CN208097854U - 一种钻井液花洒叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井液花洒叶轮,属于钻井配套设备技术领域中用于钻井液混合搅拌的一种叶轮，其目的在于提供一种具有充分混合搅拌能力和清洁功能的叶轮。其技术方案为：包括内部中空的搅拌杆、连接在搅拌杆上部的副叶片、设置在搅拌杆下部的叶轮喷头单元、以及设置在末端的多孔喷头，所述叶轮喷头单元包括出液管和主叶片，设置在出液管外壁上的第一喷头，设置在出液管末端的第二喷头。本实用新型提供一种钻井液花洒叶轮，具有充分搅拌混合钻井液和清洗罐底沉砂的效果。

Description

一种钻井液花洒叶轮

技术领域

本实用新型属于钻井配套设备技术领域，具体涉及一种用于钻井液混合搅拌的叶轮。

背景技术

钻井液的混合搅拌是固控系统中不可缺少的工艺。混合搅拌主要是为了防止钻井液沉淀，钻井液密度偏小(偏大)时对钻井液进行加重(稀释)作业后对钻井液进行搅拌，使罐内钻井液密度基本恒定。一般的搅拌叶轮只有搅拌作用，不能对罐底沉砂进行充分搅拌混合，以致搅拌效果不理想；此外，罐体一般为方形，角落里的钻井液长期不能被搅拌混合，以致不能参与整个钻井液的循环作业，时间一长就会逐渐沉淀，对后面的人工清砂带来很大的困难。

泥浆枪也是固控系统中不可缺少的设备，其主要作用是辅助搅拌器的启动。但往往泥浆枪用过一次后由于钻井液在泥浆枪内不能及时排出，钻井液逐渐沉淀后会堵塞泥浆枪，下次使用时可能会出现喷不出液的情况。

罐体沉砂的清除也是非常棘手的问题，打完井后，都需要人工进行清砂，由于钻井液沉淀后非常坚硬，有的时候需要用钢钎进行清除，所以员工的劳动强度非常大。

现有技术中有专利ZL201720166926.7这款喷头叶轮基本解决了上述问题，但是由于喷嘴相对于罐底来说距离太远，水柱在液体中射出后很快失去动力，还没有到达罐底角落水柱已经没有了动力，对罐底角落的钻井液也起不到太大的作用，而且这款喷头叶轮沿用以往的叶轮样式，叶片通过安装板与输液管连接，安装板上下的液体得不到搅动，叶轮输送能力加强有限，由于喷头直接组焊在输液管上，如果叶轮转速快，喷头喷出水后由于转速太快水柱不能成型，如果转速慢，对液体的搅动效果又不好。这一点此喷头叶轮没有解决。并且此专利中喷嘴与叶轮的倾斜方向相同。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术对钻井液的搅拌中，叶轮存在对罐底搅拌效果不够理想的问题，提出一种钻井液花洒叶轮；具有更好的充分搅拌混合钻井液和清洗罐底角落的效果，使得罐底部更加不易堆积沉沙。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种钻井液花洒叶轮，包括内部中空的搅拌杆、连接在搅拌杆上部的副叶片；还包括设置在搅拌杆下部的叶轮喷头单元以及末端的多孔喷头，所述叶轮喷头单元包括出液管和主叶片，设置在出液管外壁上的第一喷头，设置在出液管末端的第二喷头。

进一步的，所述出液管数量为两个或两个以上的多个。

进一步的，所述出液管靠近副叶片的一侧置有所述主叶片，所述主叶片与所述出液管固定连接。

进一步的，所述副叶片与搅拌杆连接，所述副叶片置有多片，与对应的出液管的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角β，-90°小于β小于90。

进一步的，所述第一喷头置有多个，且第一喷头的中心轴线平行，第一喷头的出水方向与对应的出液管的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

进一步的，所述第二喷头的出水方向与对应的出液管的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

进一步的，所述夹角α大于0，夹角β小于0。

进一步的，所述主叶片和副叶片的边缘均设置有围板。

进一步的，所述副叶片边缘设置的围板设置在叶片倾斜方向的下端。

进一步的，所述搅拌杆末端还设置有多孔喷头，所述多孔喷头沿搅拌杆的径向均布有多个孔，且每个喷水孔的方向不同。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，包括内部中空的搅拌杆、连接在搅拌杆上部的副叶片；还包括设置在搅拌杆下部的叶轮喷头单元以及末端的多孔喷头，所述叶轮喷头单元包括出液管，设置在出液管外壁上的第一喷头，设置在出液管末端的第二喷头；其进液管下端设置有连接在出液管上的喷头，有效缩短喷嘴与罐底角落钻井液的相对距离，使水流能很好的到达到罐底角落，对角落的钻井液进行混合、清洁。

