随着长水平段油气井的增多,外径小、柔性大的连续油管在井下越来越易发生螺旋屈曲锁死以至无法继续下入。连续油管水力振荡器能够有效降摩减阻,延迟螺旋屈曲锁死,增加连续油管的下入深度,因而得到广泛应用。根据螺杆式连续油管水力振荡器工作过程中的运动和受力分析,得出其轴向力计算公式。采用灰色关联度法分析各影响因素对连续油管水力振荡器轴向力的影响程度,得出流量、流体密度以及转子偏心距对其轴向力影响最大。实例计算表明:连续油管水力振荡器最大轴向力随流量、流体密度以及转子偏心距的增加而变大;连续油管水力振荡器轴向力变化频率与流体密度无关,随流量增加而变大,随转子偏心距增加而减小。

为了解决水平井、大位移井等复杂井钻进过程中出现的大摩阻、钻压拖拽等问题,设计了一种新型水力振荡器。根据水力振荡器的内部结构和工作特性,结合流体力学原理,对水力振荡器过流面积、压降、总轴向力关键力学参数的变化规律进行理论分析。选取某一规格水力振荡器的不同静阀孔径进行算例分析,结果表明在水力振荡器输入流量和入口压力一定时,静阀孔径大小与过流面积呈正比,与压降、总的轴向力呈反比;此外,通过改变流量至25L/s,进一步分析水力振荡器关键参数的变化规律。研究结论可为水力振荡器轴向振动分析提供理论支撑,为实现水力振荡器减摩降阻的功能提供技术指导。