CN202152652U - 水力旋转喷射喷头 - Google Patents

Abstract

水力旋转喷射喷头，应用于清洁油气井井筒内泥沙。主轴下端外壁上有两道轴用挡圈，在两道轴用挡圈之间并在主轴下端外壁上自上而下有上部滚针轴承、环形垫片、上部推力球轴承、下部推力球轴承、环形垫片和下部滚针轴承。旋转外壳中心孔内有环形凸起的台阶；旋转头螺纹固定在旋转外壳的下端；在主轴中心孔下端的台阶环下部有压缩弹簧和摩擦副。在旋转头下端有四个个喷嘴；其中有三个斜喷嘴。效果是：高压流体通过油管泵加压，通过油管输送到旋转喷嘴，当压力升高到一定值后，喷头旋转带动喷嘴转动，在井底形成合理的流场速度提高冲砂效率。结构简单、易拆卸和组装，性能可靠，现场作业成功率高。

Description

水力旋转喷射喷头

技术领域

本实用新型涉及油田气井下作业工具技术领域，特别涉及一种水力旋转喷射喷头，一种适合于水力旋转喷射喷头。 

背景技术

在油气井中，由于压裂增产改造、地层出砂、油管腐蚀的铁锈和小碎块和缓蚀剂胶结物掩埋产层，造成油气井减产，要恢复产能需要清理井筒中的泥沙，暴露出产层。过去的井筒清砂一般都是用油管传输刮刀钻头或者用光油管直接冲砂，采用这些冲砂方式流体均不能在井底形成涡旋，井底流速流场分布不甚合理，冲砂效率低。 

传统的旋转喷头在喷嘴流道设计多采用直线形、锥形的设计方法，在同样压力条件下的流速和井底流场分布不能满足清理油井井底沉砂的要求，且受油气井井眼尺寸的限制，需要减小工具外径，传统的旋转喷头一般没有滚针轴承，也未有推力球轴承。旋转冲砂效率低，修井作业成功率不高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种水力旋转喷射喷头，在油气井清砂中利用油管提供高压清洗液推动旋转头转动，高压液体从喷嘴喷出，清洗井底，实现暴露产层的目的。 

本实用新型采用的技术方案是：水力旋转喷射喷头，主要由主轴、旋转外壳、滚针轴承、推力球轴承、摩擦副、旋转头和喷嘴组成，主轴上端有油管内螺纹，能连接油管，主轴有中心孔，中心孔是流体通 道；其特征在于：主轴下端外壁上有两道环形挡圈槽，在两道环形挡圈槽内分别有一个轴用挡圈，在两道轴用挡圈之间并在主轴下端外壁上自上而下有上部滚针轴承、环形垫片、上部推力球轴承、下部推力球轴承、环形垫片和下部滚针轴承；在上部滚针轴承、上部推力球轴承、下部推力球轴承和下部滚针轴承的外壁上有一个旋转外壳；所述的旋转外壳为圆柱体形有中心孔，在旋转外壳中心孔内有环形凸起的台阶；上部推力球轴承的下平面在旋转外壳中心孔内的环形凸起的上部，下部推力球轴承的上平面在旋转外壳中心孔内的环形凸起的下部；在旋转外壳下端外壁上有螺纹，旋转头螺纹固定在旋转外壳的下端；主轴中心孔的下端有台阶，在主轴中心孔下端的台阶环下部有一根压缩弹簧，压缩弹簧的下部并在旋转外壳中心孔内有环形摩擦副的静摩擦片，在旋转头中心孔上端有环形摩擦副的动摩擦片；旋转头有中心孔，在旋转头中心孔的下端螺纹固定有一个喷嘴，并且在旋转头下端均匀分布有三个斜孔，三个斜孔内端与旋转头中心孔连通，斜孔中心线与旋转外壳中心线的夹角为35～45度之间；三个斜孔的外端部分别连通有反作用孔，三个反作用孔的方向相同，三个反作用孔的端部螺纹固定有一个喷嘴。流体从三个反作用孔的喷嘴喷出，产生反作用力(转动力矩)推动旋转头和旋转外壳旋转。 