2、本实用新型中，主叶片倾斜设置，主叶片与对应的出液管的轴线所在的铅垂面之间的夹角为锐角，且该夹角β为负角，喷头喷嘴的朝向与主叶片的倾斜方向相反。当需要该装置实施搅拌功能时，首先喷头喷液，然后再启动搅拌杆使之顺时针转动，喷头喷液的同时会对主叶片形成反作用力，能更有效地辅助该装置搅拌功能的启用，当搅拌功能正常实现后，关闭喷头，这时液体流呈现喷泉状液体流，能够使钻井液更好地混合；当该实施混合功能时，先启动搅拌杆使之逆时针转动，然后再使喷头喷液，叶轮旋转的方向和喷头喷出液体的方向相同，加强了液体喷出的冲击力，更有效地刮起罐底的沉积，这时液体流呈现旋涡状液体流，保证了液体充分的混合；当实施清洁功能时，此时罐中无钻井液，启动搅拌杆，叶轮逆时针旋转，和喷头喷出液体的方向相同，加强了液体喷出的冲击力，而且叶轮带动喷头旋转，这时喷头所喷出的液体在罐底形成一个圆形，这样使得罐底的沉积得到最大限度的清洁。

3、本实用新型中，所述出液管旁还设置有主叶片，所述主叶片与所述出液管固定连接，出液管与叶片组焊固定起到一定的加强作用。

4、本实用新型中，同一根出液管上的第一喷头和第二喷头倾斜方向一致，但每根出液管与出液管上的喷头倾斜方向又有差异，致使所有喷头喷出液体指向罐底面的位置都不相同，更利于对罐底沉砂的冲刷。

5、本实用新型中，所述主叶片和副叶片的边缘均设置有围板，可增加叶片的混合、打散能力，在主叶轮运转的过程中，主叶片围板可以增强对钻井液向上或者向下的输送能力；副叶片自由端的一侧设置有副叶片围板，且该副叶片围板设置在副叶片倾斜方向的下端，当叶轮组逆时针旋转时，主叶片和副叶片的围板加强了液体向下的输送能力，与喷嘴喷出液体的方向相同，辅助喷嘴喷出液体到达更远的距离，对罐底角落沉砂的冲刷效果更好。当叶轮组顺时针旋转时，副叶片围板对主叶片旋转时抬升的钻井液有较好的打散作用，增强了搅拌过程中的混合能力；而副叶片另一面没有设置围板，副叶片倾斜面上端没有阻碍，增强了叶片旋转时对钻井液的甩出效果，钻井液在向上运动的同时被叶片甩出与周边钻井液混合，提升了整体的混合能力。

附图说明

图1是本实用新型叶轮结构示意图。

图中标记：1-搅拌杆、2-副叶片、3-叶轮喷头单元、4-出液管、5-第一喷头、6-第二喷头、7-主叶片、8-多孔喷头、9-围板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种钻井液花洒叶轮，包括内部中空的搅拌杆1、连接在搅拌杆1上部的副叶片2；还包括设置在搅拌杆1下部的叶轮喷头单元3以及末端的多孔喷头8，所述叶轮喷头单元3包括出液管4，设置在出液管4外壁上的第一喷头5，设置在出液管4末端的第二喷头6；第一喷头5沿出液管4的径向均布设置，与设置在出液管4末端的第二喷头6在叶轮喷头单元3的转动下，可对罐底钻井液进行混合、冲洗。

作为优选，所述出液管4数量为两个或两个以上的多个，多个出液管4在搅拌杆1的带动下进行转动，并带动喷头进行对罐底进行冲刷。

作为优选，所述出液管4旁还设置有主叶片7，所述主叶片7与所述出液管4固定连接，其主叶片与副叶片2的倾斜方向一致。

作为优选，所述副叶片2搅拌杆连接，所述副叶片2置有多片，与对应的出液管4的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角β，-90°小于β小于90。

作为优选，所述第一喷头5置有多个，且第一喷头5的中心轴线平行，第一喷头5的出水方向与对应的出液管4的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

作为优选，所述第二喷头6的出水方向与对应的出液管4的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

作为优选，所述夹角α大于0，夹角β小于0，喷头喷液方向与叶轮叶片倾斜方向相反，喷头喷出液体时，会给搅拌杆一个顺时针方向的力，辅助搅拌杆顺时针转动，减小搅拌杆顺时针转动时的力矩。当搅拌杆逆时针方向转动时，主叶片和副叶片向下压液体，使液体向下运动，同时带动喷头朝喷液的方向运动，加大喷头喷出液体的冲击力，加快了钻井液的流动速度，使钻井液混合更加均匀。

