CN114991671B - 一种井下自增压式射流装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种井下自增压式射流装置，包括：壳体，壳体一端设有入流口；动力总成包括动力定子和动力转子，动力转子可绕自身轴线旋转的安装在动力定子内，动力定子与动力转子之间设有驱动腔，且动力转子内部中空，形成安装腔；加压总成，加压总成包括螺杆泵，螺杆泵包括螺杆定子和嵌套其内的螺杆转子，螺杆转子与壳体连接，螺杆定子与螺杆转子之间设有加压腔；上部万向轴，与动力转子连接，且上部万向轴上设有分流口，分流口具有相互连通的第一端口和第二端口，第一端口与驱动腔相连通，第二端口与加压腔相连通；钻头，与动力转子连接，钻头上设有喷水孔和溢流孔，喷水孔与加压腔相对远离入流口一端相连通，溢流孔与驱动腔相连通。

Description

一种井下自增压式射流装置

技术领域

本公开涉及钻井领域，具体涉及一种井下自增压式射流装置。

背景技术

目前，在国内外的钻井施工作业中，直井、定向井和水平井中螺杆钻具作为一种经济、皮实耐用的动力钻具，其使用已经相当普遍。但是随着钻井技术水平和工艺装备、钻头等的发展水平越来越高，而世界各国为了环保要求、提高产量、老井改造、超深井、海洋钻井和钻探新区块的探井，地层复杂程度越来越高、超硬地层、复杂地层越来越多、特别是钻井提速指标要求越来越高，所以对钻井用的井下动力钻具螺杆钻具提出了越来越高的要求，国外也有类似的相关研究，已经得到部分应用，我们国家的实际需求也越来越多。

目前，传统的螺杆钻具在进行深井作业过程中，在遇到坚硬地层，钻头受到较大的轴向压力和振动破坏，容易造成钻头损坏，且钻井速度大幅下降。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种井下自增压式射流装置。

第一方面，一种井下自增压式射流装置，包括：

壳体，所述壳体一端设有可供钻井泥浆进入的入流口；

动力总成，安装在所述壳体上，所述动力总成包括动力定子和动力转子，所述动力转子可绕自身轴线旋转的安装在所述动力定子内，所述动力定子与所述动力转子之间设有驱动腔，且所述动力转子内部中空，形成安装腔；

加压总成，安装在所述安装腔内，所述加压总成包括螺杆泵，所述螺杆泵包括螺杆定子和嵌套其内的螺杆转子，所述螺杆转子与所述壳体连接，所述螺杆定子与螺杆转子之间设有加压腔；

上部万向轴，与所述动力转子连接，且所述上部万向轴上设有分流口，分流口具有相互连通的第一端口和第二端口，所述第一端口与所述驱动腔相连通，所述第二端口与所述加压腔相连通；

钻头，与所述动力转子连接，所述钻头上设有喷水孔和溢流孔，所述喷水孔与加压腔相对远离入流口一端相连通，所述溢流孔与所述驱动腔相连通。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括扶正总成，所述扶正总成安装在所述壳体靠近所述入流口一侧，所述扶正总成与所述上部万向轴螺纹连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括传动总成和挠轴，所述传动总成一端与所述壳体螺纹连接，另一端与所述钻头螺纹连接，所述挠轴一端与所述动力转子螺纹连接，另一端与所述传动总成传动连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述传动总成与所述挠轴之间设有水帽接头。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述水帽接头具有相互连通的入水口出水口，所述入水口与所述驱动腔相连通，所述出水口与所述溢流孔相连通。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述加压总成包括至少两组螺杆泵，相邻两组所述螺杆泵之间的螺杆定子螺纹连接，相邻两组所述螺杆泵之间的螺杆转子螺纹连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，多组所述分流口沿所述上部万向轴圆周方向排布。

