CN211950403U - 螺杆式水力振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及螺杆式水力振荡器，包括减震器总成、动力总成和阀门总成，动力总成包括定子壳体和转子，阀门总成包括动阀水帽、静阀和阀门壳体；定子壳体上端接减震器总成，定子壳体下端接阀门壳体，转子下端与动阀水帽连接，动阀水帽下端有阀孔，动阀水帽开有侧孔，侧孔贯通动阀水帽的阀孔；静阀安装在阀门壳体上端，静阀有阀孔，通过动阀环与静阀环的相对转动来调节流量。本实用新型通过动阀水帽与静阀接触面间的挤压来充当推力轴承的作用去承受中空转子所受到的轴向力，省去了万向轴总成和传动轴总成，在增加可靠性的同时使结构更简单；本实用新型通过多头螺杆驱动，转子易于制成空心，在流量一定的情况下，转速低但振荡频率不低。

Description

螺杆式水力振荡器

技术领域

本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其涉及螺杆式水力振荡器。

背景技术

在石油开采领域中，大位移井、水平井、水平分支井和其他结构复杂井的数量不断增加，随着井眼水平段长度的不断增加，钻柱受到井壁施加的摩擦阻力也会不断增大，致使钻柱难以下入设计井深，并且在钻压和摩擦阻力的共同作用会发生挠曲变形。由于钻柱受到井壁摩擦阻力的作用，无法向钻头施加准确的钻压，严重影响钻进效率，一旦发生井下遇阻或着卡钻现象更是会对整个钻井过程产生重大影响。因此减小钻柱摩擦阻力，有效送进钻柱，向钻头准确施加钻压是大位移井、水平井、水平分支井和其他结构复杂井钻井技术的一个核心问题。

水力振荡器是减小钻柱摩擦阻力的主要工具，该工具通过钻井液的水击作用向钻柱施加周期性的轴向振动，有效减小钻井过程中钻柱与井壁的摩擦阻力，提高钻井破岩效率。现有的水力振荡器结构复杂。

实用新型内容

本实用新型旨在提供螺杆式水力振荡器，在保证其功能的同时，简化了结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

螺杆式水力振荡器，包括减震器总成、动力总成和阀门总成，所述动力总成包括定子壳体和转子，阀门总成包括动阀水帽、静阀和阀门壳体；

定子壳体上端接减震器总成，定子壳体下端接阀门壳体，所述转子下端与动阀水帽连接，动阀水帽下端有阀孔，动阀水帽开有侧孔，侧孔贯通动阀水帽的阀孔；

所述静阀安装在阀门壳体上端，静阀有阀孔，通过动阀环与静阀环的相对转动来调节流量。

其中，所述静阀环上的阀孔与动阀环上的阀孔有偏心距。

进一步的，所述动阀环上的阀孔偏心设置，静阀环上的阀孔位于静阀环中央。

进一步的，所述定子壳体上端内同轴装有耐磨衬套，耐磨衬套内同轴装有活塞，耐磨衬套与阀门壳体过盈配合，活塞与耐磨衬套间隙配合，活塞与耐磨衬套间设有至少一道密封圈；活塞有中心孔。

优选地，转子与定子壳体的螺旋线头数比为1+2n：2+2n，n为大于0的自然数。

进一步的，所述转子中空，转子中空结构的上端开口处安装堵头，转子中空结构的下端开口安装所述动阀水帽。

其中，堵头与转子螺纹连接。

进一步的，所述动阀水帽与转子螺纹连接。

进一步的，静阀与阀门壳体螺纹连接。

进一步的，定子壳体上端与减震器总成螺纹连接，定子壳体下端与阀门壳体螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1，本实用新型通过动阀水帽与静阀接触面间的挤压来充当推力轴承的作用去承受中空转子所受到的轴向力，省去了万向轴总成和传动轴总成，在增加可靠性的同时使结构更简单；

2，本实用新型通过多头螺杆驱动，转子易于制成空心，在流量一定的情况下，转速低但振荡频率不低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中 A-A处的截面图；

图3是图1 中B-B处的截面图；

图中：1-减震器总成、2-动力总成、3-阀门总成、4-耐磨衬套、5-密封圈、6-活塞、7-中空转子、8-堵头、9-定子壳体、10-动阀水帽、11-静阀、12-阀门壳体、13-侧孔、14-阀孔。

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，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1、2所示，本实用新型公开的螺杆式水力振荡器，包括减震器总成1、动力总成2和阀门总成3组成。动力总成2包括中空转子7和和定子壳体9。阀门总成3包括动阀水帽10、静阀11和阀门壳体12。定子壳体9上端接减震器总成1，定子壳体9下部接阀门壳体12，阀门总成3下部接钻柱。

定子壳体9上端和下端均设置有锥形内螺纹，定子壳体9利用锥形内螺纹与减震器总成1螺纹连接；阀门壳体12上部设置有锥形外螺纹，阀门壳体12上部与定子壳体9采用螺纹连接。

