CN204024646U - 分流式井下射流脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分流式井下射流脉冲发生器，包括壳体和安装在所述壳体内的分流盘、射流缸体、射流元件、活塞组件、节流盘，所述射流缸体为一空心圆柱体，所述射流元件为一长方体，所述分流盘安装在所述射流缸体的左端，所述射流元件和所述活塞组件安装在所述射流缸体内，所述节流盘安装在所述射流缸体的右端，所述分流盘上开有一中心通孔以及多个导流孔，所述射流缸体的外表面上与每个所述导流孔均对应设置一分流槽，所述中心通孔连通至所述射流元件的喷嘴以及通过所述导流孔连接至对应的分流槽，在每个所述分流槽上还设置有压力通孔，所述分流槽通过对应的压力通孔连通至所述射流元件与所述射流缸体的内壁之间的空隙。本实用新型中的射流脉冲发生器能够减少射流元件所受的冲蚀、提高射流元件使用寿命。

Description

分流式井下射流脉冲发生器

技术领域

本实用新型涉及石油钻探设备领域，具体而言，涉及一种分流式井下射流脉冲发生器。

背景技术

在水平井和大位移井钻井过程中，钻柱和井壁之间摩擦阻力过大是造成钻井效率降低的一个主要因素。理论和现场实践表明，在钻柱上施加一定的周期性轴向振动，能够有效地缓减钻井过程中钻柱与井壁之间的摩擦阻力，提高常规钻井的破岩效率，减少卡钻、粘滑和托压现象，并且减少井下复杂事故的产生。为产生周期性轴向振动，首先需要利用钻井液的能量产生周期性的压力脉冲，从而带动振动发生装置产生轴向振动。目前在井下产生压力脉冲通常有以下几种方式：一种是采用螺杆和阀门产生压力脉冲，第二种是采用叶轮或涡轮产生压力脉冲，第三种是采用射流元件产生压力脉冲。

在第三种方式中，射流元件的工作稳定性和工作寿命是射流式脉冲发生器应用的关键。实践中，实际压力通常大于发生器所需的压力，多余的压力无法很好地得到利用，但是会增大对射流元件的冲蚀，降低射流元件的寿命。针对这个问题，很难通过对射流元件本身进行改进解决问题，因为射流元件流道非常复杂，结构上的一点微小改动，钻井液条件的改变，甚至加工时的一点误差，都有可能会导致射流元件工作不稳定，脉冲切换不顺畅，而且目前较大尺寸的射流元件室内实验非常困难，对每一种外径尺寸的射流元件都进行实验是非常耗时耗力的，因此通常用代替的材料和等比例缩小的模型来进行实验。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种能够减少射流元件所受的冲蚀、提高射流元件使用寿命的射流脉冲发生器。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种分流式井下射流脉冲发生器，包括壳体和安装在所述壳体内的分流盘、射流缸体、射流元件、活塞组件、节流盘，所述射流缸体为一空心圆柱体，所述射流元件为一长方体，所述分流盘安装在所述射流缸体的左端，所述射流元件和所述活塞组件安装在所述射流缸体内，所述节流盘安装在所述射流缸体的右端，所述分流盘上开有一中心通孔以及多个导流孔，所述射流缸体的外表面上与每个所述导流孔均对应设置一分流槽，所述中心通孔连通至所述射流元件的喷嘴以及通过所述导流孔连接至对应的分流槽，在每个所述分流槽内还设置有压力通孔，所述分流槽通过对应的压力通孔连通至所述射流元件与所述射流缸体的内壁之间的空隙。

其中，作为优选实施方式，所述导流孔的数量为3～9个，以5个为最佳。

在该技术方案中，通过增加分流盘和射流缸体，将射流核心组件(射流元件、活塞组件)装入射流缸体内，并在射流缸体的外壁上加工出分流槽，设置的导流孔和分流槽可以用于导流不产生脉冲压力的那部分流体，采用分流式结构，可通过调节分流盘上流量分配来调整脉冲发生器整体压耗，从而降低钻井液对射流元件的冲蚀，延长射流元件的使用寿命，可用于水平井、大位移井钻井过程中减小钻柱摩擦阻力，提高钻井效率的钻井提速工具；而且本实用新型中依靠调节射流缸体，可使多种外径尺寸的脉冲发生器使用同一套核心元件(包括射流元件和活塞组件)，能够保障工作稳定性的同时，不需要对各种不同尺寸的射流元件进行实验，降低了成本；核心元件整体装配好以后再安装到脉冲发生缸体内，易于装配、更换零件和维修。本实用新型可在石油、天然气钻井作业时利用钻井液能量产生周期性压力脉冲，该压力脉冲可作为一些井下工具(如水力振荡器、震击器、扭转冲击器等)的动力源，也可适用于井下脉冲清洗作业等。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的射流脉冲发生器的结构示意图；