为了使旋转头与旋转外壳连接牢固，旋转头的壁上有螺钉孔，在旋转头的螺钉孔内有防转螺钉，防转螺钉旋紧，防转螺钉的内端部压紧旋转外壳下端螺纹。 

为了使推力球轴承和滚针轴承处于润滑状态，在主轴的上部台阶上有斜向螺孔，斜向螺孔的内端与主轴与旋转外壳之间的环形空间联通；在主轴下端外壁上套有两个环形的油毛毡，一个环形的油毛毡在上部轴用挡圈之上，另一个环形的油毛毡在下部轴用挡圈之下；在主轴上部台阶上的斜向螺孔内有固定一个螺栓。 

本实用新型的有益效果：本实用新型水力旋转喷射喷头，应用于油气井井筒清砂。高压流体通过油管泵加压，通过油管输送到旋转喷嘴，当压力升高到一定值后，喷头旋转带动喷嘴转动，在井底形成合理的流场速度提高冲砂效率。适用于清理气井井筒内的沉砂、金属碎块和缓蚀剂胶结物的施工作业。结构简单、易拆卸和组装，性能可靠，现场作业成功率高。 

附图说明

图1是本实用新型水力旋转喷射喷头结构剖面示意图。 

图中，1-主轴，2-旋转外壳，3-滚针轴承，4-推力球轴承，5-摩擦副，6-旋转头，7-喷嘴，8-轴用挡圈，9-防转螺钉，10-环形垫片，11-油毛毡，12-螺栓。 

具体实施方式

实施例1：以一个水力旋转喷射喷头为例，对本实用新型作进一步详细说明。 

参阅图1。本实用新型水力旋转喷射喷头，主要由主轴1、旋转外壳2、滚针轴承3、推力球轴承4、摩擦副5、旋转头6和喷嘴7组成，主轴1上端有油管内螺纹。主轴1有中心孔，中心孔是流体通道。 

主轴1下端外壁上有两道环形挡圈槽，在两道环形挡圈槽内分别有一个轴用挡圈8，在两道轴用挡圈8之间并在主轴1下端外壁上自上而下有上部滚针轴承3、环形垫片10、上部推力球轴承4、下部推力球轴承4、环形垫片10和下部滚针轴承3；在上部滚针轴承3、上部推力球轴承4、下部推力球轴承4和下部滚针轴承3的外壁上有一个旋转外壳2。所述的旋转外壳2为圆柱体形有中心孔，在旋转外壳2中心孔内有环形凸起的台阶。上部推力球轴承4的下平面在旋转外壳2中心孔内 的环形凸起的上部，下部推力球轴承4的上平面在旋转外壳2中心孔内的环形凸起的下部。在旋转外壳2下端外壁上有螺纹，旋转头6螺纹固定在旋转外壳2的下端。并且在旋转头6的壁上有螺钉孔，在旋转头6的螺钉孔内有防转螺钉9，防转螺钉9旋紧，防转螺钉9的内端部压紧旋转外壳2下端螺纹。 

主轴1中心孔的下端有台阶，在主轴1中心孔下端的台阶环下部有一根压缩弹簧，压缩弹簧的下部并在旋转外壳2中心孔内有环形摩擦副5的静摩擦片，在旋转头6中心孔上端有环形摩擦副5的动摩擦片。旋转头6有中心孔，在旋转头6中心孔的下端螺纹固定有一个喷嘴7。并且在旋转头6下端均匀分布有三个斜孔，三个斜孔内端与旋转头6中心孔连通，斜孔中心线与旋转外壳2中心线的夹角为45度。三个斜孔的外端部分别连通有反作用孔，三个反作用孔的方向相同，三个反作用孔的端部螺纹固定有一个喷嘴7。 

