水力振蕩器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請設及石油開采設備技術，尤指一種水力振蕩器。
【背景技術】
[0002] 水力振蕩器是利用連續(xù)油管在水平井中降低靜摩擦，增加下入深度，提高鉆磨效 率的最有效工具。目前已經在使用的水力振蕩器是利用旋轉閥脈沖的原理，運種原理的水 力振蕩器在結構上有阻斷液流的不利之處，對于鉆磨過程中的液體上返有一定的害處。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┝艘环N水力振蕩器利用水力學中的赫姆霍茲 原理，通過共振腔達到了水力脈沖振動的目的，不會阻止正常的工作排量，同時還具備結構 簡單，維護方便的優(yōu)點。
[0004] 為了達到本申請目的，本申請?zhí)峁┝艘环N水力振蕩器，包括:上接頭;上噴嘴，密封 安裝在所述上接頭內；下噴嘴，密封安裝在所述上接頭內；定位套，安裝在所述上接頭內、并 位于所述上噴嘴和所述下噴嘴之間；和下接頭，與所述上接頭相連接，并壓緊所述下噴嘴、 所述定位套和所述上噴嘴于所述上接頭內部的階梯面上。
[0005] 可選地，所述上噴嘴與所述上接頭之間設置有密封圈。
[0006] 可選地，所述下噴嘴與所述下接頭之間設置有密封圈。
[0007] 可選地，所述下接頭的連接嘴上設置有密封圈。
[000引可選地，所述上接頭內腔室長度h與所述上噴嘴的直徑山的比為2.0~2.8。
[0009 ] 可選地，所述下噴嘴的直徑cb與所述上噴嘴的直徑山的比為1.0~1.4。
[0010] 可選地，所述上接頭內的腔室直徑d與所述上噴嘴的直徑山的比為8.6~9.0。
[0011] 可選地，所述上噴嘴采用出口帶圓柱段的錐度為22度~24度的漸縮形噴嘴。
[0012] 可選地，所述上接頭內腔室長度h與所述上噴嘴的直徑di的比為2.4,所述下噴嘴 的直徑cb與所述上噴嘴的直徑山的比為1.2,所述上接頭內的腔室直徑d與所述上噴嘴的直 徑山的比為8.8,所述上噴嘴采用出口帶圓柱段的錐度為23度的漸縮形噴嘴。
[0013] 與現(xiàn)有技術相比，本申請?zhí)峁┑乃φ袷幤骼盟W中的赫姆霍茲原理，通過 共振腔達到了水力脈沖振動的目的，不會阻止正常的工作排量，同時還具備結構簡單，維護 方便的優(yōu)點。
[0014] 本申請的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本申請而了解。本申請的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利 要求書W及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0015] 附圖用來提供對本申請技術方案的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本 申請的實施例一起用于解釋本申請的技術方案，并不構成對本申請技術方案的限制。
[0016] 圖1為本申請所述的水力振蕩器的機理圖；
[0017] 圖2為本申請所述的水力振蕩器的共振腔的結構示意圖；
[0018] 圖3為圖2的等效線路圖；
[0019] 圖4為本申請一個實施例所述的水力振蕩器的剖視結構示意圖。
[0020] 其中，圖4中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為：
[0021] 1上接頭，2上噴嘴，3下噴嘴，4定位套，5下接頭，6密封圈。
【具體實施方式】
[0022] 為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本申請 的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中 的特征可W相互任意組合。
[0023] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)W便于充分理解本申請，但是，本申請還可 W采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本申請的保護范圍并不受下面公開的具 體實施例的限制。
[0024] 下面結合附圖描述本申請一些實施例的水力振蕩器。
[0025] 本申請?zhí)峁┑乃φ袷幤?，如圖4所示，包括:上接頭（1);上噴嘴(2)，密封安裝在 所述上接頭（1)內；下噴嘴(3)，密封安裝在所述上接頭（1)內；定位套(4)，安裝在所述上接 頭（1)內、并位于所述上噴嘴（2)和所述下噴嘴（3)之間；和下接頭(5)，與所述上接頭（1)相 連接，并壓緊所述下噴嘴(3)、所述定位套(4)和所述上噴嘴(2)于所述上接頭（1)內部的階 梯面上。
