CN203175399U - 井下全排量增压装置 - Google Patents
井下全排量增压装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203175399U CN203175399U CN 201320133787 CN201320133787U CN203175399U CN 203175399 U CN203175399 U CN 203175399U CN 201320133787 CN201320133787 CN 201320133787 CN 201320133787 U CN201320133787 U CN 201320133787U CN 203175399 U CN203175399 U CN 203175399U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spline
- urceolus
- assembly
- energy
- mandrel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种井下全排量增压装置。其技术方案是：由传扭传压总成、承扭承压总成和能量转换总成组成，其中，传扭传压总成形成一个密封的腔体；承扭承压总成由花键芯轴、下部转换接头、钻头组成，花键芯轴装配入传扭传压总成的腔体内，且与下部转换接头相连接，下部转换接头的下部连接钻头；所述的能量转换总成由压紧螺母、单向阀、柱塞头、蓄能复位元件组成。有益效果是实现钻柱振动能量的转移及脉冲射流的发生，提高井底水力总能量，并且能将常规钻井中连续喷射的钻井液调制为脉冲喷射，提高了水力能量利用效率，既降低岩石的破碎难度，又提高井底岩屑的清洁能力，从而提高了钻井的机械钻速。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油、天然气钻井作业中的配套装置，特别涉及一种井下全排量增压装置，可以提高井底破岩效率及井底岩屑清除效率的装置。
背景技术
在常规钻井作业中，均是依靠钻柱自重对钻头施加压力，依靠转盘或井下动力钻具为钻头提供扭矩，在水力能量的作用下，钻头和射流联合破岩，并依靠水力能量清除岩屑。如能提高井底水力总能量及其利用效率，将对提高钻井速度有重要意义。尤其在深井超深井中，随着井深的增加，沿程水力能量的损失大幅增加，在地面泵功率不变的情况下，井底钻头可用水力能量急剧下降，由于井底水力能量的降低，水力破岩清岩能力大大降低，在很多情况下由于岩屑不能及时冲离井底而造成重复破碎，甚至会造成钻头泥包，造成钻井速度下降，而深井钻井机械钻速低是制约深井钻井技术发展的“瓶颈”，如何通过提高井底水力能量来提高钻井速度特别是深井钻井速度是钻井界研究的重要课题之一。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种井下全排量增压装置，实现钻柱振动能量的转移及脉冲射流的发生，提高井底水力总能量，并且能将常规钻井中连续喷射的钻井液调制为脉冲喷射，提高了水力能量利用效率，既降低岩石的破碎难度，又提高井底岩屑的清洁能力，从而提高了钻井的机械钻速。
其技术方案是：由传扭传压总成、承扭承压总成和能量转换总成组成，其中，传扭传压总成由上部转换接头、活塞缸外筒、中部转换接头、蓄能元件保护外筒、花键外筒、下部密封总成和下部密封总成压盖连接为一体，其中，蓄能元件保护外筒、花键外筒、下部密封总成和下部密封总成压盖形成一个密封的腔体，该腔体内装有润滑油；
所述的承扭承压总成由花键芯轴、下部转换接头、钻头组成，花键芯轴装配入传扭传压总成的腔体内，且与下部转换接头相连接，下部转换接头的下部连接钻头；
所述的能量转换总成由压紧螺母、单向阀、柱塞头、蓄能复位元件组成，单向阀下端面与活塞缸外筒内上端的台阶面相配合，压紧螺母压紧在单向阀的上端面，用于将单向阀固定在活塞缸外筒内，单向阀、活塞缸外筒、柱塞头所形成腔体为增压腔；蓄能复位元件安装在蓄能元件保护外筒内。
其中，中部转换接头的上下端部与花键芯轴之间设置有滑动密封总成。
上述的花键外筒的内花键与花键芯轴的外花键相互配合，将扭矩从花键外筒传递到花键芯轴，其中花键芯轴的外花键长于花键外筒的内花键。
上述的下部密封总成安装在花键芯轴与花键外筒的顶部之间，下部密封总成压盖安装在花键外筒的顶部，用以固定下部密封总成，实现花键芯轴与花键外筒的无漏相对运动。
上述的蓄能复位元件可以为碟形弹簧、液压弹簧或普通弹簧。
上述的蓄能复位元件的下部设有限位结构，限位结构的外径大于内花键的外径。
本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型装置不仅能提高井底水力总能量，还可将常规钻井中连续喷射的钻井液调制为脉冲喷射，提高水力能量利用效率，且脉冲射流的幅值较高。（2）本装置产生的脉冲射流平均压力高于不加该装置的平均压力，实现了井底钻井液全排量增压，破岩及携岩能力增强，降低了岩石的破碎难度。（3）本装置实现了钻柱振动能量的转移，并对其进行有效利用，减小了钻柱振动产生的危害，可有效延长钻具的使用寿命，降低钻具的使用成本，降低钻进过程的风险。（4）本装置的能量源随着井深的增加而增加，随着井深的增加，工具的使用效果更显著。（5）本装置产生的脉冲射流可以应用于任何钻头，由于在井底产生流场的大幅度脉动，能够实现对钻头的泥包产生缓解。（6）该装置经过精心设计，整体结构大大简化，每个零部件的加工、安装、拆卸和维修都比较容易，同时从结构力学和机械运动学方面，该装置具有良好的稳定性和可靠性，从而提高了使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型A-A处的剖面示意图；
