CN210152545U - 一种钻井液力脉冲发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钻井液力脉冲发生装置，主要由上接头、支撑帽、支撑盘、涡轮定子、涡轮转子、上芯轴、壳体、弹簧、下芯轴、支撑接头和止推轴承组成，其特征在于由上部钻柱内腔流入所述冲击发生装置的流体首先进入上接头，涡轮定子相对壳体静止，而涡轮转子在流体驱动下产生转动并带动上芯轴、支撑接头和支撑帽一起转动，转动过程中上芯轴的斜面和下芯轴的斜面相互作用，使得下芯轴沿壳体的内腔产生周期性的轴向振动；当下芯轴运动到最上端时其径向通孔未被壳体的内壁封堵，当下芯轴运动到最下端时其径向通孔被壳体的内壁封堵；在下芯轴轴向振动的过程中，其径向通孔周期性的打开或关闭，使得钻井流体产生液力脉冲。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钻井提速工具，特别是一种钻井液力脉冲发生装置，属于钻井工程或机械工程技术领域。
背景技术
石油天然气是工业发展的血液，在经济和社会发展中有重要的战略地位。我国油气资源丰富但分布相对分散，陆地石油主要分布在东北、华北、江淮、西部等地区，海域石油则主要分布在渤海、南海和东海，分布地形主要为山地、沙漠及黄土等地质条件，开采难度大。随着浅层和易开采油气资源勘探开发不断推进，钻井将面临地层深度较大和地层分布更加复杂的特点。要实现节约钻井成本，达到利润最大化，就必须不断地提高钻井效率。
经过多年对钻井技术的改进与发展，优化井身结构、气体钻井技术、垂直钻井技术、水力脉冲钻井技术、机械冲击钻井技术等技术手段已成为主流。其中喷射钻井技术是利用安装在钻头上部的水力脉冲发生器，将常规连续流动的钻井液调制成脉冲流体从喷嘴喷出从而辅助破岩，达到提高破岩效率的目的。尽管目前已有此类脉冲发生装置，但它们的结构普遍较为复杂，或者脉冲频率无法根据地层特征而调节，普适性不高。
发明内容
本实用新型的目的是：为了克服上述难点，特提出钻井液力脉冲发生装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种钻井液力脉冲发生装置，主要由上接头、支撑帽、支撑盘、涡轮定子、涡轮转子、上芯轴、壳体、弹簧、下芯轴、支撑接头、止推轴承组成，其特征在于：所述上接头与壳体、支撑帽与支撑接头、支撑接头与上芯轴均通过螺纹连接；所述壳体内部设有第一台阶、第二台阶、第三台阶和第四台阶，支撑盘设置于第四台阶上并通过上接头将其压紧固定于壳体上，涡轮定子设置于第三台阶上并通过支撑盘将其压紧固定于壳体上，弹簧设置于第一台阶上且其上端与下芯轴的底端相互作用；所述涡轮转子安装于上芯轴外壁的台阶上并通过支撑接头压紧固定于上芯轴上；所述支撑盘设有轴向通孔用于流通钻井流体；所述上芯轴的底面和下芯轴的顶面均为斜面，下芯轴的下端设有中心孔且在下芯轴的中部设有与该中心孔连通的径向通孔；所述钻井液力脉冲发生装置的工作方法为：上接头与上部钻柱连接，壳体下端与下部钻柱连接，由上部钻柱内腔流下的流体进入上接头，涡轮定子相对壳体静止，而涡轮转子在流体驱动下产生转动并带动上芯轴、支撑接头和支撑帽一起转动，转动过程中上芯轴的斜面和下芯轴的斜面相互作用，使得下芯轴沿壳体的内腔产生周期性的轴向振动；当下芯轴运动到最上端时其径向通孔未被壳体的内壁封堵，当下芯轴运动到最下端时其径向通孔被壳体的内壁封堵；在下芯轴轴向振动的过程中，其径向通孔周期性的打开或关闭，使得钻井流体产生液力脉冲。
与现有的技术相比，本实用新型具有的有益效果是：(1)本申请的钻井液力脉冲发生装置能够将常规连续流动的钻井液调制成脉冲流体用于辅助破岩，提高钻速；(2)本实用新型所述的钻井液力脉冲发生装置可以通过改变涡轮定子与转子的额定转速来调节脉冲频率；(3)本实用新型装置利用两个接触斜面的重合或错开关系实现，结构简单。
附图说明
图1为本实用新型一种钻井液力脉冲发生装置的结构示意图；
图2为图1中A-A截面的剖视图；
图3为图1中B-B截面的剖视图；
图4为图1中C-C截面的剖视图；
图5为本实用新型一种钻井液力脉冲发生装置的壳体的结构示意图；
图6为本实用新型一种钻井液力脉冲发生装置的下芯轴在上芯轴推力作用下位于壳体底端时的结构示意图；