[0026] 本申請?zhí)峁┑乃φ袷幤骼盟W中的赫姆霍茲原理，通過共振腔達到了水力 脈沖振動的目的，不會阻止正常的工作排量，同時還具備結構簡單，維護方便的優(yōu)點。
[0027] 可選地，所述上噴嘴(2)與所述上接頭（1)之間設置有密封圈（6)。
[0028] 可選地，所述下噴嘴（3)與所述下接頭（5)之間設置有密封圈（6)，所述下接頭（5) 的連接嘴上設置有密封圈(6)。
[0029] 可選地，所述上接頭（1)內腔室長度h與所述上噴嘴(2)的直徑山的比為2.0~2.8， 所述下噴嘴(3)的直徑cb與所述上噴嘴(2)的直徑di的比為1.0~1.4,所述上接頭（1)內的腔 室直徑d與所述上噴嘴（2)的直徑di的比為8.6~9.0,所述上噴嘴（2)采用出口帶圓柱段的 錐度為22度~24度的漸縮形噴嘴。
[0030] 具體地，所述上接頭（1)內腔室長度h與所述上噴嘴（2)的直徑山的比為2.4,所述 下噴嘴(3)的直徑cb與所述上噴嘴(2)的直徑山的比為1.2,所述上接頭（1)內的腔室直徑d與 所述上噴嘴（2)的直徑di的比為8.8,所述上噴嘴（2)采用出口帶圓柱段的錐度為23度的漸 縮形噴嘴。
[0031] 水力振蕩器原理如下：
[0032] 1、自激振蕩脈沖產生的機理
[0033] 根據流體誘發(fā)自激振蕩原因，可將流體自激振蕩分為Ξ類：
[0034] A.流體動力學激勵，即通過剪切層不穩(wěn)定性產生擾動，并使擾動放大，再經反饋作 業(yè)使擾動加強。
[0035] B.流體共振激勵，即通過共振波效應引起脈動，在合適的流體結構中產生駐波，將 壓力放大。
[0036] C.流體彈性激勵，即通過結構固體邊界周期性變形來產生脈動。
[0037] 事實上，在實際自激振蕩脈沖中，并不是某一個原因單獨起作用的，往往是Ξ個原 因共同發(fā)生作業(yè)將連續(xù)射流轉變?yōu)槊}沖射流，其機制圖如圖1所示。
[0038] 2、A.流阻:把定常流動狀態(tài)下的流體部件的流阻定義為該流體部件兩端的壓力差 與通過它的流量之比，即：
[0039]
[0040] 當流型為層流時，ΔΡ與G成線性關系，有
[0041]
[0042] 當流型為素流時，A P與G的關系為：
[00創(chuàng) AP=KG。
[0044] Rm=KGW
[0045] 式中：u-速度;d-入口或出口直徑；1-入口或出口段長度;η-流體的特性系數;μ-流 體的動力粘性系數;Ρ-流體的密度
[0046] 流阻的大小是由化Imholtz共振腔本身的結構參數和材料決定的，就如同電阻是 由本身的結構尺寸和材料性質決定，而與電流和電壓無關一樣，但是目前還沒有計算流阻 的理論公式，為了方便計算，根據流體網絡理論給出了它的定義，由定義可W知道，對于層 流來說，只要流體類型確定，入口和出口的結構一定，流阻就相應地確定下來，而對于本文 所研究的化Imholtz共振腔而言，流體流態(tài)全部為素流狀態(tài)，所W流阻除了與流量有關W 夕h還與流性指數、經驗常數有關。
[0047] B.流容
[0048] 實際流體都存在可壓縮性，對于液體來說，要在較大的壓力下才能表現(xiàn)出。任何體 積一定的容器都具有可壓縮流體相聯(lián)系的流體容量，容器內壓力的變化會引起其中流體質 量的變化，容器內流體質量隨壓力的升高而增加，即容器內將產生質量的聚集，Helmholtz 共振腔利用了碰撞下游壁的邊界層流體反饋、放大產生壓力的變化，從而導致流量的變化。
[0049] 流體的流容定義為體積的變化與引起體積變化的壓力變化之比，即：
[(K)加]
[0化1] 對于流體管路，流容為
.式中，α-聲速。 '5'
[0052] 3、流感
[0053] 在流體網格理論中，任何發(fā)生高速瞬態(tài)流動的地方，都會由于流體的慣性使流體 質量加速或減速，導致壓力的變化。與電學中的電感定義相對應，流感可W定義為管兩端的 壓力變化與流量變化率之比，即
進一步推導得:Lm=l/A，
[0054] 式中a-腔室長度;A-腔室截面積。
[0055] 流感是液體慣性的表現(xiàn)，它把壓能轉變?yōu)閯幽芏鎯ζ饋怼?br>[0056] 在后面的討論中，采用的是質量流阻、質量流感、質量流容，為方便書寫，將下標" m"略去。
[0057] 4、求解化Imholtz共振腔的固有頻率
[0058] 共振腔結構示意