CN116104455A - 一种双梯度钻井用井筒液力举升泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到海洋钻井工具技术领域的一种双梯度钻井用井筒液力举升泵，主要由涡轮节、泵节、中间接头、桥式通道总成组成。涡轮节主要由涡轮定子、涡轮转子、涡轮轴等组成，其主要作用是将钻井液的液力能转化为涡轮轴上的机械能。泵节主要由泵叶轮、泵导叶、泵轴等组成，其主要作用是将从泵轴输送来的机械能转化为泵节中液体的液压能。桥式通道总成与中间接头将涡轮节和泵节连接为整体，联通涡轮节和泵节中的流道，传递涡轮轴的机械能到泵轴上。泵节中的泵叶轮在泵轴的带动下，将井筒液吸入泵节中，并对井筒液做功后泵送至地面。合理地调节输入的钻井液流量和泵出的井筒液流量的差值，就可以有效地调节井筒中井筒液对井底形成的压力。

Description

一种双梯度钻井用井筒液力举升泵

技术领域

本发明涉及海洋钻井工具技术领域，特别是用于双梯度钻井技术中的井筒液力举升泵。

背景技术

双梯度钻井技术是海洋钻井技术中的一种精细控压钻井技术。在该钻井技术的施工中，井筒中有两种密度不同的井筒液，通常是海水和钻井液，故呈现出两种不同的压力梯度。井筒中两种不同密度的井筒液共同对井底形成压力，通过改变这两种不同密度的井筒液的比例可实现钻井时所需要的欠平衡、过平衡等作业状态。这种灵活的调压方式特别适用于在压力窗口窄的地层中钻进，可以有效处理因作业压力窗口窄而出现的井漏、井涌等风险，并可简化井身结构，实现安全而低成本的钻井作业，在海洋深水钻井中更具良好的优势。在现有技术中，为了实现井筒双梯度，主要有双密度双梯度、海底泵举升双梯度、双层管钻井双梯度的实施方式，其中双密度双梯度钻井技术的响应时间长，只能在隔水管段注入低密度介质，对井底压力调控范围有限；海底泵举升双梯度钻井技术的设备复杂，成本高昂，且只能在泥线以上调控井筒液对井底的压力，调控范围有限；双层管钻井双梯度采用双层钻杆加井筒泵的方式来进行钻进作业，双层钻杆中有两条流体通道，其中一条通道用于向井中注入钻井液，另一条通道用于上返井筒液，通过井筒泵抽吸井筒内井筒液的液量来调整整过井筒液对井底形成的压力，其具有调节方便，响应迅速，设备简单，可在全井筒作业而调节范围大的特点。因此，为满足双层管钻井双梯度技术的要求，发明创造出一种双梯度钻井用井筒液力举升泵是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于满足双梯度钻井技术的需要，提供一种双梯度钻井用井筒液力举升泵。

