油圧振動器の構造と動作原理

油圧振動器の動作原理

動力部は、上流側の圧力に周期的な変化を生じさせ、それがスプリングニップルに作用することで、スプリングニップルが内部のスプリングを継続的に押し付け、振動を引き起こす。

サブジョイントを通過する流体の圧力は周期的に変化し、サブジョイント内部のスプリングに作用します。圧力は高くなる時と低くなる時があるため、サブジョイントのピストンは圧力とスプリングの二重作用によって軸方向に往復運動します。これにより、ツールに接続された他のドリルツールも軸方向に往復運動します。スプリングの圧縮にはエネルギーが消費されるため、エネルギーが解放されると、力の75%はドリルビットの方向に向かって下向きに、残りの25%はドリルビットから離れる方向に向かって上向きに作用します。

油圧式振動装置により、掘削ツールが上下に往復運動し、坑井内で縦方向の往復運動が発生します。これにより、坑底における掘削ツールの一時的な静止摩擦が動摩擦に変化します。この摩擦​​抵抗が大幅に低減されるため、ツールは坑井軌道による衝撃を効果的に軽減できます。結果として生じる掘削ツールの引きずり現象により、効果的なWOB（掘削荷重）が確保されます。

振動周波数とツールを通過する流量の間には線形関係があり、周波数範囲は9～26Hzです。ツールの瞬間的な衝撃の加速度範囲は、重力加速度の1～3倍です。