本发明的有益效果：本申请公开一种井下自增压式射流装置，与泥浆泵连接，所述井下自增压式射流装置包括壳体，所述壳体上设有动力总成、加压总成和钻头。所述动力总成包括动力定子和动力转子，所述动力转子可绕自身轴线旋转的安装在所述动力定子内，所述动力定子与所述动力定子之间设有驱动腔，且所述动力转子内部中空，形成安装腔；所述加压总成包括包括螺杆泵，所述螺杆泵包括螺杆定子和嵌套其内的螺杆转子，所述螺杆转子与所述壳体连接，所述螺杆定子与螺杆转子之间设有加压腔，且所述螺杆定子上设有分流口，所述分流口的两端分别与所述驱动腔、所述加压腔相连通；所述钻头与述动力转子连接，所述钻头上设有喷水孔，所述喷水孔与加压腔相对远离入流口一端相连通。

钻井泥浆从入流口进入后，一部分进入驱动腔内，带动动力转子沿自身轴线旋转，进而带动与其连接的钻头旋转，最后从泥浆由溢流孔流出，进行钻井作业；通过在上部万向轴上设有分流口，所述分流口分别与驱动腔和加压腔相连通，另一部分泥浆依次通过分流口的第一端口、第二端口进入加压腔内，带动螺杆定子旋转，对加压腔内的泥浆进行加压，高压泥浆由喷水孔喷出，在钻头钻井之前，提前对坚硬地层进行高压喷射，提高钻井效率的同时，提高钻头使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请的一种井下自增压式射流装置的一种实施例上部分示意图；

图2是本申请的一种井下自增压式射流装置的一种实施例下部分示意图；

1-1、加长壳体；1-2、直壳体；1-3、弯壳体；2、转换接头；3、扶正总成；4、上部万向轴；5、动力定子；6、动力转子；7、螺杆定子；8、螺杆转子；9、挠轴；10、水帽接头；11、传动总成；110、喷嘴；12、钻头；120、溢流孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

如图1和图2所示，一种井下自增压式射流装置，包括：壳体，所述壳体一端设有可供钻井泥浆进入的入流口；动力总成，安装在所述壳体上，所述动力总成包括动力定子5和动力转子6，所述动力转子6可绕自身轴线旋转的安装在所述动力定子5内，所述动力定子5与所述动力转子6之间设有驱动腔，且所述动力转子6内部中空，形成安装腔；加压总成，安装在所述安装腔内，所述加压总成包括螺杆泵，所述螺杆泵包括螺杆定子7和嵌套其内的螺杆转子8，所述螺杆转子8与所述壳体连接，所述螺杆定子7与螺杆转子8之间设有加压腔；上部万向轴4，与所述动力转子6连接，且所述上部万向轴4上设有分流口，分流口具有相互连通的第一端口和第二端口，所述第一端口与所述驱动腔相连通，所述第二端口与所述加压腔相连通；钻头12，与所述动力转子6连接，所述钻头12上设有喷水孔和溢流孔120，所述喷水孔与加压腔相对远离入流口一端相连通，所述溢流孔120与所述驱动腔相连通。

其中，所述壳体包括加长外壳体，直壳体1-2和弯壳体1-3，且所述加长壳体1-1、动力定子5、直壳体1-2和弯壳体1-3依次连接。所述直壳体1-2远离所述钻头12一端设有螺纹连接的转换接头2，所述转换接头2设有入流口，用于与所述泥浆泵连接。

工作原理：钻井泥浆从入流口进入后，一部分进入驱动腔内，带动动力转子6沿自身轴线旋转，进而带动与其连接的钻头12旋转，最后从溢流孔120流出，进行钻井作业，通过在上部万向轴4上设有分流口，所述分流口分别与驱动腔和加压腔相连通，另一部分泥浆依次通过分流口的第一端口和第二端口进入加压腔内，通过螺杆定子7旋转，对加压腔内的泥浆进行加压，高压泥浆由喷水孔喷出，在钻头12钻井之前，提前实现对坚硬地层的高压喷射，提高钻井效率的同时，提高钻头12使用寿命。

进一步地，还包括扶正总成3，所述扶正总成3安装在所述壳体靠近所述入流口一侧，所述扶正总成3与所述上部万向轴4螺纹连接。

其中，所述扶正总成3安装在所述加长壳体1-1内部，所述加长壳体1-1内部还设有与其螺纹连接的固定接头，所述固定接头一端与所述转换接头2螺纹连接，另一端与所述螺杆泵转子固定连接。