上图中：上部转换接头1、压紧螺母2、单向阀3、活塞缸外筒4、柱塞头5、花键芯轴6、中部转换接头7、蓄能元件保护外筒8、蓄能复位元件9、限位结构10、花键外筒11、下部密封总成12、下部密封总成压盖13、下部转换接头14、钻头15。
具体实施方式
结合附图1和图2，对本实用新型作进一步的描述：
本实用新型由传扭传压总成、承扭承压总成和能量转换总成组成，其中，传扭传压总成的主要作用是将上部钻压及转盘扭矩传递给承扭承压总成；承扭承压总成的主要作用是将传扭传压总成所传递的扭矩和压力传递到钻头，为钻头破岩提供扭矩和钻压；能量转换总成的主要作用是将钻柱振动的能量转换为钻井液的水力能量。
其中，传扭传压总成由上部转换接头1、活塞缸外筒4、中部转换接头7、蓄能元件保护外筒8、花键外筒11、下部密封总成12和下部密封总成压盖13连接为一体，其中，蓄能元件保护外筒8、花键外筒11、下部密封总成12和下部密封总成压盖13形成一个密封的腔体，该腔体内装有润滑油。
上述的承扭承压总成由花键芯轴6、下部转换接头14、钻头15组成，花键芯轴6装配入传扭传压总成的腔体内，且与下部转换接头14相连接，下部转换接头14的下部连接钻头15；
上述的能量转换总成由压紧螺母2、单向阀3、柱塞头5、蓄能复位元件9组成，单向阀3下端面与活塞缸外筒4内上端的台阶面相配合，压紧螺母2压紧在单向阀3的上端面，用于将单向阀3固定在活塞缸外筒4内，单向阀3、活塞缸外筒4、柱塞头5所形成腔体为增压腔；蓄能复位元件9安装在蓄能元件保护外筒8内。
上述的中部转换接头7的上下端部与花键芯轴6之间设置有滑动密封总成，用以实现花键芯轴6与中部转换接头7之间无漏相对运动。
花键外筒11的内花键与花键芯轴6的外花键相互配合，将扭矩从花键外筒11传递到花键芯轴6，其中花键芯轴6的外花键长于花键外筒11的内花键。
为保证传扭正常，限位结构10的外径大于内花键的外径，且限位结构10安设在蓄能复位元件9的下部。
能量转换总成中的蓄能复位元件9可以为碟形弹簧、液压弹簧或普通弹簧。
本实用新型的工作原理：钻井工程中钻柱的剧烈振动，实质上是钻柱的周期性上下往复运动伴随着钻压的波动，钻柱周期性的往复运动实现传扭传压总成与承扭承压总成之间的相对运动，传扭传压总成带动着单向阀3周期性的压缩增压腔内的钻井液，从而实现井底全排量钻井液的脉冲增压。当钻柱向下振动时，即钻压增大时，传扭传压总成带动着单向阀3相对与承扭承压总成向下运动，蓄能复位元件9压缩蓄能，当单向阀3的向下的速度大于钻井液流速时，单向阀3关闭，实现增压腔内钻井液增压。当钻柱向上振动时，即钻压减小时，传扭传压总成带动着单向阀3相对与承扭承压总成向上运动，蓄能复位元件9释放能量并加速复位，此时单向阀3开启，形成常规钻井液流道，此时增压腔内的压力略低于正常压力。随着钻柱的周期性上下往复运动，实现增压腔内的压力周期性的升高或降低，从而形成脉冲射流。
Claims (6)
1.一种井下全排量增压装置，其特征是：由传扭传压总成、承扭承压总成和能量转换总成组成，其中，传扭传压总成由上部转换接头（1）、活塞缸外筒（4）、中部转换接头（7）、蓄能元件保护外筒（8）、花键外筒（11）、下部密封总成（12）和下部密封总成压盖（13）连接为一体，其中，蓄能元件保护外筒（8）、花键外筒（11）、下部密封总成（12）和下部密封总成压盖（13）形成一个密封的腔体，该腔体内装有润滑油；
所述的承扭承压总成由花键芯轴（6）、下部转换接头（14）、钻头（15）组成，花键芯轴（6）装配入传扭传压总成的腔体内，且与下部转换接头（14）相连接，下部转换接头（14）的下部连接钻头（15）；
所述的能量转换总成由压紧螺母（2）、单向阀（3）、柱塞头（5）、蓄能复位元件（9）组成，单向阀（3）下端面与活塞缸外筒（4）内上端的台阶面相配合，压紧螺母（2）压紧在单向阀（3）的上端面，用于将单向阀（3）固定在活塞缸外筒（4）内，单向阀（3）、活塞缸外筒（4）、柱塞头（5）所形成腔体为增压腔；蓄能复位元件（9）安装在蓄能元件保护外筒（8）内。
2.根据权利要求1所述的井下全排量增压装置，其特征是：中部转换接头（7）的上下端部与花键芯轴（6）之间设置有滑动密封总成。
3.根据权利要求1或2所述的井下全排量增压装置，其特征是：花键外筒（11）的内花键与花键芯轴（6）的外花键相互配合，将扭矩从花键外筒（11）传递到花键芯轴（6），其中花键芯轴（6）的外花键长于花键外筒（11）的内花键。
4.根据权利要求1所述的井下全排量增压装置，其特征是：下部密封总成（12）安装在花键芯轴（6）与花键外筒（11）的顶部之间，下部密封总成压盖（13）安装在花键外筒（11）的顶部，用以固定下部密封总成（12），实现花键芯轴（6）与花键外筒（11）的无漏相对运动。
5.根据权利要求1所述的井下全排量增压装置，其特征是：蓄能复位元件（9）可以为碟形弹簧、液压弹簧或普通弹簧。
