[實用新型]環(huán)空脈沖射流發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220537574.9
• 申請日: 2012-10-20
• 公開（公告）號: CN202926259U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文飛;夏文安;李玄燁;曲曉紅;王光磊;馬鵬舉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探等行業(yè)專用設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種環(huán)空脈沖射流發(fā)生器。

背景技術(shù)

在石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探的過程中，井底水力能量在時間和空間上分布方式的不同,對鉆井速度具有顯著的影響，因此探索井底水力能量更加有效的利用途徑，是現(xiàn)代鉆井技術(shù)一項重要研究內(nèi)容。目前國內(nèi)外的研究主要集中在提高井底鉆頭射流破巖效率方面，但由于噴嘴材料、鉆井液性能、鉆頭性能、射流輔助裝置等諸多因素的限制，井底鉆頭射流破巖還得不到全面推廣應(yīng)用。

實驗表明，在上部鉆具組合特定位置安裝指向地面的噴嘴，形成反向射流不僅能夠提高環(huán)空鉆井液上返速度，增強鉆井液攜巖能力，有助于凈化井眼，防止巖屑床的產(chǎn)生，而且有利于小井眼鉆井時降低地面機泵的壓力，延長設(shè)備使用壽命。脈沖射流的瞬時沖擊動壓力和瞬時速度大，軸心瞬時沖擊動壓力比普通連續(xù)射流提高1.7倍，巖心沖蝕體積提高２倍。脈沖射流能夠使流場形成不連續(xù)和不均勻的壓力分布。將兩者優(yōu)勢進行有機結(jié)合，在不影響井底鉆頭水功率的前提下，形成環(huán)空脈沖射流，達到提高環(huán)空返速、增強攜巖能力、降低地面機泵高負載的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，在不影響井底鉆頭正常鉆進水功率的前提下，為了進一步提高環(huán)空返速、增強攜巖能力、降低地面機泵負載而提出一種環(huán)空脈沖射流發(fā)生器。

本實用新型的技術(shù)方案是：

環(huán)空脈沖射流發(fā)生器，包括殼體、轉(zhuǎn)子和定子，其特征是：定子和轉(zhuǎn)子呈上下結(jié)構(gòu)布置在殼體內(nèi)部；定子內(nèi)設(shè)有引流葉片，并固定密封在殼體內(nèi)部；轉(zhuǎn)子上設(shè)有與上方引流葉片配合的驅(qū)動葉片，并與殼體構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封配合；殼體上設(shè)有旁通孔，轉(zhuǎn)子下部設(shè)有轉(zhuǎn)子水眼，殼體內(nèi)壁上的旁通孔開口處與轉(zhuǎn)子水眼在同一橫截面上。

上述方案進一步包括：

殼體上的旁通孔為內(nèi)低外高的向上傾斜孔，旁通孔的數(shù)量為1-4個，轉(zhuǎn)子水眼數(shù)量為1-5個。

定子通過定位銷固定在殼體內(nèi)部，定子與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。

轉(zhuǎn)子與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有軸承和密封圈。

殼體上下端分別設(shè)有內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭。

本實用新型的效果：

環(huán)空脈沖射流發(fā)生器可根據(jù)需要安裝在鉆具組合中的任意位置，當(dāng)鉆井液經(jīng)過環(huán)空脈沖射流發(fā)生器時，部分鉆井液經(jīng)過定子葉輪導(dǎo)向后，沖擊到轉(zhuǎn)子葉輪上，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，其下部水眼周期性的與殼體旁通孔連通和關(guān)閉，當(dāng)旁通孔與轉(zhuǎn)子水眼連通時，鉆柱內(nèi)部與環(huán)空連通，此時部分鉆井液經(jīng)旁通孔進入環(huán)空，當(dāng)旁通孔與轉(zhuǎn)子水眼關(guān)閉時，無鉆井液進入環(huán)空，隨著旁通孔與轉(zhuǎn)子水眼周期性的連通和關(guān)閉，即形成了環(huán)空脈沖射流。環(huán)空脈沖射流發(fā)生器能夠在環(huán)空形成脈沖射流，提高了環(huán)空鉆井液上返速度，增強了鉆井液攜巖能力，有利于巖屑床的清除，脈沖射流使鉆柱產(chǎn)生周期性軸向振動，降低了摩阻扭矩的影響，并且能夠在不影響井底水功率損失的前提下，減小地面機泵負載，延長了設(shè)備使用壽命，對于利用脈沖射流輔助提高鉆井速度、降低鉆井成本具有重要意義。

同時，環(huán)空脈沖射流發(fā)生器還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于安裝、安全可靠的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是依據(jù)本實用新型所提出的一種環(huán)空脈沖射流發(fā)生器典型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A-A向剖視圖。

圖3是圖1中B-B向剖視圖。

圖中：1-殼體、2-密封圈、3-定子、4-密封圈、5-轉(zhuǎn)子、6-轉(zhuǎn)子驅(qū)動葉片、7-旁通孔、8-密封圈、9-軸承、10-定位銷、11-定子引流葉片、12-轉(zhuǎn)子水眼。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。

實施例1：

參照圖1，一種簡化方案的環(huán)空脈沖射流發(fā)生器，主要由殼體1、轉(zhuǎn)子5和定子3組成。其中：定子3和轉(zhuǎn)子5呈上下結(jié)構(gòu)布置在殼體1內(nèi)部；定子3內(nèi)設(shè)有引流葉片11（參見圖2），并固定密封在殼體1內(nèi)部（這里沒有使用密封件密封，可以通過提高對合面的加工精度來解決）；轉(zhuǎn)子5上設(shè)有與上方引流葉片配合的驅(qū)動葉片6，并與殼體1構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封配合（這里沒有使用密封件密封，可以通過提高對合面的加工精度來解決）；殼體1上設(shè)有1個旁通孔7，轉(zhuǎn)子5下部設(shè)有2個轉(zhuǎn)子水眼12（參見圖3），殼體1內(nèi)壁上的旁通孔7開口處與轉(zhuǎn)子水眼12在同一橫截面上。

實施例2：