进一步地，还包括传动总成11和挠轴9，所述传动总成11一端与所述壳体螺纹连接，另一端与所述钻头12螺纹连接，所述挠轴9一端与所述动力转子6螺纹连接，另一端与所述传动总成11传动连接。

其中，所述传动总成11与弯壳体1-3螺纹连接，所述传动总成11与所述挠轴9之间设有水帽接头10，具体地，所述水帽接头10一端与所述挠轴9螺纹连接，另一端与所述传动总成11连接。所述传动总成11包括喷嘴110，所述喷嘴110与所述挠轴9螺纹连接。所述喷嘴110一端与所述加压腔相连通，另一端与所述喷水孔相连通。

进一步地，所述水帽接头10具有相互连通的入水口和出水口，所述入水口与所述驱动腔相连通，所述出水口与所述溢流孔120相连通。

工作原理：所述驱动腔内的泥浆进入水帽接头的入水口，依次经过吹水口和溢流孔120排出；所述加压腔内的泥浆经过喷嘴110，最后通过钻头12上的喷水口喷出，实现对坚硬地层的预先冲击，提高钻头12对坚硬地层的开钻效果。

进一步地，所述加压总成包括至少两组螺杆泵，相邻两组所述螺杆泵之间的螺杆定子7螺纹连接，相邻两组所述螺杆泵之间的螺杆转子8螺纹连接。

其中，在本事实例中，设置三组螺杆泵，多组螺杆泵螺杆串联，一方面方便运输安装，另一方面提高对泥浆的加压效果。

进一步地，多组所述分流口沿所述上部万向轴4圆周方向排布。用于驱动腔内的一部分泥浆分流至所述加压腔内。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种井下自增压式射流装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体一端设有可供钻井泥浆进入的入流口；

动力总成，安装在所述壳体上，所述动力总成包括动力定子(5)和动力转子(6)，所述动力转子(6)可绕自身轴线旋转的安装在所述动力定子(5)内，所述动力定子(5)与所述动力转子(6)之间设有驱动腔，且所述动力转子(6)内部中空，形成安装腔；

加压总成，安装在所述安装腔内，所述加压总成包括螺杆泵，所述螺杆泵包括螺杆定子(7)和嵌套其内的螺杆转子(8)，所述螺杆转子(8)与所述壳体连接，所述螺杆定子(7)与螺杆转子(8)之间设有加压腔，所述加压总成包括至少两组螺杆泵，相邻两组所述螺杆泵之间的螺杆定子(7)螺纹连接，相邻两组所述螺杆泵之间的螺杆转子(8)螺纹连接；

上部万向轴(4)，与所述动力转子(6)连接，且所述上部万向轴(4)上设有分流口，所述分流口具有相互连通的第一端口和第二端口，所述第一端口与所述驱动腔相连通，所述第二端口与所述加压腔相连通；

钻头(12)，与所述动力转子(6)连接，所述钻头(12)上设有喷水孔和溢流孔(120)，所述喷水孔与加压腔相对远离入流口一端相连通，所述溢流孔(120)与所述驱动腔相连通。

2.根据权利要求1所述的一种井下自增压式射流装置，其特征在于：还包括扶正总成(3)，所述扶正总成(3)安装在所述壳体靠近所述入流口一侧，所述扶正总成(3)与所述上部万向轴(4)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种井下自增压式射流装置，其特征在于：还包括传动总成(11)和挠轴(9)，所述传动总成(11)一端与所述壳体螺纹连接，另一端与所述钻头(12)螺纹连接，所述挠轴一端与所述动力转子(6)螺纹连接，另一端与所述传动总成(11)传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种井下自增压式射流装置，其特征在于：所述传动总成(11)与所述挠轴(9)之间设有水帽接头(10)。

5.根据权利要求4所述的一种井下自增压式射流装置，其特征在于：所述水帽接头(10)具有相互连通的入水口和出水口，所述入水口与所述驱动腔相连通，所述出水口与所述溢流孔(120)相连通。

6.根据权利要求1所述的一种井下自增压式射流装置，其特征在于：多组所述分流口沿所述上部万向轴(4)圆周方向排布。

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