CN102220843A - 涡轮式负压脉冲喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及负压脉冲喷嘴技术领域，是一种涡轮式负压脉冲喷嘴；其包括喷嘴本体，涡轮片和卡簧；喷嘴本体内部有通孔，通孔的上部有凸台，在通孔的下部内侧有环形的卡簧安装槽，在凹槽内固定安装有卡簧，卡簧与凸台之间安装有可移动的涡轮片，涡轮片的外径大于凸台的内径。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过更换不同型号的涡轮片应用于不同流体的钻井作业，因此适用性强；通过改变涡轮片与喷嘴腔道重叠面积来控制流体的过流通道，使得钻井流体在井底形成负压脉冲；因此脉冲射流效果稳定好，可靠性强。
Description
技术领域
本发明涉及负压脉冲喷嘴技术领域，是一种涡轮式负压脉冲喷嘴。
背景技术
随着油气资源勘探开发脚步加快，油气田对钻井提速的要求与日剧增，欠平衡钻井技术和喷射钻井技术在钻井提速方面的技术优势已很难满足钻井市场的需求；近年来广泛研究的负压脉冲射流欠平衡钻井技术既综合了欠平衡钻井技术和喷射钻井技术的优点，又克服了其各自的不足，是一种比较理想的钻井技术；但在使用过程中，脉冲发生装置的使用效果不佳、可靠性差成为制约负压脉冲射流欠平衡钻井技术发展的瓶颈，现常使用脉冲喷嘴有自激脉冲谐振射流喷嘴、断续脉动射流喷嘴和自振脉冲喷嘴；自激脉冲谐振射流喷嘴克服了连续射流喷嘴持续能量小的缺点,提高了射流的瞬时打击力、有效喷射距离和射流到达井底时的水力能量；但其在气基流体和气液混相流体钻井中的应用效果较差；断续脉动射流喷嘴一定程度上提高了射流的冲击压力，喷嘴射流冲击作用面积减小而冲击压力梯度增加，改善了射流清除钻头下方岩屑的作用和井底净化效果，但其在大尺寸井眼大排量流体钻井时脉动频率难以控制，频率过高致使水力能量聚集时间短，射流冲击力提升效果不佳；另外，该喷嘴在气体、充气钻井中尚未得到可靠的试验效果；使用自振脉冲喷嘴时，当粘性流体通过该喷嘴后可产生大脉动压力的脉冲射流,提高了钻井流体水力喷射的冲蚀破碎能力，但对于粘度较小的流体和气液混相流体效果较差。
发明内容
本发明提供了一种涡轮式负压脉冲喷嘴，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有喷嘴适用性差，脉冲射流效果不稳定、可靠性差的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种涡轮式负压脉冲喷嘴，包括喷嘴本体，涡轮片和卡簧；喷嘴本体内部有通孔，通孔的上部有凸台，在通孔的下部内侧有环形的卡簧安装槽，在凹槽内固定安装有卡簧，卡簧与凸台之间安装有可移动的涡轮片，涡轮片的外径大于凸台的内径。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述涡轮片斜坡面角度可在15°至60°之间。
上述凸台的内部可呈上窄下宽的弧形。
上述喷嘴本体的外部可呈上窄下宽的阶梯状。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过更换不同型号的涡轮片应用于不同流体的钻井作业，因此适用性强；通过改变涡轮片与喷嘴腔道重叠面积来控制流体的过流通道，使得钻井流体在井底形成负压脉冲；因此脉冲射流效果稳定好，可靠性强。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1的仰视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为喷嘴本体，2为涡轮片，3为卡簧，4为通孔，5为凸台。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2所示，该涡轮式负压脉冲喷嘴包括喷嘴本体1，涡轮片2和卡簧3；喷嘴本体1内部有通孔4，通孔4的上部有凸台5，在通孔4的下部内侧有环形的卡簧安装槽，在卡簧安装槽内固定安装有卡簧3，卡簧3与凸台5之间安装有可移动的涡轮片2，涡轮片2的外径大于凸台5的内径。
可根据实际需要，对上述涡轮式负压脉冲喷嘴作进一步优化或/和改进：
根据需要，涡轮片2斜坡面角度在15°至60°之间。
如附图1所示，凸台5的内部呈上窄下宽的弧形；这样可以控制流体的流速，同时使流体与涡轮片2的接触面积增大，使喷射流增大。
如附图1所示，喷嘴本体1的外部呈上窄下宽的阶梯状；便于本发明的安装，同时可以节约材料来保证喷嘴本体1的内部有适合于涡轮片2的口径。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程：钻井流体从通孔4内通过时，涡轮片2的斜坡面受到钻井流体的作用力后，平行于涡轮片2的径向力推动涡轮片2高速旋转，进而通过改变涡轮片2与通孔4重叠面积来控制流体的过流量，使得钻井流体在井底形成负压脉冲，对井下进行净化并对钻头进行清洁。
Claims (5)
1.一种涡轮式负压脉冲喷嘴，其特征在于包括喷嘴本体，涡轮片和卡簧；喷嘴本体内部有通孔，通孔的上部有凸台，在通孔的下部内侧有环形的卡簧安装槽，在凹槽内固定安装有卡簧，卡簧与凸台之间安装有可移动的涡轮片，涡轮片的外径大于凸台的内径。
2.根据权利要求1所述的涡轮式负压脉冲喷嘴，其特征在于涡轮片斜坡面角度在15°至60°之间。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮式负压脉冲喷嘴，其特征在于凸台的内部呈上窄下宽的弧形。
4.根据权利要求1或2所述的涡轮式负压脉冲喷嘴，其特征在于喷嘴本体的外部呈上窄下宽的阶梯状。
5.根据权利要求3所述的涡轮式负压脉冲喷嘴，其特征在于喷嘴本体的外部呈上窄下宽的阶梯状。
Priority Applications (1)
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| CN2011101657981A CN102220843A (zh) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | 涡轮式负压脉冲喷嘴 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN102220843A (zh) |
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| CN102434102A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-05-02 | 中国石油大学(北京) | 一种脉冲空化多孔射流喷嘴 |
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2011
- 2011-06-20 CN CN2011101657981A patent/CN102220843A/zh active Pending
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