在主轴1的上部台阶上有斜向螺孔，斜向螺孔的内端与主轴1与旋转外壳2之间的环形空间联通；在主轴1下端外壁上套有两个环形的油毛毡11，一个环形的油毛毡11在上部轴用挡圈8之上，另一个环形的油毛毡11在下部轴用挡圈8之下；在主轴1上部台阶上的斜向螺孔内有固定一个螺栓12。 

简述水力旋转喷射喷头的工作原理。参阅图1。在井口从油管上端泵入流体，流体经过油管进入喷头前部四个喷嘴7，当压力、排量升高到一定值后，高速流体通过旋转头的三个径向喷嘴喷射时产生一组反作用力，形成转动力矩，并推动旋转外壳2转动。 

此外，流体经旋转头流向喷嘴7后形成高速喷射，冲散井底的沉砂，另外三个喷嘴7出口的流体在井底形成合理的流场速度、压力、粘性应力和雷诺应力分布，提高冲砂效率。 

Claims (3)

1.一种水力旋转喷射喷头，主要由主轴(1)、旋转外壳(2)、滚针轴承(3)、推力球轴承(4)、摩擦副(5)、旋转头(6)和喷嘴(7)组成，主轴(1)上端有油管内螺纹，主轴(1)有中心孔，中心孔是流体通道；其特征在于：主轴(1)下端外壁上有两道环形挡圈槽，在两道环形挡圈槽内分别有一个轴用挡圈(8)，在两道轴用挡圈(8)之间并在主轴(1)下端外壁上自上而下有上部滚针轴承(3)、环形垫片(10)、上部推力球轴承(4)、下部推力球轴承(4)、环形垫片(10)和下部滚针轴承(3)；在上部滚针轴承(3)、上部推力球轴承(4)、下部推力球轴承(4)和下部滚针轴承(3)的外壁上有一个旋转外壳(2)；所述的旋转外壳(2)为圆柱体形有中心孔，在旋转外壳(2)中心孔内有环形凸起的台阶；上部推力球轴承(4)的下平面在旋转外壳(2)中心孔内的环形凸起的上部，下部推力球轴承(4)的上平面在旋转外壳(2)中心孔内的环形凸起的下部；在旋转外壳(2)下端外壁上有螺纹，旋转头(6)螺纹固定在旋转外壳(2)的下端；主轴(1)中心孔的下端有台阶，在主轴(1)中心孔下端的台阶环下部有一根压缩弹簧，压缩弹簧的下部并在旋转外壳(2)中心孔内有环形摩擦副(5)的静摩擦片，在旋转头(6)中心孔上端有环形摩擦副(5)的动摩擦片；旋转头(6)有中心孔，在旋转头(6)中心孔的下端螺纹固定有一个喷嘴(7)；并且在旋转头(6)下端均匀分布有三个斜孔，三个斜孔内端与旋转头(6)中心孔连通，斜孔中心线与旋转外壳(2)中心线的夹角为35～45度之间；三个斜孔的外端部分别连通有反作用孔，三个反作用孔的方向相同，三个反作用孔的端部螺纹固定有一个喷嘴(7)。

2.根据权利要求1所述的水力旋转喷射喷头，其特征是：旋转头(6)的壁上有螺钉孔，在旋转头(6)的螺钉孔内有防转螺钉(9)，防转螺钉(9)旋紧，防转螺钉(9)的内端部压紧旋转外壳(2)下端螺纹。

3.根据权利要求1所述的水力旋转喷射喷头，其特征是：在主轴 (1)的上部台阶上有斜向螺孔，斜向螺孔的内端与主轴(1)与旋转外壳(2)之间的环形空间联通；在主轴(1)下端外壁上套有两个环形的油毛毡(11)，一个环形的油毛毡(11)在上部轴用挡圈(8)之上，另一个环形的油毛毡(11)在下部轴用挡圈(8)之下；在主轴(1)上部台阶上的斜向螺孔内有固定一个螺栓(12)。 

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