本发明的技术方案是：

本发明一种双梯度钻井用井筒液力举升泵，主要由涡轮节、泵节、中间接头、桥式通道总成组成。所述涡轮节主要由上接头，内管上接头，涡轮壳体、平衡鼓套、压紧螺母、平衡鼓、涡轮轴、涡轮径向轴承、涡轮壳调节套、涡轮轴调节套、涡轮定子、涡轮转子、过流套、前导流套、涡轮止推轴承、后导流套、轴承调节套、涡轮壳体下接头、涡轮轴下接头等组成。涡轮转子安装在涡轮轴上，为了满足扭矩和功率的要求，将多个涡轮转子成串地安装在涡轮轴上，在每个涡轮转子的前面均安装有涡轮定子，涡轮转子与涡轮定子交替布置，且在轴向和径向上均设有间隙。工作时，从上游来的钻井液首先流入涡轮定子，在涡轮定子叶栅中加速导向后，钻井液又以一定的速度和方向进入涡轮转子，在流经涡轮转子叶栅时，对涡轮转子叶栅产生冲击力，从而驱动涡轮转子旋转，实现将钻井液的液压能转化为机械能。钻井液从涡轮转子中流出后，进入下一级涡轮定子，在下一级涡轮定子中再次导向加速后，进入下一级涡轮转子，再次实现将钻井液的液压能转化为机械能，能量转化过程重复在涡轮定子和涡轮转子串中发生，直到钻井液流出最后一级涡轮转子。在涡轮轴的下段安装有涡轮止推轴承，用以承受涡轮轴上的轴向载荷。在涡轮轴的上段、中部、最下端均安装有涡轮径向轴承，用以承受涡轮轴上的径向载荷，使其在旋转时不偏心。涡轮轴的最上端设有压紧螺母，涡轮轴的最下端设有涡轮轴下接头，压紧螺母和涡轮轴下接头通过螺纹与涡轮轴连接，并将安装在涡轮轴上的涡轮转子、平衡鼓、涡轮径向轴承内环、涡轮止推轴承内圈、涡轮轴调节套、轴承调节套等压紧，使得安装在涡轮轴上的这些零部件与涡轮轴固连为整体，实现了载荷和动力的传递。涡轮轴设置为中空的，中间通孔用着井筒液的上返流道。安装在涡轮轴上段的平衡鼓，其下端面与进入涡轮定子的钻井液接触，其上端面与上返的井筒液接触，且在平衡鼓和平衡鼓套的中心腔之间设有间隙密封，将平衡鼓两端不同压力的液体隔开，这样就造成了平衡鼓下端面的液压力高于上端面的液压力，在平衡鼓上形成一个向上的合力，该合力的方向与涡轮转子工作时形成的轴向力方向相反，从而起到了降低作用在涡轮止推轴承上轴向力的作用，有利于改善涡轮止推轴承的工况。涡轮轴调节套用于调节涡轮轴上零件的装配误差。轴承调节套用于调整涡轮止推轴承的装配误差。上接头和涡轮壳体下接头通过螺纹与涡轮壳体连接，并将安装在涡轮壳体内的涡轮定子、平衡鼓套、涡轮径向轴承外环、涡轮止推轴承外圈、涡轮壳调节套、过流套、前导流套、后导流套等压紧，使这些零部件与涡轮壳体固连为整体，实现承受反作用力和传递载荷。涡轮壳调节套用于调节和补偿涡轮壳体中零件的装配误差。为了保证钻井液在涡轮节中的顺畅流动，在平衡鼓套、涡轮径向轴承外环、涡轮止推轴承外圈、过流套、前导流套、后导流套中，沿圆周方向均开有过流流道，这样从涡轮节的进口到出口，就形成了一条位于安装在涡轮壳体内和安装在涡轮轴上的零部件之间的流道。内管上接头为中空的，其通过螺纹连接于平衡鼓套上端的中心流道上，将涡轮轴的中空流道向上引出，以便和上部钻具连接；涡轮轴下接头为中空的，其连接在涡轮轴上将涡轮轴的中空流道向下延伸。钻井液流道和井筒液上返流道相互独立，互不干涉。