中空转子7上部安装堵头8，中空转子7上端设置有内螺纹，堵头8下部设置有外螺纹，中空转子7上部与堵头8下部采用螺纹连接。

中空转子7下部设置有锥形内螺纹，动阀水帽10上部设置有锥形外螺纹，中空转子7下部与动阀水帽10上部采用螺纹连接。如图1、3所示，动阀水帽10下端有阀孔14，动阀水帽10开有至少连个侧孔13，侧孔13贯通动阀水帽10的阀孔14，侧孔13为斜孔。

阀门壳体12上端中央有用于安装静阀11的螺纹孔，静阀11下端安装在螺纹孔中，静阀11有阀孔14，通过动阀环12与静阀环11的相对转动来调节流量。

静阀环11上的阀孔14与动阀环12上的阀孔14有偏心距。本实施例中动阀环12上的阀孔14偏心设置，静阀环11上的阀孔14位于静阀环11中央。

本实用新型通过动阀水帽10与静阀11接触面间的挤压来充当推力轴承的作用去承受中空转子7所受到的轴向力，省去了万向轴总成和传动轴总成，在增加可靠性的同时使结构更简单。

定子壳体9中上部有中心孔，定子壳体9中上部中心孔中装有耐磨衬套4，定子壳体9中上部中心孔与耐磨衬套4采用过盈配合；耐磨衬套4内装有活塞6，耐磨衬套4与活塞6外部采用间隙配合，耐磨衬套4与活塞6间用密封圈5密封。

当动静阀孔过流面积逐渐减小时产生水击压力，该压力向上推动活塞6；当动静阀孔过流面积逐渐变大时水击压力将逐渐降低，活塞6将向下运动。这样周期性变化，使减震器总成1产生周期性轴向振动。耐磨衬套4内壁与活塞外壁间用密封圈5密封，可防止泥浆从耐磨衬套4与活塞6的配合间隙中流出，避免活塞卡死，保证活塞能往复运动。

如图1、2所示，本实施方式中中空转子7与定子壳体9的螺旋线头数比为1+2n：2+2n，n为大于0的自然数，n可根据需要取值。中空转子7在定子壳体9中做自转加公转的运动，由于自转的速度慢，公转的速度快，因此会形成一个花瓣形轨迹。

以n取2为例，则中空转子7螺旋线头数为5，定子壳体9的螺旋线头数为6，因此转子公转一周的振荡次数为六次，而单头螺杆转子公转一周的振荡次数为两次。因为本实用新型采用多头螺杆驱动，所以转子主轴的转速低，因此转子主轴易制成空心，能有效的减小离心力，从而减小转子主轴的径向摆动，达到避免螺纹脱落、降低疲劳失效的风险。本实用新型采用多头螺杆驱动，转子易于制成空心，在流量一定的情况下，转速低但振荡频率不低。

本实用新型在实际工作过程中，中空转子作自转加公转的行星运动，带动动阀水帽一起运动，运动过程中，动阀水帽偏心阀孔和静阀中心阀孔的重叠面积发生周期性变化，使得流过静阀中心通孔和动阀水帽偏心孔的钻井液流量产生周期性变化，从而产生水击现象，实现轴向冲击。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.螺杆式水力振荡器，其特征在于：包括减震器总成、动力总成和阀门总成，所述动力总成包括定子壳体和转子，阀门总成包括动阀水帽、静阀和阀门壳体；

定子壳体上端接减震器总成，定子壳体下端接阀门壳体，所述转子下端与动阀水帽连接，动阀水帽下端有阀孔，动阀水帽开有侧孔，侧孔贯通动阀水帽的阀孔；

所述静阀安装在阀门壳体上端，静阀有阀孔，通过动阀环与静阀环的相对转动来调节流量。

2.根据权利要求1所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：所述静阀环上的阀孔与动阀环上的阀孔有偏心距。

3.根据权利要求2所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：所述动阀环上的阀孔偏心设置，静阀环上的阀孔位于静阀环中央。

4.根据权利要求1、2或3所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：所述定子壳体上端内同轴装有耐磨衬套，耐磨衬套内同轴装有活塞，耐磨衬套与阀门壳体过盈配合，活塞与耐磨衬套间隙配合，活塞与耐磨衬套间设有至少一道密封圈；活塞有中心孔。

5.根据权利要求1所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：转子与定子壳体的螺旋线头数比为1+2n：2+2n，n为大于0的自然数。

6.根据权利要求1或5所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：所述转子中空，转子中空结构的上端开口处安装堵头，转子中空结构的下端开口安装所述动阀水帽。

7.根据权利要求6所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：堵头与转子螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：所述动阀水帽与转子螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：静阀与阀门壳体螺纹连接。

10.根据权利要求1、8或9所述的螺杆式水力振荡器，其特征在于：定子壳体上端与减震器总成螺纹连接，定子壳体下端与阀门壳体螺纹连接。

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