代表性。通 过水力作用产生的 轴向振动，有效减 少钻进摩阻、扭矩。 阀门和轴承系统 动力部分
国内技术现状
自1999年， 国内开始进行相 关的理论攻关， 已形成工具样机， 仍处在试验阶段。
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二、水力振荡工具及技术
0
Biblioteka Baidu 钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术 四、旋冲钻井工具及技术
1
一、概述
目前主要的钻井提速技术
井下增压技术（钻柱减振增压、井下增压
器）、井下水力加压技术、水力振荡器、扭
力冲击技术、旋冲击钻井技术、长寿命螺杆、 旋转导向钻井、高压喷射钻井、高效PDC钻头，
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二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
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.
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。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
空化射流钻井技术、脉冲钻井技术等。
2
一、概述
钻井速度制约油气田开发
深部地层 钻井周期长，成本高 硬地层
钻 速 低
井眼质量差，影响后期作业
油气田开发成本高，
深部油气藏开发受制约
软硬交互地层
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钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术 四、旋冲钻井工具及技术
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
低温测试:如果地面温度低于-10 ℃,就不能在地面进行功能测
试, 否则会对定子的橡胶造成永久的损害。
超高温测试: 对于高温环境中使用的工具, 橡胶中需要添加特 殊的材料,确保工具在超高温的环境中正常运行。在地面(较低
温度)的环境中,定子的橡胶没有膨胀, 但在高温测试中通过工
钻压选择
水力振荡器(AGT)在小钻
压钻进的过程中,可有效的消 除钻具重量在井壁某段的聚集
排量选择
施工过程中的排量尽量与 工具设定的排量一致, 这样工 具的使用效果才能最大化。 另外在选择排量的过程中, 尽 量选择设定工具所参考的最大 排量, 大的排量就意味着较大 的压降, 高频率, 从而带来更 好的工作效果。
工具有流体经过后产生的频率和通过的排量成正比
频率（HZ）=流经的排量（加仑/分钟）×系数
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
大尺寸工具频率与流量对应图 小尺寸工具频率与流量对应图
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 使用中常见问题与解决办法 如工具工作不正常, 应考虑如下的因素:
泥浆比重和排量与工具设定是否一致: 根据工作前检查表所 列出的参数与实际参数进行对比。 工具在钻具中的位置:根据水平段长度重新计算工具安装位 置。 实际的温度和泥浆性能: 与工作前检查表对比 工作时间(推荐工具最大循环时间200h）。
在钻台组合工具时, 不可在工具动力部分施加外力, 包括坐卡
瓦,上/卸扣, 安全卡瓦等。 AGT 的振荡频率和通过的流量成正比, 在地面测试的过程中,
工具产生的振动或许会使整个钻具发生强烈的振动, 为安全起
见, 进行地面测试尽可能使用较低的排量, 尽量降低工具的振 荡频率。 在地面测试中以能观察到振荡短节的振动即止，振动幅度在310mm 之间。 如果工具之下的钻具组合相对比较轻, 必须达到 一定的排量才能驱动工具工作。
㈢ 工具使用规范 现场应用需要考虑的因素
钻/完井液
MWD系统
水力振荡器的脉 冲频率与MWD信号频 率发生共振，或者随 着钻进深度的变化， 都有可能造成信号消
类型/组份
氯根浓度 PH值 泥浆的油水比 钻/完井液的化学 成本和添加剂。
失或衰减。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
效应; 如使用大钻压钻进, 振
动短节的弹簧将受到压缩, 这 样就会降低工具的使用效果。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 工具频率和流量关系
工具外径和对应系数
工具外径 2 1/8",2 3/8" 2 7/8" 2 7/8",3 1/8",3 3/8"(HF) 3 1/4",3 3/8",3 3/4" 4 3/4" 系数 0.225 0.375 0.075 0.217 0.075 工具外径 4 3/4"(HF) 6 3/4" 8" 9 5/8" 系数 0.067 0.033 0.018 0.013
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介 水力振荡器工具可以很好的与井下动力钻具配合使 用，对钻头类型没有特殊要求。
通过产生轴向振动减少钻具与井壁间摩擦力;
改善对工具面的控制;
功能介绍
提高滑动或复合钻进速度和延长钻头寿命; 可以增加复杂结构井（水平井，大位移井等） 的钻进深度。
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二、水力振荡工具及技术
一个对外密封的心轴，密封心轴外围轴向上 安装弹簧，心轴在压力脉冲作用下，上下运动 压缩弹簧，从而带动工具产生轴向振动。
动力部分与泥浆马达类似，实为1:2螺杆， 由钻井液驱动螺杆做旋转运动，从而带动下端 阀片做往复运动。
独特的阀门系统是整个工具的核心部分， 通过一对阀门周期性的相对运动，将流经动力 部分流体一部分能量转化为压力脉冲。
具的压降要高些。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
现场应用需要考虑的因素
组合位置
工作参数
排量
通过实钻摩阻系数，
利用软件进行摩阻、扭
钻/完井液比重、类型 井下温度 井斜角和方位角 井型
矩分析，从而选择合理
的工具安放位置，发挥 其最大作用。
钻具组合
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二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
目前，钻井的主要加钻压方式是靠钻柱重力向钻
需求
头施加钻压破碎岩石。然而往往这种传统的加压方法 在一些复杂结构井（大位移井、大斜度井及阶梯水平
井等）的现场施工中受到一定的限制：
因此，如何提 高钻进过程中钻 压传递的有效性 和减少钻柱与井 眼之间的摩阻， 越来越受到国内 外专家的关注。
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钻柱发生正弦弯曲或螺 旋弯曲，甚至“自锁” 钻压不稳定，井眼轨 迹控制受到影响 钻头有效钻压较小， 严重影响钻井速度
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
振荡/弹簧短节
国外技术现状
以国民油井公 司研制的水力振荡 器最具代表性。通 过水力作用产生的 轴向振动，有效减 少钻进摩阻、扭矩。 阀门和轴承系统 动力部分
国内技术现状
自1999年， 国内开始进行相 关的理论攻关， 已形成工具样机， 仍处在试验阶段。
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二、水力振荡工具及技术
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Biblioteka Baidu 钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术 四、旋冲钻井工具及技术
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一、概述
目前主要的钻井提速技术
井下增压技术（钻柱减振增压、井下增压
器）、井下水力加压技术、水力振荡器、扭
力冲击技术、旋冲击钻井技术、长寿命螺杆、 旋转导向钻井、高压喷射钻井、高效PDC钻头，
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二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介
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.