所述泵节主要由泵壳上接头、泵轴上接头、泵壳体、泵轴、泵壳调节套、泵轴调节套、泵径向轴承、前过流套、泵止推轴承、后过流套、轴承调整套、泵导轮、泵叶轮、入口导流套、泵轴下接头、下接头、内管下接头、紧固螺钉等组成。泵叶轮安装在泵轴上，为了满足不同的扬程要求，将多个泵叶轮成串安装在泵轴上，每一个泵叶轮的出口处均安装有泵导轮，泵导轮与泵叶轮交替布置，并形成串联的多级泵。工作时，井筒中的井筒液通过泵级吸入口进入泵节的泵叶轮中，泵叶轮带动其流道中的井筒液运动，泵叶轮中的叶栅叶片对井筒液做功，将机械能转化为井筒液的能量。井筒液被泵叶轮排出后，进入泵导轮，并在泵导轮流道中减速，改变流动方向，然后以合适的速度和方向进入后一级泵叶轮中，其能量被进一步地增加，经过后一级泵导轮减速导向后，再进入下游的泵叶轮和泵导轮，直到流出最后一级的泵导轮，井筒液的能量增加到相应的要求，离开泵节。在泵轴的上段安装有泵止推轴承，用于承受泵轴上的轴向载荷。在泵轴的上部、中部、下部均安装有泵径向轴承，用于承受泵轴上的径向载荷，确保泵轴在旋转时，不发生偏心。泵轴上接头通过螺纹连接在泵轴的最上端，泵轴下接头通过螺纹连接在泵轴的最下端，并将安装在泵轴上的泵叶轮、泵径向轴承内环、泵止推轴承内圈、泵轴调节套、入口导流套等压紧，使得安装在泵轴上的这些零部件与泵轴固连为整体，以实现传递载荷和动力的目的。泵轴设置为中空的，中间通孔用于钻井液的下行流道。泵轴调节套用于调整泵轴上零部件的装配误差。轴承调整套用于调整泵止推轴承的装配误差。泵壳上接头和下接头通过螺纹与泵壳体相连接，并将安装在泵壳体内的泵导轮、泵壳调节套、泵径向轴承外环、泵止推轴承外圈、前过流套、后过流套等压紧，使得这些零部件与泵壳体固连为整体，实现承受反作用力和传递载荷。泵壳调节套用于调节和补偿泵壳体中零件的安装误差。为了使得井筒液在泵节中流动顺畅，在泵径向轴承外环、泵止推轴承外圈、前过流套、后过流套中，沿圆周方向均布开有过流流道，这样从泵的吸入口到排出口，就形成了一条位于安装在泵壳体内和安装在泵轴上的零部件之间的流道。泵轴上接头为中空的，其通过螺纹和泵轴连接在一起，将泵轴的中空流道向上延伸，以便和上部流道联通；泵轴下接头为中空的，其上端通过螺纹和泵轴连接在一起，其下端通过间隙密封插入内管下接头的中心通道中，这样便通过泵轴下接头将泵轴的中空流道由内管下接头向下延伸。泵节中形成的钻井液流道和井筒液上返流道相互独立，互不干涉。内管下接头为双层通道结构，还设有三个沿圆周方向均布的外层通道用作井筒液的吸入通道。内管下接头与下接头之间为间隙配合，并由均布在下接头圆周方向的紧固螺钉固定。

所述桥式通道总成为双层通道结构，由中间管、壳套、上封板、下封板、隔板构成。中间管上设置有上部通道和下部通道，上部通道和下部通道之间不联通。上部通道的下段沿圆周方向开有环形槽，下部通道的上段沿圆周方向开有环形槽。壳套通过对称布置在中间管上的隔板和中间管焊接为整体，并将壳套和中间管之间的环空分割为独立的两部分，其中通过中间管上的环形槽和中间管上部通道联通的环空为井筒液上返通道，该环空上端用上封板封死；其中通过中间管上的环形槽和中间管下部通道联通的环空为钻井液下行通道，该环空下端用下封板封死。在桥式通道总成中，实现了钻井液和井筒液流道切换的要求。

进一步地，涡轮节的涡轮壳体下接头与中间接头通过螺纹相连接，中间接头又与泵节的泵壳上接头通过螺纹连接，且涡轮轴下接头通过螺纹与桥式通道总成相连接，桥式通道总成又与泵轴上接头通过花键连接，从而将涡轮节和泵节固连成一个整体，实现了流道的联通和动力的传递。涡轮节产生的动力由涡轮轴通过桥式通道总成传递到泵轴上，泵轴带动泵叶轮工作。涡轮节在工作时产生的径向载荷和轴向载荷通过涡轮径向轴承和涡轮止推轴承传递到涡轮壳体上；泵节在工作时产生的径向载荷和轴向载荷通过泵径向轴承和泵止推轴承传递到泵壳体上。泵壳体上的载荷通过中间接头传递到涡轮壳体上，涡轮壳体通过上接头将所有的载荷传递到上部钻具中。

