[實用新型]一種渦輪鉆具的渦輪轉子

有效

• 申請號: 201320532211.0
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN203584467U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 賀昶明
• 申請（專利權）人: 成都科盛石油科技有限公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/02;E21B4/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種石油鉆具配件，具體是一種渦輪鉆具的渦輪轉子，屬石油機械領域。?

背景技術

?渦輪鉆具在井下工作條件比較惡劣，鉆井泥漿流直接高速沖擊渦輪葉片，使其獲得能量，從而帶動與之相連的鉆頭旋轉鉆井，渦輪鉆具主要包括有渦輪定子、渦輪轉子、主軸、止推軸承、中部軸承、下部軸承以及外殼組成。鉆井時鉆桿不動，靠渦輪轉子帶動主軸轉動，從而具有高鉆速、高效率及鉆時短等諸多優點，且減少了鉆桿、套管等的磨損以及事故的發生。?

現如今的渦輪鉆具的渦輪轉子在使用時受到較大的沖擊力，其易出現斷裂的現象，從而損壞葉片，不僅成本增加，拆卸麻煩，且不能充分利用高壓泥漿流的勢能。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的問題是：提供一種渦輪鉆具的渦輪轉子，用于解決以往的渦輪轉子的液體勢能利用不充分、葉片易斷裂的問題。?

本實用新型提供的技術方案是：一種渦輪鉆具的渦輪轉子，包括轉子動環，轉子動環一側端面向外延伸形成導向套環，所述轉子動環在導向套環外側的端面形成定位臺階，所述轉子動環和導向套環內側圓周面設有鍵槽，所述轉子動環外側圓周面設有一圈轉子葉片組，轉子葉片組由若干個呈圓周均勻分布且橫截面呈月牙型的轉子葉片組成，轉子葉片的內側圓弧面為工作面。轉子葉片采用月牙型結構使得沖擊在葉片上的液體沖擊力的橫向分力變大，液體勢能轉換成的葉片推力增大，有效提高了液體勢能的利用；同時轉子葉片的輸出扭矩也增大，則傳遞到下方的渦輪組的輸出扭矩也大，多次提高液體勢能的利用率。?

進一步地，所述轉子葉片設有16-32個。轉子葉片的作用即利用液體的沖擊力將液體勢能轉化為機械能，轉子葉片的多少不僅決定和影響勢能的利用率以及輸出扭矩，還決定了輸出扭矩的分布情況，根據不同工況轉子葉片的數量可任意取值，但是轉子葉片的數量取在16-32個之間時，液體勢能能達到較高的利用率，同時輸出轉矩較大也較均勻，不僅效率高，同時也減少了每個葉片受到的沖擊力，轉子能夠穩定、持久的工作。?

進一步地，所述任意相鄰兩個轉子葉片之間的水平間距大于12毫米小于21毫米。任意相鄰兩個轉子葉片之間的水平間距過小則擊打在轉子葉片并反彈到下方的液體會打在轉子葉片上，從而降低了勢能，減少了輸出轉矩，效率降低；而水平間距過大則液體大多直接通過葉片之間的間隙流向下方，不會擊打葉片產生機械能，減少了勢能和輸出轉矩，液體利用率低，轉子效率降低。?

進一步地，所述工作面的弧長為水平間距的1-1.2倍。轉子葉片的弧長過短則液體勢能只能打在葉片下部，其輸出扭矩的角度偏大從而打擊在轉子葉片上的角度偏大，從而降低了勢能轉換，還有可能導致液體無法打擊在轉子葉片上，所以轉子葉片的工作面的弧長為水平間距的1-1.2倍不僅能避免以上問題，還能最大的利用液體勢能。?

進一步地，所述工作面的弧度為80°-100°。轉子葉片的弧度決定著液體從工作面反彈后輸出的液體角度和沖擊面積，液體角度和沖擊面積決定著液體勢能的轉化率，當轉子葉片的工作面的弧度為80°-100°時，液體輸出的液體角度為40°-50°，此時轉子葉片受力面積最大，液體擊打在轉子上轉換的勢能最大，效率最高。?

進一步地，所述轉子動環、導向套環和轉子葉片均采用WC硬質合金或40Cr鋼。WC硬質合金由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料，WC硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性；而40Cr是機械制造業使用最廣泛的鋼之一，調質處理后具有良好的綜合力學性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性，這種鋼除調質處理外還適于氰化和高頻淬火處理，該鋼價格適中，加工容易，經適當的熱處理以后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。轉子動環、導向套環和轉子葉片在液體沖擊下不僅容易斷裂，還可能被液體內的顆粒磨損，所以采用WC硬質合金或40Cr鋼不僅能減少其的磨損量，還能延長其使用壽命，降低其成本。?

本實用新型的優點在于：本實用新型設計的這種渦輪鉆具的渦輪轉子，不僅勢能利用率高，強度高，而且耐磨損，使用壽命長，轉動效率高。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。?

圖2為本實用新型轉子葉片的結構示意圖。?

圖3為本實用新型轉子葉片的橫截面圖。?

圖中的標號分別表示為：1、轉子葉片；2、轉子動環；3、定位臺階；4、導向套環；5、鍵槽；6、工作面。?

具體實施方式