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。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
空化射流钻井技术、脉冲钻井技术等。
2
一、概述
钻井速度制约油气田开发
深部地层 钻井周期长，成本高 硬地层
钻 速 低
井眼质量差，影响后期作业
油气田开发成本高，
深部油气藏开发受制约
软硬交互地层
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钻井新工艺新技术
目 录
一、概述 二、水力振荡工具及技术
三、扭力冲击器工具及技术 四、旋冲钻井工具及技术
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 地面测试
低温测试:如果地面温度低于-10 ℃,就不能在地面进行功能测
试, 否则会对定子的橡胶造成永久的损害。
超高温测试: 对于高温环境中使用的工具, 橡胶中需要添加特 殊的材料,确保工具在超高温的环境中正常运行。在地面(较低
温度)的环境中,定子的橡胶没有膨胀, 但在高温测试中通过工
钻压选择
水力振荡器(AGT)在小钻
压钻进的过程中,可有效的消 除钻具重量在井壁某段的聚集
排量选择
施工过程中的排量尽量与 工具设定的排量一致, 这样工 具的使用效果才能最大化。 另外在选择排量的过程中, 尽 量选择设定工具所参考的最大 排量, 大的排量就意味着较大 的压降, 高频率, 从而带来更 好的工作效果。
工具有流体经过后产生的频率和通过的排量成正比
频率（HZ）=流经的排量（加仑/分钟）×系数
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
大尺寸工具频率与流量对应图 小尺寸工具频率与流量对应图
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 使用中常见问题与解决办法 如工具工作不正常, 应考虑如下的因素:
泥浆比重和排量与工具设定是否一致: 根据工作前检查表所 列出的参数与实际参数进行对比。 工具在钻具中的位置:根据水平段长度重新计算工具安装位 置。 实际的温度和泥浆性能: 与工作前检查表对比 工作时间(推荐工具最大循环时间200h）。
在钻台组合工具时, 不可在工具动力部分施加外力, 包括坐卡
瓦,上/卸扣, 安全卡瓦等。 AGT 的振荡频率和通过的流量成正比, 在地面测试的过程中,
工具产生的振动或许会使整个钻具发生强烈的振动, 为安全起
见, 进行地面测试尽可能使用较低的排量, 尽量降低工具的振 荡频率。 在地面测试中以能观察到振荡短节的振动即止，振动幅度在310mm 之间。 如果工具之下的钻具组合相对比较轻, 必须达到 一定的排量才能驱动工具工作。
㈢ 工具使用规范 现场应用需要考虑的因素
钻/完井液
MWD系统
水力振荡器的脉 冲频率与MWD信号频 率发生共振，或者随 着钻进深度的变化， 都有可能造成信号消
类型/组份
氯根浓度 PH值 泥浆的油水比 钻/完井液的化学 成本和添加剂。
失或衰减。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范
效应; 如使用大钻压钻进, 振
动短节的弹簧将受到压缩, 这 样就会降低工具的使用效果。
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二、水力振荡工具及技术
㈢ 工具使用规范 工具频率和流量关系
工具外径和对应系数
工具外径 2 1/8",2 3/8" 2 7/8" 2 7/8",3 1/8",3 3/8"(HF) 3 1/4",3 3/8",3 3/4" 4 3/4" 系数 0.225 0.375 0.075 0.217 0.075 工具外径 4 3/4"(HF) 6 3/4" 8" 9 5/8" 系数 0.067 0.033 0.018 0.013
二、水力振荡工具及技术
㈠ 工具简介 水力振荡器工具可以很好的与井下动力钻具配合使 用，对钻头类型没有特殊要求。
通过产生轴向振动减少钻具与井壁间摩擦力;
改善对工具面的控制;
功能介绍
提高滑动或复合钻进速度和延长钻头寿命; 可以增加复杂结构井（水平井，大位移井等） 的钻进深度。
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二、水力振荡工具及技术