CN202531018U - 高压分流螺杆钻具 - Google Patents

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于卫东
邹和均
于广海
贾延军
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Dezhou United Petroleum Technology Corp
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DEZHOU UNITED PETROLEUM MACHINERY Co Ltd
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Abstract

高压分流螺杆钻具，包括定子、转子；所述的定子设有内腔且内腔分为上腔、下腔；所述的转子位于定子的下腔中，其特征是：所述转子内沿轴向设有分流通道；还包括一用于高压分流的单向阀机构，该单向阀机构至少包括一个由定子上腔、下腔内的压力差驱动的活动阀芯，该活动阀芯控制所述的分流通道与定子上腔之间的通断。它在使用时，无论使用排量增大还是使用排量减小都能保证螺杆钻具的转速、扭矩正常输出，保证钻井效果并延长螺杆钻具使用寿命。

Description

高压分流螺杆钻具
技术领域
本实用新型涉及一种钻井作业用螺杆钻具，尤其是一种高压分流螺杆钻具。 
背景技术
螺杆钻具是一种容积式井底马达，高压钻井液由钻杆进入螺杆钻具后，马达进出口两端的液体压力迫使转子旋转，产生转速和扭矩，通过万向轴和传动轴将转速和扭矩传递到钻头上，达到钻井的目的。
现在钻井作业中，螺杆钻具在使用过程中受使用排量的影响，其输出转速、扭矩、功率和使用寿命等也受影响。一般情况下，同一种规格型号的螺杆钻具：
在正常排量下，就采用非中空马达，以保证其输出性能；
当大排量时，螺杆钻具在使用过程中受使用排量的影响，螺杆钻具的转速、泵压随之改变。排量增大，螺杆钻具的转速高、泵压高，这样会影响螺杆钻具的使用寿命，因此采用中空分流螺杆钻具，即采用中空分流马达，以保证其输出性能，并延长使用寿命；
非中空马达、中空分流马达二者不能混用。
但在使用中空分流马达时存在下列问题：当排量减小后，又会因钻井液从转子中间分流后，流经马达环空的钻井液减少，使螺杆钻具的扭矩、功率等不能正常输出，影响钻井效果，存在弊端。 
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高压分流螺杆钻具，它在使用时，无论使用排量增大还是使用排量减小都能保证螺杆钻具的转速、扭矩正常输出，保证钻井效果。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：该高压分流螺杆钻具，包括定子、转子；所述的定子设有内腔且内腔分为上腔、下腔；所述的转子位于定子的下腔中，所述转子内沿轴向设有分流通道；还包括一用于高压分流的单向阀机构，该单向阀机构至少包括一个由定子上腔、下腔内的压力差驱动的活动阀芯，该活动阀芯控制所述的分流通道与定子上腔之间的通断。
作为本实用新型的进一步的技术方案：
在该高压分流螺杆钻具中，所述的单向阀机构包括活动阀芯、分流本体、分流压帽；
所述的分流本体固定在所述分流通道的上部；分流本体顶端为进液端、底端为出液端，进液端、出液端之间为腔道；
所述的活动阀芯位于分流本体的腔道内，活动阀芯包括堵头、导向杆，导向杆轴向为上下方向设置，堵头固设在导向杆的顶端；导向杆上套置有弹簧且弹簧的活动端压紧在堵头下表面；弹簧的固定端与所述的分流本体相对固定；
所述的分流压帽同轴固定在分流本体的腔道内，分流压帽内沿轴向设有通孔，且上段通孔的孔径小于下段通孔的孔径；
活动阀芯的堵头为锥形且顶端的锥尖位于分流压帽的上段通孔内。
更进一步的：
该高压分流螺杆钻具中，所述分流本体通过螺纹连接在分流通道的上部。
该高压分流螺杆钻具中，所述分流压帽顶端通过卡装在分流主体腔道内壁上的孔用弹性挡圈进行轴向定位。
本实用新型的有益效果是：它在使用时，无论使用排量增大还是使用排量减小都能保证螺杆钻具的转速、扭矩正常输出，保证钻井效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图中：1定子，2孔用弹性挡圈，3分流压帽，4活动阀芯，41堵头，42导向杆，5弹簧，6分流本体，7转子，71分流通道。
具体实施方式
如图1所示，该高压分流螺杆钻具主要包括定子1、转子7、一用于高压分流的单向阀机构。
定子1设有内腔且内腔分为上腔、下腔。
转子7位于定子1的下腔中。转子7内沿轴向设有分流通道71。
单向阀机构包括一个由定子上腔、下腔内的压力差驱动的活动阀芯4，该活动阀芯4控制所述的分流通道与定子上腔之间的通断。该单向阀机构还包括分流本体6、分流压帽3。
其分流本体6通过螺纹连接固定在分流通道71的上部。分流本体6顶端为进液端、底端为出液端，进液端、出液端之间为腔道。
活动阀芯4位于分流本体6的腔道内，活动阀芯4包括堵头41、导向杆42，导向杆42轴向为上下方向设置，堵头41固设在导向杆42的顶端。导向杆42上套置有弹簧5且弹簧5的活动端压紧在堵头41下表面；弹簧5的固定端与所述的分流本体6相对固定。
分流压帽3同轴固定在分流本体6的腔道内，分流压帽3顶端通过卡装在分流主体6腔道内壁上的孔用弹性挡圈2进行轴向定位。分流压帽3内沿轴向设有通孔，且上段通孔的孔径小于下段通孔的孔径。
活动阀芯4的堵头41为锥形且顶端的锥尖位于分流压帽3的上段通孔内。
在螺杆钻具工作中，当钻井液通过钻杆到达马达上端。
在大排量下工作时，螺杆钻具的转子7上端即定子1上腔内压力增大，当压差超过5-6 MPa时，其中所述的高压分流用单向阀机构就会在压力的作用下，压缩弹簧5，活动阀芯4向下移动，钻井液从空隙流进转子的分流通道71，降低马达的压力差，达到高压分流的目的。
当排量减小后，马达上端的压力减小，弹簧5回弹，活动阀芯4向上运动，单向阀机构关闭，钻井液全部从马达的定子1和转子7环空流过，保证马达扭矩、功率等正常输出，性能和效率稳定。
本实用新型并不仅仅局限于上述实施例，上述实施例只是较佳实施例。本实用新型只要是在转子的分流通道内设置一由定子1上下腔压差控制的单向阀机构，当压差达到一定值时，单向阀机构打开，使定子1上腔与转子的分流通道71相连通达到高压分流目的；当压差达不到该设定值时，单向阀机构即保持关闭，使定子1上腔与转子的分流通道71不相通；即可保证无论使用排量增加、减小，螺杆钻具的输出转速、扭矩不受影响，并延长螺杆钻具的使用寿命。
本实用新型其余未述技术均为现有技术。 