6.根据权利要求5所述的井下全排量增压装置，其特征是：蓄能复位元件（9）的下部设有限位结构（10），限位结构（10）的外径大于内花键的外径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320133787 CN203175399U (zh) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 井下全排量增压装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320133787 CN203175399U (zh) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 井下全排量增压装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203175399U true CN203175399U (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=49072114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201320133787 Expired - Fee Related CN203175399U (zh) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | 井下全排量增压装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203175399U (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103899250A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-07-02 | 中国石油大学(华东) | 一种提高油气井钻井速度的装置 |
| CN106499334A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-03-15 | 海斯比得（武汉）石油科技有限公司 | 井下滑动密封工具、无限延伸钻井装置及其钻井方法 |
| CN109441350A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-03-08 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种rg旋转导向器及使用方法 |
| CN109555479A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-02 | 重庆科技学院 | 一种多分支钻井用可变式莲式水力增压台 |
| CN109555492A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-02 | 中国石油大学(华东) | 基于钻柱振动的井底环空钻井液降压装置及方法 |
| CN111927350A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 合力（天津）能源科技股份有限公司 | 自旋转震动间歇喷射清洗头 |
| CN114753760A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-15 | 延安大学 | 基于钻柱振动的间歇式旋转冲击钻井工具 |
| CN114776213A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-22 | 延安大学 | 基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具 |
| CN119393052A (zh) * | 2024-10-30 | 2025-02-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 井下协同提速装置 |
-
2013
- 2013-03-22 CN CN 201320133787 patent/CN203175399U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103899250B (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-11 | 中国石油大学(华东) | 一种提高油气井钻井速度的装置 |
| CN103899250A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-07-02 | 中国石油大学(华东) | 一种提高油气井钻井速度的装置 |
| CN106499334A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-03-15 | 海斯比得（武汉）石油科技有限公司 | 井下滑动密封工具、无限延伸钻井装置及其钻井方法 |
| CN106499334B (zh) * | 2016-11-16 | 2024-04-12 | 海斯比得（武汉）石油科技有限公司 | 井下滑动密封工具、无限延伸钻井装置及其钻井方法 |
| US10815743B2 (en) | 2018-11-22 | 2020-10-27 | China University Of Petroleum (East China) | Depressuriz od for downhole annulus drilling fluid |