作为优选，所述主叶片7和副叶片2的边缘均设置有围板9，增强了叶片旋转时液体的输送能力。

作为优选，所述副叶片2边缘设置的围板设置在叶片倾斜方向的下端，当副叶片2逆时针旋转向下压液体时，由于叶片边缘下方设置有围板，液体只有向下运动，增强了液体的输送能力；当副叶片2顺时针旋转向上抬液体时，由于叶片边缘上侧没有围板，在液体向上运动的同时被叶片甩出与周边液体混合，增强了混合能力。

作为优选，所述搅拌杆1末端设置有多孔喷头8，不但可以放空搅拌杆1内的液体，还可以从不同角度对罐底沉砂进行冲刷。

实施例1

一种钻井液花洒叶轮，包括内部中空的搅拌杆1、连接在搅拌杆1上部的副叶片2；还包括设置在搅拌杆1下部的叶轮喷头单元3以及末端的多孔喷头8，所述叶轮喷头单元3包括出液管4，设置在出液管4外壁上的第一喷头5，设置在出液管4末端的第二喷头6；第一喷头5沿出液管4的径向均布设置，与设置在出液管4末端的第二喷头6在叶轮喷头单元3的转动下，可对罐底钻井液进行混合、冲洗。

实施例2

在实施例1的基础上，所述出液管4数量为两个或两个以上的多个，多个出液管4在搅拌杆1的带动下进行转动，并带动喷头进行对罐底进行冲刷。

实施例3

在实施例2的基础上，所述出液管4旁还设置有主叶片7，所述主叶片7与所述出液管4固定连接，其主叶片7与副叶片2的倾斜方向一致。

实施例4

在实施例3的基础上，所述副叶片2搅拌杆1连接，所述副叶片2置有多片，与对应的出液管4的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角β，-90°小于β小于90。

实施例5

在实施例4的基础上，所述第一喷头5置有多个，且第一喷头5的中心轴线平行，第一喷头5的出水方向与对应的出液管4的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

实施例6

在实施例5的基础上，所述第二喷头6的出水方向与对应的出液管4的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

实施例7

在实施例6的基础上，所述夹角α大于0，夹角β小于0，喷头喷液方向与叶轮叶片倾斜方向相反，喷头喷出液体时，会给搅拌杆一个顺时针方向的力，辅助搅拌杆顺时针转动，减小搅拌杆顺时针转动时的力矩。当搅拌杆逆时针方向转动时，搅拌杆转动方向与喷嘴喷出液体的方向一致，加大液体喷出的冲击力，使钻井液混合更加均匀。

实施例8

在实施例7的基础上，所述主叶片7和副叶片2的边缘均设置有围板9，增强了叶片旋转时液体的输送能力。

实施例9

在实施例8的基础上，所述副叶片2边缘设置的围板设置在叶片倾斜方向的下端，当副叶片2逆时针旋转向下压液体时，由于叶片边缘下方设置有围板，液体只有向下运动，增强了液体的输送能力；当副叶片2顺时针旋转向上抬液体时，由于叶片边缘上侧没有围板，在液体向上运动的同时被叶片甩出与周边液体混合，增强了混合能力。

实施例10

在上述实施例的基础上，所述搅拌杆1末端设置有多孔喷头8，不但可以放空搅拌杆1内的液体，还可以从不同角度对罐底沉砂进行冲刷。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻井液花洒叶轮，包括内部中空的搅拌杆(1)、连接在搅拌杆(1)上部的副叶片(2)；其特征在于：还包括设置在搅拌杆(1)下部的叶轮喷头单元(3)，所述叶轮喷头单元(3)包括出液管(4)和主叶片(7)，设置在出液管(4)外壁上的第一喷头(5)，设置在出液管(4)末端的第二喷头(6)。

2.如权利要求1所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述出液管(4)数量为两个或两个以上的多个。

3.如权利要求1所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述出液管(4)靠近副叶片(2)的一侧置有所述主叶片(7)，所述主叶片(7)与所述出液管(4)固定连接。

4.如权利要求1所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述副叶片(2)与搅拌杆连接，所述副叶片(2)置有6片，与对应的出液管(4)的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角β，-90°小于β小于90。

5.如权利要求1所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述第一喷头(5)置有多个，且第一喷头(5)的中心轴线平行，第一喷头(5)的出水方向与对应的出液管(4)的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

6.如权利要求1所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述第二喷头(6)的出水方向与对应的出液管(4)的轴线所在的铅垂面之间的夹角为夹角α，-90°小于α小于90°。

7.如权利要求5或权利要求6所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述夹角α大于0，夹角β小于0。

8.如权利要求3或权利要求4所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述主叶片(7)和副叶片(2)的边缘均设置有围板(9)。

9.如权利要求8所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述副叶片(2)边缘设置的围板(9)设置在叶片倾斜方向的下端。

10.如权利要求1所述的一种钻井液花洒叶轮，其特征在于：所述搅拌杆(1)末端还设置有多孔喷头(8)，所述多孔喷头(8)沿搅拌杆(1)的径向均布有多个不同方向的喷孔。