Claims (4)

1.高压分流螺杆钻具，包括定子、转子；所述的定子设有内腔且内腔分为上腔、下腔；所述的转子位于定子的下腔中，其特征是：所述转子内沿轴向设有分流通道；还包括一用于高压分流的单向阀机构，该单向阀机构至少包括一个由定子上腔、下腔内的压力差驱动的活动阀芯，该活动阀芯控制所述的分流通道与定子上腔之间的通断。
2.根据权利要求1所述的高压分流螺杆钻具，其特征是：所述的单向阀机构包括活动阀芯、分流本体、分流压帽；
所述的分流本体固定在所述分流通道的上部；分流本体顶端为进液端、底端为出液端，进液端、出液端之间为腔道；
所述的活动阀芯位于分流本体的腔道内，活动阀芯包括堵头、导向杆，导向杆轴向为上下方向设置，堵头固设在导向杆的顶端；导向杆上套置有弹簧且弹簧的活动端压紧在堵头下表面；弹簧的固定端与所述的分流本体相对固定；
所述的分流压帽同轴固定在分流本体的腔道内，分流压帽内沿轴向设有通孔，且上段通孔的孔径小于下段通孔的孔径；
活动阀芯的堵头为锥形且顶端的锥尖位于分流压帽的上段通孔内。
3.根据权利要求2所述的高压分流螺杆钻具，其特征是：所述分流本体通过螺纹连接在分流通道的上部。
4.根据权利要求2或3所述的高压分流螺杆钻具，其特征是：所述分流压帽顶端通过卡装在分流主体腔道内壁上的孔用弹性挡圈进行轴向定位。
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