[實(shí)用新型]石油天然氣鉆井用井下水力活塞自增流量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220071641.2
• 申請(qǐng)日: 2012-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN202645429U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱紅鈞;林元華;張繼川;馮光;曾德智;王其軍;張雙蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/18
• 分類號(hào): E21B7/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及石油天然氣鉆井用井下水力活塞自增流量裝置，屬于鉆進(jìn)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

石油天然氣鉆井工程作業(yè)中高壓水射流技術(shù)的問世標(biāo)志著人們更加重視向井下輸送水力能量和充分利用井下水力能量的新方法。有效利用井下水力能量，實(shí)現(xiàn)鉆井速度的提高，并降低鉆井工程成本，是這一研究方向的新思維。因而有學(xué)者提出利用井下工具抽吸環(huán)空流體至鉆桿內(nèi)，實(shí)現(xiàn)增加井底水力能量的目的。?

目前，國(guó)內(nèi)在研究的一些井下流量自增裝置，主要是利用自激振蕩產(chǎn)生負(fù)壓抽吸或通過鉆進(jìn)時(shí)鉆頭振動(dòng)形成的抽吸作用，達(dá)到引入環(huán)空流體的目的，以增大井下水力能量和提高機(jī)械鉆速。然而，自激振蕩腔室卷吸流場(chǎng)紊亂，抽吸效果不明顯；井底鉆頭振動(dòng)雜亂無(wú)章，抽吸不穩(wěn)定，均未有效實(shí)現(xiàn)流量自增。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型需要解決技術(shù)問題是，克服背景技術(shù)的不足，改善裝置充分利用上部水力能量提供一種抽吸效果更明顯的自增流量裝置。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：井下水力活塞自增流量裝置包括，外殼、扶正臺(tái)階、上花鍵槽、外筒單向閥、中心活塞桿、中心桿流入孔、上腔、限位臺(tái)階、吸入腔、射流噴嘴、活塞圓盤、活塞單向閥、中心桿流出孔、承噴腔、承噴口、汲流腔、下花鍵槽、支撐托、底孔、下接頭、下接頭中心孔。外殼上下端有連接螺紋，裝置通過螺紋連接上部鉆具和下接頭。外殼內(nèi)部相應(yīng)位置設(shè)有扶正臺(tái)階，扶正臺(tái)階與中心活塞桿接觸位置設(shè)有上花鍵槽，通過花鍵配合固定中心活塞桿并傳遞扭矩。扶正臺(tái)階上方腔室為上腔，可以匯集上部流入流體，其下方腔體被活塞圓盤分成了吸入腔和汲流腔，圓盤上方為吸入腔，下方為汲流腔。活塞圓盤為中心活塞桿的一部分，與外殼接觸地方通過盤根密封，圓盤上對(duì)稱安裝有兩個(gè)活塞單向閥，連通吸入腔和汲流腔。吸入腔外壁上對(duì)稱安裝有兩個(gè)外筒單向閥，外筒單向閥使流體只能從外殼外部流入吸入腔，外筒單向閥裝有過濾網(wǎng)，防止環(huán)空內(nèi)鉆井液中巖屑等固態(tài)顆粒進(jìn)入裝置內(nèi)部，堵塞流道。汲流腔通過底孔將所匯集流體流入下接頭中心孔，進(jìn)而流入下部鉆具。下接頭與外殼底部通過螺紋連接，而且部分伸入汲流腔形成支撐托，對(duì)中心活塞桿起支撐作用，并在相應(yīng)位置設(shè)有下花鍵槽，通過花鍵配合固定中心活塞桿。中心活塞桿上部伸入上腔內(nèi)部，其頂部正對(duì)上腔流道中心，桿上部相應(yīng)位置對(duì)稱開有兩個(gè)中心桿流入孔，允許上腔中流體進(jìn)入，中心活塞桿內(nèi)腔。中心活塞桿內(nèi)腔中部設(shè)有射流噴嘴，從噴嘴噴出的流體直接流入承噴腔，進(jìn)而沖擊支撐托。承噴腔上部設(shè)有承噴口，并在射流噴嘴與承噴口之間的中心活塞桿上對(duì)稱開有兩個(gè)中心桿流出孔，允許活塞內(nèi)腔內(nèi)流體流入汲流腔中。中心活塞桿上部對(duì)稱開有兩個(gè)中心桿流入孔，上腔內(nèi)流體可以通過中心桿流入孔流入中心活塞桿內(nèi)腔，中心活塞桿下部有支撐托，活塞圓盤與中心活塞桿為一體，隨中心活塞桿運(yùn)動(dòng)。吸入腔中的中心活塞桿外壁上有限位臺(tái)階，防止中心活塞桿向上運(yùn)動(dòng)行程過大。?

本裝置解決了目前鉆井工況下井下自增流量和脈沖射流難題，其優(yōu)點(diǎn)如下：?

（1）充分利用上部鉆井液動(dòng)能產(chǎn)生抽吸作用，吸入環(huán)空流體，增加鉆頭處射流流量，達(dá)到水力增壓的目的；

（2）活塞上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成脈沖循環(huán)，產(chǎn)生脈沖射流，改善井底流場(chǎng)，提高了射流的沖刷和攜巖能力，從而提高井底剝巖和凈化效率；

（3）裝置制造簡(jiǎn)單，成本低廉，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于鉆井作業(yè)領(lǐng)域。

附圖說明

附圖是本裝置結(jié)構(gòu)示意圖。?

其中：1.外殼、2.扶正臺(tái)階、3.上花鍵槽、4.外筒單向閥、5.中心活塞桿、6.中心桿流入孔、7.上腔、8.限位臺(tái)階、9.吸入腔、10.射流噴嘴、11.活塞圓盤、12.活塞單向閥、13.中心桿流出孔、14.承噴腔、15.承噴口、16.汲流腔、17.下花鍵槽、18.支撐托、19.底孔、20.下接頭、21.下接頭中心孔。?

具體實(shí)施方式