进一步地，在桥式通道总成中间管的内花键和泵轴上接头的外花键之间，设置了橡胶密封垫，用以密封花键连接之间的间隙。

进一步地，将桥式通道总成壳套的外壁和中间接头的内壁之间设置为间隙密封，以防止桥式通道总成两端不同的液体掺混。

本发明的有益效果在于：(1)本发明所述井筒举升泵通过调节送入钻井液流量来改变反排出井筒液的流量，可方便调节双梯度钻井过程中的井底压力，具有响应迅速，调节方便的特点，可灵活地适应复杂地层的压力变化；(2)本发明所述井筒举升泵驱动方式简单，对现有钻机系统改动小，具有较强的普遍适应性。

附图说明

图1是本发明一种双梯度钻井用井筒液力举升泵的结构示意图；

图2是图1中A-A的断面图；

图3是图1中B-B的断面图；

图4是图1中C-C的断面图；

图5是图1中D-D的断面图；

图6是图1中E-E的断面图；

图7是图1中F-F的断面图；

图8是图1中G-G的断面图；

图9是图1中H-H的断面图；

图10是图1所述一种双梯度钻井用井筒举升泵的工作原理示意图。

图中：1.上接头，2.内管上接头，3.涡轮壳体，4.平衡鼓套，5.压紧螺母，6.平衡鼓，7.涡轮轴，8.涡轮径向轴承，9.涡轮壳调节套，10.涡轮轴调节套，11.涡轮定子，12.涡轮转子,13.涡轮壳调节套，14.涡轮轴调节套，15.涡轮径向轴承，16.过流套，17.前导流套，18.涡轮止推轴承，19.后导流套，20.轴承调节套，21.涡轮径向轴承，22.涡轮壳体下接头，23.涡轮轴下接头，24.中间接头，25.中间管，26.上封板，27.壳套，28.下封板，29.橡胶密封垫，30.泵壳上接头，31.泵轴上接头，32.泵壳体，33.泵轴，34.泵壳调节套，35.泵轴调节套，36.泵径向轴承，37.前过流套，38.泵止推轴承，39.后过流套，40.轴承调整套，41.泵径向轴承，42.泵壳调节套，43.泵轴调节套，44.泵导轮，45.泵叶轮，46.泵径向轴承，47.入口导流套，48.泵壳调节套，49.泵轴下接头，50.下接头，51.内管下接头，52.紧固螺钉，53.隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案作具体说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本发明一种双梯度钻井用井筒液力举升泵，主要由涡轮节、泵节、中间接头24、桥式通道总成组成。所述涡轮节主要由上接头1，内管上接头2，涡轮壳体3、平衡鼓套4、压紧螺母5、平衡鼓6、涡轮轴7、涡轮径向轴承(8、15、21)、涡轮壳调节套(9、13)、涡轮轴调节套(10、14)、涡轮定子11、涡轮转子12、过流套16、前导流套17、涡轮止推轴承18、后导流套19、轴承调节套20、涡轮壳体下接头22、涡轮轴下接头23等组成。涡轮转子12通过间隙配合的方式安装在涡轮轴7上，为了满足扭矩和功率的要求，将多个涡轮转子12成串地安装在涡轮轴7上，在每个涡轮转子12的前面均安装有涡轮定子11，涡轮转子12与涡轮定子11交替布置，且在轴向和径向上均设有间隙。工作时，从上游来的钻井液首先流入涡轮定子11，在涡轮定子11叶栅中加速导向后，钻井液又以一定的速度和方向进入涡轮转子12，在流经涡轮转子12叶栅时，对涡轮转子12叶栅产生冲击力，从而驱动涡轮转子12旋转，实现将钻井液的液压能转化为机械能，能量转化过程重复在涡轮定子11和涡轮转子12中发生，直到钻井液流出最后一级涡轮转子12。在涡轮轴7的下段安装有涡轮止推轴承18，用以承受涡轮轴7上的轴向载荷。在涡轮轴7的上段、中部、最下端均安装有涡轮径向轴承(8、15、21)，用以承受涡轮轴7上的径向载荷。涡轮轴7的最上端设有压紧螺母5，涡轮轴7的最下端设有涡轮轴下接头23，压紧螺母5和涡轮轴下接头23通过螺纹与涡轮轴7连接，将安装在涡轮轴7上的涡轮转子12、平衡鼓6、涡轮径向轴承(8、15、21)内环、涡轮止推轴承(18)内圈、涡轮轴调节套(10、14)、轴承调节套20等压紧，使得安装在涡轮轴7上的这些零部件与涡轮轴7固连为整体，以实现载荷和动力的传递。涡轮轴7设置为中空的，中间通孔用着井筒液上返流道。安装在涡轮轴7上段的平衡鼓6，其下端面与进入涡轮定子11的钻井液接触，其上端面与上返的井筒液接触，且在平衡鼓6和平衡鼓套4的中心腔之间设有间隙密封，将平衡鼓6两端不同压力的液体隔开，使得平衡鼓6下端面的液压力高于上端面的液压力，在平衡鼓6上形成一个向上的合力。涡轮轴调节套(10、14)用于调节涡轮轴7上零件的装配误差。轴承调节套20用于调整涡轮止推轴承18的装配误差。上接头1和涡轮壳体下接头22通过螺纹与涡轮壳体3连接，并将安装在涡轮壳体3内的涡轮定子11、平衡鼓套4、涡轮径向轴承(8、15、21)外环、涡轮止推轴承18外圈、涡轮壳调节套(9、13)、过流套16、前导流套17、后导流套19等压紧，使这些零件与涡轮壳体3固连为整体，实现承受反作用力和传递载荷。涡轮壳调节套(9、13)用于调节和补偿涡轮壳体3中零件的装配误差。在平衡鼓套4、涡轮径向轴承(8、15、21)外环、涡轮止推轴承18外圈、过流套16、前导流套17、后导流套19中，沿圆周方向均开有过流流道，从涡轮的进口到出口，形成一条位于安装在涡轮壳体内3和安装在涡轮轴7上的零部件之间的流道。这样从涡轮节的进口到出口，就形成了一条位于安装在涡轮壳体内和安装在涡轮轴上的零部件之间的流道。内管上接头2为中空的，其通过螺纹连接于平衡鼓套4上的中心流道上，将涡轮轴7的中空流道向上引出，以便和上部钻具连接；涡轮轴下接头23为中空的，其连接在涡轮轴7上，将涡轮轴7的中空流道向下延伸。

