CN103452481A - 一种井下增压器 - Google Patents

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苏少航
徐依吉
巢建伟
何云松
苗乃明
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Abstract

本发明公开了一种井下增压器，包括动力单元、动力转换单元、增压单元和阀组等几个部分。实现超高压射流破岩技术的关键是要制造出产生超高压水射流的增压装置，而大部分的增压装置是以水压力为动力来推动大活塞、大活塞再推动小活塞来对一小部分钻井液增压，此类装置有两个技术难题：(1)增压器的流道较为复杂，加工安装极为不方便；(2)增压器的换向装置的寿命短、密封性不好，导致整体增压器的寿命短。一种新型增压器，以螺杆泵为动力源，通过一个转换部件将螺杆泵的旋转运动转换为柱塞的往复运动来对井下的部分钻井液实现增压。该增压器机构简单、加工方便，避开了常见井下增压器换向阀密封不好、寿命短的问题。

Description

一种井下增压器
技术领域
本发明涉及钻井设备，具体涉及一种井下增压器。
背景技术
超高压射流破岩技术是提高钻井机械钻速的新技术之一。实现这项技术的关键是要制造出产生超高压水射流的增压装置，目前实现钻井液增压的方式有地面增压和井下增压两种。将钻井液在地面增压后再输送到钻头困难很大，为此，国内外很多专家研究设计了各种各样的井下增压装置，而大部分的增压装置是以水压力为动力来推动大活塞、大活塞再推动小活塞来对一小部分钻井液增压，此类装置有两个技术难题：(1)增压器的流道较为复杂，加工安装极为不方便；(2)增压器的换向装置的寿命短、密封性不好，导致整体增压器的寿命短。为此，根据以上问题设计了一种新型的增压器，该增压器是以螺杆泵为动力源，再通过一个转换部件将螺杆泵的旋转运动转换为柱塞的往复运动来对井下的部分钻井液实现增压。该增压器的显著特点是机构简单、加工方便，避开了常见井下增压器换向阀密封不好、寿命短的问题。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述现有存在的问题，提供一种新型的增压器，以解决井下增压器换向阀密封不好、寿命短及可制造性差的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种井下增压器，包括动力单元、动力转换单元、增压单元和阀组；所述动力单元，将螺杆泵作为动力单元的核心部件以通过改变泵的头数和流量来满足对输出扭矩和转速的要求，它将钻井液的水力能量以扭矩的形式输出，并通过螺杆泵传动轴1将其传递给动力轴2，所需螺杆泵传动轴的外螺纹接头改为内螺纹接头；所述动力转换单元，包括核心部件动力轴2、动力转换体6、花键筒8和外筒3、销轴4、保护套5、花键轴7。由动力轴2传递下来的扭矩，经动力转换体6的运动转换，将沿动力轴轴线的旋转运动转换为沿动力转换体6轴向的往复运动。在转换过程中有对增压过程无用未转换完全的扭矩通过下端的花键筒8来抵消。并采用双销轴结构实现稳定换向；所述增压单元，包括柱塞16、柱塞外筒14、柱塞缸体17及接头9、密封圈lO、蝶簧轴ll、蝶簧12、蝶簧筒13、流道15，由螺杆泵传动轴1传递的动力经动力转换单元将旋转运动转化为轴向的往复运动，并带动柱塞16做往复运动，从而实现对部分钻井液增压的目的；所述阀组，包括阀体18、阀芯19及弹簧20。
附图说明
图1是增压器结构示意图。
图中l-螺杆泵传动轴、2-动力轴、3-外筒、4-销轴、5-保护套、6-动力转换体、7-花键轴、8-花键筒、9-接头、lO-密封圈、ll-蝶簧轴、12-蝶簧、13-蝶簧筒、14-柱塞外筒、15-流道、16-柱塞、17-柱塞缸体、18-阀体、19-阀芯、20-弹簧。
具体实施方式
在钻井过程中，钻井液依靠水力作用驱动井下螺杆马达做旋转运动，由动力轴2和动力转换体6将螺杆马达的旋转运动转换为柱塞16的往复运动，并带动花键轴7、蝶簧轴11、柱塞16做下行运动，阀门关闭实现对缸内钻井液的增压；在蝶簧12的推动下，花键轴7、蝶簧轴11、柱塞16上行，阀门开启吸人钻井液，这样往复运动一次就完成了增压器的一次增压过程。
在整个增压过程中，高压钻井液的进出都是由一个阀体来完成的。钻井液从螺杆泵的传动轴1流出，经动力轴2内流道一动力转换体6内流道一花键轴7内流道进入蝶簧轴ll内流道，并从蝶簧轴1l尾端的侧孔流出。经柱塞16外围一缸体17内流道汇集在缸体17下部的空腔内，未被增压的钻井液从钻头的喷嘴喷出。在柱塞16上行时，阀芯19上行，钻井液从空腔经阀芯19的外围进入缸体17；柱塞16下行时，阀芯19落下，高压钻井液由阀芯19的中心小孔流出，实现对部分钻井液的增压。

Claims (2)

1.一种井下增压器，其特征在于：包括动力单元、动力转换单元、增压单元和阀组；所述动力单元，在动力单元中，包括螺杆泵和螺杆泵传动轴1；所述动力转换单元，包括核心部件动力轴2、动力转换体6、花键筒8和外筒3、销轴4、保护套5、花键轴7；所述增压单元，包括柱塞16、柱塞外筒14及接头9、密封圈lO、蝶簧轴ll、蝶簧12、蝶簧筒13、流道15；所述阀组，包括阀体18、阀芯19及弹簧20。
2.根据权利要求1所述井下增压器，其特征在于：所述动力转换单元中采用双销轴结构。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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