图2是图1中分流盘的左视图；

图3是图1中射流缸体上分流槽和压力通孔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图3所示，根据本实用新型的实施例的分流式井下射流脉冲发生器，包括壳体5和安装在所述壳体5内的分流盘2、射流缸体3、射流元件4、活塞组件、节流盘9，所述射流缸体3为一空心圆柱体，所述射流元件4为一长方体，所述分流盘2安装在所述射流缸体3的左端，所述射流元件4和所述活塞组件安装在所述射流缸体3内，所述节流盘9安装在所述射流缸体3的右端，所述分流盘2上开有一中心通孔21以及多个导流孔22，所述射流缸体3的外表面上与每个所述导流孔22均对应设置一分流槽31，所述中心通孔21连通至所述射流元件4的喷嘴以及通过所述导流孔22连接至对应的分流槽31，在每个所述分流槽31上还设置有压力通孔32，所述分流槽31通过对应的压力通孔32连通至所述射流元件4与所述射流缸体3的内壁之间的空隙。

其中，1为上接头，10为碟簧，作为优选实施方式，所述导流孔22的数量为3～9个，以5个为最佳。

在该技术方案中，通过增加分流盘2和射流缸体3，将射流核心组件(射流元件4、活塞组件)装入射流缸体3内，并在射流缸体3的外壁上加工出分流槽31，钻井液从从上接头1进入工具后经分流盘2分流作用，分为两部分流体，第一部分流体从中心通孔21进入射流元件4的喷嘴，射流元件4下端为右出液口a和左出液口b，射流元件4可使钻井液间歇性分别从右出液口a或左出液口b流出，当液体从右出液口a流出时，流经活塞缸6的上腔通道d推动活塞7下行，当液体从左出液口b流出时，流经活塞缸6的下腔通道c推动活塞7上行；这两种情况以一定频率交替，使活塞杆在节流盘9内来回运动，节流面积产生周期性变化，因此产生压力脉冲波。其中设置的导流孔22和分流槽31可以用于导流不产生脉冲压力的那部分流体，压力通孔32可以保证射流缸体3内外压力平衡，采用分流式结构，可通过调节分流盘上流量分配来调整脉冲发生器整体压耗，从而降低钻井液对射流元件4的冲蚀，延长射流元件4的使用寿命，可用于水平井、大位移井钻井过程中减小钻柱摩擦阻力，提高钻井效率的钻井提速工具；而且本实用新型中依靠调节射流缸体，可使多种外径尺寸的脉冲发生器使用同一套核心元件(包括射流元件和活塞组件)，能够保障工作稳定性的同时，不需要对各种不同尺寸的射流元件进行实验，降低了成本；核心元件整体装配好以后再安装到脉冲发生缸体内，易于装配、更换零件和维修。本实用新型可在石油、天然气钻井作业时利用钻井液能量产生周期性压力脉冲，该压力脉冲可作为一些井下工具(如水力振荡器、震击器、扭转冲击器等)的动力源，也可适用于井下脉冲清洗作业等。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (2)

1.一种分流式井下射流脉冲发生器，其特征在于，包括壳体(5)和安装在所述壳体(5)内的分流盘(2)、射流缸体(3)、射流元件(4)、活塞组件、节流盘(9)，所述射流缸体(3)为一空心圆柱体，所述射流元件(4)为一长方体，所述分流盘(2)安装在所述射流缸体(3)的左端，所述射流元件(4)和所述活塞组件安装在所述射流缸体(3)内，所述节流盘(9)安装在所述射流缸体(3)的右端，所述分流盘(2)上开有一中心通孔(21)以及多个导流孔(22)，所述射流缸体(3)的外表面上与每个所述导流孔(22)均对应设置一分流槽(31)，所述中心通孔(21)连通至所述射流元件(4)的喷嘴以及通过所述导流孔(22)连接至对应的分流槽(31)，在每个所述分流槽(31)内还设置有压力通孔(32)，所述分流槽(31)通过对应的压力通孔(32)连通至所述射流元件(4)与所述射流缸体(3)的内壁之间的空隙。

2.根据权利要求1所述的分流式井下射流脉冲发生器，其特征在于，所述导流孔(22)的数量为3～9个。