如图1、图8、图9所示，所述泵节主要由泵壳上接头30、泵轴上接头31、泵壳体32、泵轴33、泵壳调节套(34、42、48)、泵轴调节套(35、43)、泵径向轴承(36、41、46)、前过流套37、泵止推轴承38、后过流套39、轴承调整套40、泵导轮44、泵叶轮45、入口导流套47、泵轴下接头49、下接头50、内管下接头51、紧固螺钉52等组成。泵叶轮45通过间隙配合安装在泵轴33上，为了满足不同的扬程要求，将多个泵叶轮45成串安装在泵轴33上，每一个泵叶轮45的出口处均安装有泵导轮44，泵导轮44与泵叶轮45交替布置，并形成串联的多级泵。工作时，泵叶轮45带动其流道中的井筒液运动，泵叶轮45中的叶栅叶片对井筒液做功，将机械能转化为井筒液的能量。井筒液被泵叶轮45排出后，进入泵导轮44，并在泵导轮44流道中减速，改变流动方向，然后以合适的速度和方向进入后一级泵叶轮45中，其能量被进一步地增加，经过后一级泵导轮44减速导向后，再进入下游的泵叶轮45和泵导轮44，直到流出最后一级的泵导轮44，离开泵节。在泵轴33的上段安装有泵止推轴承38，用于承受泵轴33上的轴向载荷。在泵轴33的上部、中部、下部均安装有泵径向轴承(36、41、46)，用于承受泵轴33上的径向载荷。泵轴上接头31通过螺纹连接在泵轴33的最上端，泵轴下接头49通过螺纹连接在泵轴33的最下端，并将安装在泵轴33上的泵叶轮45、泵径向轴承(36、41、46)内环、泵止推轴承38内圈、泵轴调节套(35、43)、入口导流套47等压紧，使得安装在泵轴33上的这些零部件与泵轴33固连为整体，以实现传递载荷和动力的目的。泵轴33设置为中空的，中间通孔用于钻井液的下行流道。泵轴调节套(35、43)用于调整泵轴33上零件的装配误差。轴承调整套40用于调整泵止推轴承38的装配误差。泵壳上接头30和下接头50通过螺纹与泵壳体32相连接，并将安装在泵壳体32内的泵导轮44、泵壳调节套(34、42、48)、泵径向轴承(36、41、46)外环、泵止推轴承38外圈、前过流套37、后过流套39等压紧，使得这些零部件与泵壳体32固连为整体，实现承受反作用力和传递载荷。泵壳调节套(34、42、48)用于调节和补偿泵壳体32中零部件的安装误差。在泵径向轴承(36、41、46)外环、泵止推轴承38外圈、前过流套37、后过流套39中，沿圆周方向均布开有过流流道，这样从泵的吸入口到排出口，就形成了一条位于安装在泵壳体32内和安装在泵轴33上的零部件之间的流道。泵轴上接头31为中空的，其通过螺纹和泵轴33连接在一起，将泵轴33的中空流道向上延伸，以便和上部流道联通；泵轴下接头49为中空的，其上端通过螺纹和泵轴33连接在一起，其下端通过间隙密封插入内管下接头51的中心通道中，这样便通过泵轴下接头49将泵轴33的中空流道由内管下接头51的中心通道向下进行了延伸。内管下接头51为双层通道结构，还设有三个沿圆周方向均布的外层通道用作井筒液被吸入的通道。内管下接头51与下接头50之间为间隙配合，并由均布在下接头50圆周方向的紧固螺钉52固定。