图中：1.上接头,2.支撑帽,3.支撑盘,4.涡轮定子,5.涡轮转子,6.上芯轴,7.壳体,8.弹簧,9.下芯轴,10.支撑接头,11.止推轴承，71.第一台阶,72.第二台阶,73.第三台阶，74.第四台阶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1-图6所示，一种钻井液力脉冲发生装置，主要由上接头1、支撑帽2、支撑盘3、涡轮定子4、涡轮转子5、上芯轴6、壳体7、弹簧8、下芯轴9、支撑接头10、止推轴承11组成，其特征在于：所述上接头1与壳体7、支撑帽2与支撑接头10、支撑接头10与上芯轴6均通过螺纹连接；所述壳体7内部设有第一台阶71、第二台阶72、第三台阶73和第四台阶74，支撑盘3设置于第四台阶74上并通过上接头1将其压紧固定于壳体7上，涡轮定子4设置于第三台阶73上并通过支撑盘3将其压紧固定于壳体7上，弹簧8设置于第一台阶71上且其上端与下芯轴9的底端相互作用；所述涡轮转子5安装于上芯轴6外壁的台阶上并通过支撑接头10压紧固定于上芯轴6上；所述支撑盘3设有轴向通孔用于流通钻井流体；所述上芯轴6的底面和下芯轴9的顶面均为斜面，下芯轴9的下端设有中心孔且在下芯轴9的中部设有与该中心孔连通的径向通孔；所述钻井液力脉冲发生装置的工作方法为：上接头1与上部钻柱连接，壳体7下端与下部钻柱连接，由上部钻柱内腔流下的流体进入上接头1，涡轮定子4相对壳体7静止，而涡轮转子5在流体驱动下产生转动并带动上芯轴6、支撑接头10和支撑帽2一起转动，转动过程中上芯轴6的斜面和下芯轴9的斜面相互作用，使得下芯轴9沿壳体7的内腔产生周期性的轴向振动；当下芯轴9运动到最上端时其径向通孔未被壳体7的内壁封堵，当下芯轴9运动到最下端时其径向通孔被壳体7的内壁封堵；在下芯轴9轴向振动的过程中，其径向通孔周期性的打开或关闭，使得钻井流体产生液力脉冲。
以上所述具体实施方式用于说明本专利而非限制本专利的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本专利的构思和原则前提下所作出的等同变化与修改，均属于本专利系统的保护范围。
Claims (1)
1.一种钻井液力脉冲发生装置，主要由上接头(1)、支撑帽(2)、支撑盘(3)、涡轮定子(4)、涡轮转子(5)、上芯轴(6)、壳体(7)、弹簧(8)、下芯轴(9)、支撑接头(10)、止推轴承(11)组成，其特征在于：所述上接头(1)与壳体(7)、支撑帽(2)与支撑接头(10)、支撑接头(10)与上芯轴(6)均通过螺纹连接；所述壳体(7)内部设有第一台阶(71)、第二台阶(72)、第三台阶(73)和第四台阶(74)，支撑盘(3)设置于第四台阶(74)上并通过上接头(1)将其压紧固定于壳体(7)上，涡轮定子(4)设置于第三台阶(73)上并通过支撑盘(3)将其压紧固定于壳体(7)上，弹簧(8)设置于第一台阶(71)上且其上端与下芯轴(9)的底端相互作用；所述涡轮转子(5)安装于上芯轴(6)外壁的台阶上并通过支撑接头(10)压紧固定于上芯轴(6)上；所述支撑盘(3)设有轴向通孔用于流通钻井流体；所述上芯轴(6)的底面和下芯轴(9)的顶面均为斜面，下芯轴(9)的下端设有中心孔且在下芯轴(9)的中部设有与该中心孔连通的径向通孔。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112627721A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-04-09 | 李永和 | 一种连续轴向冲击破岩锤子 |
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2019
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| CN112627721B (zh) * | 2020-12-19 | 2022-11-01 | 盘锦卓汇钻井技术开发有限责任公司 | 一种连续轴向冲击破岩锤子 |
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