Aufbau und Funktionsprinzip des hydraulischen Oszillators

Funktionsprinzip des hydraulischen Oszillators

Der Antriebsteil bewirkt periodische Änderungen des vorgelagerten Drucks, die auf den Federnippel einwirken und dazu führen, dass der Federnippel die innere Feder kontinuierlich zusammendrückt, was Vibrationen verursacht.

Der Druck der durch das Gelenk strömenden Flüssigkeit ändert sich periodisch und wirkt auf die darin befindliche Feder. Da der Druck mal hoch, mal niedrig ist, bewegt sich der Kolben des Gelenks unter dem Einfluss von Druck und Federkraft axial hin und her. Dies bewirkt, dass sich auch andere, mit dem Werkzeug verbundene Bohrwerkzeuge axial hin und her bewegen. Da die Kompression der Feder Energie verbraucht, wirken beim Freisetzen 75 % der Kraft nach unten, in Richtung des Bohrers, und die restlichen 25 % nach oben, vom Bohrer weg.

Der hydraulische Oszillator versetzt die Bohrwerkzeuge in eine Längs-Hin- und Herbewegung im Bohrloch, wodurch die statische Reibung der Bohrwerkzeuge am Bohrlochgrund in Gleitreibung umgewandelt wird. Dies reduziert den Reibungswiderstand erheblich, sodass die Werkzeuge die durch die Bohrlochrichtung verursachten Stöße effektiv abfedern können. Der daraus resultierende Schleppeffekt der Bohrwerkzeuge gewährleistet eine effektive Kraftübertragung auf den Bohrkopf (WOB).

Zwischen der Schwingungsfrequenz und dem Durchfluss durch das Werkzeug besteht ein linearer Zusammenhang (Frequenzbereich: 9 bis 26 Hz). Die Beschleunigung beim momentanen Aufprall des Werkzeugs beträgt das 1- bis 3-Fache der Erdbeschleunigung.