如图1、图7所示，所述桥式通道总成为双层通道结构，由中间管25、壳套27、上封板26、下封板28、隔板53构成。中间管25上设置有上部通道①和下部通道②，上部通道①和下部通道②之间不联通。上部通道①的下段沿圆周方向开有环形槽a，下部通道②的上段沿圆周方向开有环形槽b。壳套27通过对称布置在中间管25上的隔板53和中间管25焊接为整体，隔板53将壳套27和中间管25之间的环空分割为独立的两部分(α、β)，其中通过中间管25上的环形槽a和中间管25上部通道①联通的环空α为井筒液上返通道，该环空α上端用上封板26封死；其中通过中间管25上的环形槽b和中间管25下部通道②联通的环空β为钻井液下行通道，该环空β下端用下封板28封死。

进一步地，涡轮节的涡轮壳体下接头23与中间接头24通过螺纹相连接，中间接头24又与泵节的泵壳上接头30通过螺纹连接，且涡轮轴下接头23通过螺纹与桥式通道总成的中间管25相连接，桥式通道总成的中间管25又与泵轴上接头31通过花键连接，从而将涡轮节和泵节固连成一个整体，实现了流道的联通和动力的传递。涡轮节产生的动力由涡轮轴7通过桥式通道总成传递到泵轴33上，泵轴33带动泵叶轮45工作。涡轮节在工作时产生的径向载荷和轴向载荷通过涡轮径向轴承(8、15、21)和涡轮止推轴承18传递到涡轮壳体3上；泵节在工作时产生的径向载荷和轴向载荷通过泵径向轴承(36、41、46)和泵止推轴承38传递到泵壳体32上。泵壳体32上的载荷通过中间接头24传递到涡轮壳体3上，涡轮壳体3通过上接头1将所有的载荷传递到上部钻具中。