| CN109555492A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-02 | 中国石油大学(华东) | 基于钻柱振动的井底环空钻井液降压装置及方法 |
| CN109441350A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-03-08 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种rg旋转导向器及使用方法 |
| CN109441350B (zh) * | 2018-12-03 | 2024-03-01 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种rg旋转导向器及使用方法 |
| CN109555479B (zh) * | 2019-01-22 | 2023-08-18 | 重庆科技学院 | 一种多分支钻井用可变式莲式水力增压台 |
| CN109555479A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-02 | 重庆科技学院 | 一种多分支钻井用可变式莲式水力增压台 |
| CN111927350A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 合力（天津）能源科技股份有限公司 | 自旋转震动间歇喷射清洗头 |
| CN111927350B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-05-03 | 合力（天津）能源科技股份有限公司 | 自旋转震动间歇喷射清洗头 |
| CN114753760A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-15 | 延安大学 | 基于钻柱振动的间歇式旋转冲击钻井工具 |
| CN114776213A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-22 | 延安大学 | 基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具 |
| CN119393052A (zh) * | 2024-10-30 | 2025-02-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 井下协同提速装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203175399U (zh) | 井下全排量增压装置 | |
| CN107100547B (zh) | 一种钻柱振动与水力脉冲耦合井下钻井工具 | |
| CN107605404A (zh) | 一种可产生水力脉冲和冲击振动双作用的钻井提速装置 | |
| CN103114809B (zh) | 吸振式井下液压脉冲发生装置及其钻井方法 | |
| CN103291214B (zh) | 适用于硬地层钻井的往复式液动冲击器 | |
| CN105239929A (zh) | 利用旋冲振荡加压实现高效破岩的井下工具 | |
| CN104847259B (zh) | 一种动力钻具旋转冲击提速装置 | |
| CN202157748U (zh) | 一种钻井用脉动冲击装置 | |
| CN112502608B (zh) | 一种防卡钻的钻井提速工具 | |
| CN107100541B (zh) | 一种通过产生钻压扰动的冲击式钻井工具 | |
| CN208518604U (zh) | 一种往复式轴向冲击加压装置 | |
| CN110513054B (zh) | 一种井下减振器 | |
| CN205400595U (zh) | 一种扭力冲击器 | |
| CN108798521A (zh) | 一种往复式轴向冲击加压装置 | |
| CN107529581A (zh) | 减振抗磨减阻钻头 | |
| WO2019238139A1 (zh) | 井底环空钻井液降压装置及方法 | |
| CN213392028U (zh) | 一种可用于深井钻柱减振并调制交变载荷的钻井提速装置 | |
| CN203347681U (zh) | 凸轮式高频冲击钻井工具 | |
| CN107035319A (zh) | 一种油气田钻井用水力减阻振荡器 | |
| CN103321569A (zh) | 凸轮式高频冲击钻井工具 | |
| CN111577140A (zh) | 一种多级活塞增强型振荡短节 | |
| CN207660536U (zh) | 防失速螺杆马达 | |
| CN104314471A (zh) | 基于钻柱振动的井下扭力冲击激励装置 | |
| CN217976069U (zh) | 基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具 | |
| CN217151833U (zh) | 基于钻柱振动的间歇式旋转冲击钻井工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130904 Termination date: 20160322 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |