[實用新型]井底超高壓脈沖射流輔助破巖提速系統

有效

• 申請號: 201220669797.0
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN202990856U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 管志川;劉永旺;許玉強;張洪寧
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 劉巖

技術領域

本實用新型涉及一種石油、天然氣鉆井作業中的配套裝置，特別涉及一種井底超高壓脈沖射流輔助破巖提速系統。?

背景技術

????利用鉆頭噴嘴產生的射流進行井底清洗和輔助破巖已經成為提高鉆井速度的有效手段之一。但在深井和超深井鉆探過程中，鉆頭噴嘴處很難獲得較高的水力壓力，這嚴重制約了射流清洗井底和輔助破巖的效率。當前提高射流壓力主要通過地面增壓，將機泵的壓力提高到30MPa或者更高。再將在地面增加壓力的鉆井液輸送給井底的鉆頭噴嘴，這無疑需要改變現有的設備和工藝，成本昂貴。并且隨著上部壓力的增加，鉆柱中的壓力損耗也大幅度增加，井底壓力增加并不十分明顯。若能夠在不改變其他裝置的基礎上，在鉆頭上方增壓一個裝置即可實現部分射流壓力的提高，對深井鉆速的提高具有很好的現實意義。?

同時，井底射流的破巖效率還與射流的類型有關。實踐證明，脈沖射流比定常射流具有更好的破巖效果。若是獲得脈沖射流的幅值足夠大，那么射流不但具有良好的井底清洗效果，還可以達到很好的輔助破巖甚至直接破巖的目的。由此可見，研發一種可以產生脈沖射流且脈沖射流壓力幅值超高的裝置，對提高井底清洗效果、輔助破巖、提高鉆井速度是十分必要的。?

發明內容

本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種井底超高壓脈沖射流輔助破巖提速系統，便于安裝拆卸、結構相對簡單、具有較高可靠度，在井底可以將部分鉆井液進行加壓產生高幅值脈沖射流來輔助破巖。?

其技術方案是：包括上部受力承壓總成、傳扭承壓總成、彈性復位元件總成、增壓缸體、超高壓鉆井液傳輸總成及超高壓鉆頭；所述上部受力承壓總成是由上部轉換接頭、鉆井液過濾器、鉆井液分流器、密封艙上部堵頭、六方孔轉接套筒、下部接頭、彈簧保護套筒連接而成；所述的傳扭承壓總成由傳扭過流結構、裝置下部接頭連接而成；所述的增壓缸體由密封艙上部堵頭、密封艙入口單向閥、測試孔螺母、調節環、密封艙內筒、密封艙出口單向閥、密封艙總成外筒、密封艙下部密封壓套、密封艙下部固定花鍵組成；所述彈性復位元件總成由彈簧、彈簧限位滑塊彈簧腔下部密封總成組成；所述超高壓鉆井液傳輸總成由柱塞、超高壓流道接頭、金屬超高壓鉆井液流道組成；所述超高壓鉆頭為裝有超高壓軟管和超高壓噴嘴的鉆頭。?

上述的增壓缸體固定于上部受力承壓總成內，由密封艙下部固定花鍵進行固定，鉆進過程中的扭矩通過上部受力承壓總成中六方孔轉接套筒傳遞給傳扭承壓總成中的傳扭過流結構，進而帶動鉆頭旋轉鉆進；同時該連接為六方孔配合連接，上部受力承壓總成與傳扭承壓總成在傳遞扭矩的同時也可以進行軸向的相對運動。?

常壓鉆井液是通過鉆井液分流器流入常壓鉆井液流道的，該常壓鉆井液流道分為兩部分；上半部分是由上部受力承壓總成與密封艙總成外筒組成的環空流道，出口為密封艙下部固定花鍵；下半部分是由傳扭過流結構和柱塞組成的環空流道，入口為傳扭過流結構的上部開口。?

上述的鉆井液過濾器頂部為圓弧流線形，過濾器的壁上開有大量斜向上的小孔；鉆井液過濾器與密封艙總成外筒之間裝有密封總成。?

上述彈簧可以為碟形彈簧、液壓彈簧或普通彈簧。?

上述的鉆井液分流器為花鍵結構，頂部為斜面，且與上部轉換接頭配合，密封艙上部堵頭直接座在鉆井液分流器上，由密封艙下部固定花鍵提供支撐力進行固定。?

上述測試孔螺母安裝于密封艙總成外筒上的用于測試增壓腔內壓力的小孔中。?

上述的傳扭過流結構中，上部開有可供常壓鉆井液進入的孔道，并將孔道及其上方進行流線化處理；且所述的傳扭過流結構的上半部分為六方體結構，用于傳遞上部受力承壓總成的扭矩，六方體結構的每個側面上開有凹槽，保證上部傳扭承壓總成相對于受力承壓總成運動時，內部空隙處壓力的平衡；該所述的傳扭過流結構的下半部分為圓柱型，并開有卡槽用于固定彈簧限位滑塊。?

上述的彈簧限位滑塊為兩個半環形結構，拼合為一個完整圓環，內環一部分卡入傳扭過流結構上，當上部傳扭承壓總成相對于受力承壓總成運動時，可對彈簧進行壓縮。?

上述的彈簧保護套筒側壁上開有注油孔，方便定時注入潤滑油保證彈簧性能；下部與傳扭過流結構接觸處裝有彈簧腔下部密封總成。?