进一步地，在桥式通道总成中间管25的内花键和泵轴上接头31的外花键之间，设置了橡胶密封垫29，用以密封花键连接之间的间隙。

进一步地，将桥式通道总成壳套27的外壁和中间接头24的内壁之间设置为间隙密封，以防止桥式通道总成两端不同的液体掺混。

如图10所示，为本发明一种双梯度钻井用井筒液力举升泵的工作原理示意图，图中粗线双箭头指示的是钻井液的流动路径，细线单接头指示的是井筒液的流动路径。从上部钻具中输送的高压钻井液，通过上接头1和内管上接头2之间的环空流道进入涡轮节，在涡轮定子11和涡轮转子12中实现能量转换，并通过桥式通道总成，由环空流道进入中心流道，再进入泵节中，在泵节的泵轴33中心流道中流动，通过内管下接头51流出整过举升泵。成串的涡轮转子12在钻井液的驱动下旋转，涡轮转子12再带动涡轮轴7旋转，涡轮轴7通过桥式通道总成带动泵轴33旋转，泵轴33旋转带动成串的泵叶轮45旋转，泵叶轮45将井筒中的井筒液吸入，并将井筒液在多级泵叶轮45和泵导叶44中不断加功。被做功后的井筒液流出泵节，经桥式通道总成，由环空流道进入中心流道，再进入涡轮节中，在涡轮节的涡轮轴7中心流道中流动，最后由内管上接头2流出。改变输入到涡轮节中钻井液的流量，就改变了涡轮转子12的转速，即改变了涡轮节的输出转速，改变了泵节的输入转速，改变了泵叶轮45的工作转速，则改变了排出的井筒液流量。合理地调节输入的钻井液流量和泵出的井筒液流量之间的差值，就可以有效地调节整过井筒中井筒液对井底形成的压力。

以上显示和描述了本发明的基本特征和基本原理，其中涉及到方位的描述，例如“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为附图所示的方位或位置关系，仅是便于描述本发明，以及上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不以此限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双梯度钻井用井筒液力举升泵主要由涡轮节、泵节、中间接头(24)、桥式通道总成组成，其特征在于：所述涡轮节主要由上接头(1)，内管上接头(2)，涡轮壳体(3)、平衡鼓套(4)、压紧螺母(5)、平衡鼓(6)、涡轮轴(7)、涡轮径向轴承(8、15、21)、涡轮定子(11)、涡轮转子(12)、过流套(16)、涡轮止推轴承(18)、涡轮壳体下接头(22)、涡轮轴下接头(23)等组成，内管上接头(2)、涡轮轴(7)、涡轮轴下接头(23)、平衡鼓套(4)的中空流道一起构成井筒液在涡轮节中的上返流道，安装在涡轮壳体(3)内和安装在涡轮轴(7)上的零部件之间的流道一起构成钻井液下行流道；所述泵节主要由泵壳上接头(30)、泵轴上接头(31)、泵壳体(32)、泵轴(33)、泵径向轴承(36、41、46)、泵止推轴承(38)、泵导轮(44)、泵叶轮(45)、泵轴下接头(49)、下接头(50)、内管下接头(51)、紧固螺钉(52)等组成，泵轴上接头(31)、泵轴(33)、泵轴下接头(49)、内管下接头(51)的中空流道一起构成钻井液在泵节中的下行流道，安装在泵壳体(32)内和安装在泵轴(33)上的零部件之间的流道一起构成井筒液上返流道；中间接头(24)和桥式通道总成将涡轮节与泵节连接为整体，实现涡轮节和泵级中流道的联通和动力的传递，涡轮节转换钻井液的液力能并带动泵节工作。

2.根据权利要求1所述的一种双梯度钻井用井筒液力举升泵，其特征在于：桥式通道总成由中间管(25)、壳套(27)、上封板(26)、下封板(28)、隔板(53)构成，壳套(27)通过对称布置的隔板(53)和中间管(25)焊接为整体，隔板(53)将壳套(27)和中间管(25)之间的环空分割为独立的两部分，上端被上封板(26)封死的环空(α)通过中间管(25)的环形槽(a)和中间管(25)的上部通道(①)联通，用作井筒液上返通道，下端被下封板(28)封死的环空(β)通过中间管(25)的环形槽(b)和中间管(25)的下部通道(②)联通，用作钻井液下行通道。

3.根据权利要求1所述的一种双梯度钻井用井筒液力举升泵，其特征在于：在桥式通道总成中间管(25)的内花键和泵轴上接头(31)的外花键之间，设置了橡胶密封垫(29)，用以密封花键连接之间的间隙。

4.根据权利要求1所述的一种双梯度钻井用井筒液力举升泵，其特征在于：在桥式通道总成壳套(27)的外壁和中间接头(24)的内壁之间设置有间隙密封，以防止桥式通道总成两端不同的液体掺混。

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