[發明專利]一種利用鉆井液上返能量抑制隔水管渦激振動裝置及方法

有效

• 申請號: 201610430980.8
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN106089121B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 朱紅鈞;孫兆鑫;湯連東;牛義康
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用鉆井液上返能量抑制隔水管渦激振動裝置，關于隔水管(1)的管軸呈軸對稱布置，由傳動系統、支撐系統和擾流桿(11)組成；支撐系統由上部、下部兩個套環(7)、四根支撐桿(8)、四個軸承座(9)、四個轉動軸承(10)組成；套環(7)套裝在隔水管(1)的外壁，由兩個半圓環形構件通過螺栓連接構成；每個軸承座(9)中布置有一個轉動軸承(10)；上部套環(7)支撐桿(8)末端的軸承座(9)開口向下，下部套環(7)支撐桿(8)末端的軸承座(9)開口向上，轉動軸承(10)的軸線與隔水管(1)軸線平行；擾流桿(11)為兩端直徑小、中部直徑大的圓柱體，擾流桿(11)的兩端分別安裝于上部、下部套環(7)支撐桿(8)末端軸承座(9)的轉動軸承(10)中；其特征在于：所述的傳動系統包括葉輪(3)、蝸桿(4)、蝸輪(5)、密封軸承(6)各兩個；隔水管(1)管壁上開有軸對稱布置的兩個圓孔，蝸桿(4)一端從圓孔伸入至隔水管(1)與鉆桿(2)之間的環形空間中，且伸入環形空間的蝸桿(4)端部安裝有葉輪(3)；蝸桿(4)與隔水管(1)管壁圓孔間的間隙由密封軸承(6)填充；蝸桿(4)有螺紋的一端在隔水管(1)外與蝸輪(5)的螺紋嚙合，且蝸桿(4)軸與蝸輪(5)軸垂直正交；所述的支撐系統的每個套環(7)上連接有與隔水管(1)管壁垂直的兩根支撐桿(8)，兩根支撐桿(8)關于隔水管(1)的管軸呈軸對稱布置，每根支撐桿(8)末端安裝有一個軸承座(9)；所述的擾流桿(11)上端小直徑柱體外部裝有花鍵，其穿過蝸輪(5)中心孔并與蝸輪(5)中心孔的花鍵槽嚙合；安裝在擾流桿(11)上的蝸輪(5)下端面貼合擾流桿(11)上端小直徑與大直徑柱體的臺階面。

2.利用如權利要求1所述的利用鉆井液上返能量抑制隔水管渦激振動裝置提供一種利用鉆井液上返能量抑制隔水管渦激振動方法，兩根擾流桿(11)所在平面垂直于海流流向放置，且擾流桿(11)轉動時與隔水管(1)緊鄰一側的切線速度方向與海流方向相反；通過隔水管(1)兩側擾流桿(11)的旋轉，為隔水管(1)的繞流邊界層注入了能量，使隔水管(1)后方尾跡區變窄，削弱了旋渦脫落強度，減少了隔水管(1)前后壓差，降低了海流作用在隔水管(1)上的繞流升力和阻力；其特征在于：當隔水管(1)與鉆桿(2)環空中鉆井液向上流動時，會驅動葉輪(3)旋轉，葉輪(3)轉動后帶動蝸桿(4)旋轉，蝸桿(4)旋轉又帶動蝸輪(5)旋轉，最后擾流桿(11)在蝸輪(5)的帶動下旋轉，實現渦激振動的抑制。