[發明專利]一種水力增壓射流工具

有效

• 申請號: 201811264509.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109113567B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 夏成宇;劉蒙;方永;侯作富;胡述龍;秦偉杰;何宇航;黃劍;武進虎;李旭;吳志超;蔡志南
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B4/00;F03B13/02
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙) 42216
• 代理人: 蔡昌偉

本發明涉及一種水力增壓射流工具；屬石油，天然氣井下作業工具技術領域。該工具包括上接頭、外殼體、發電機總成、電動機、滑套、傳動絲桿和套筒，發電機總成下方的殼體B內裝有電動機，電動機與發電機總成之間設置有步進驅動器，步進驅動器通過連接導線分別與電動機和發電機總成連接，電動機下方的殼體C內通過滑套裝有傳動絲桿。該水力增壓射流工具結構簡單、脈沖平穩、不存在有害沖擊、可以有效提高使用壽命和可靠性，從而解決了現有井下增壓裝置結構復雜、制造難度大、壽命短的問題，特別適用于深井、超深井鉆井使用。

技術領域

本發明涉及一種水力增壓射流工具；屬石油，天然氣井下作業工具技術領域。

背景技術

目前隨著深井、超深井在油田所占比例增大，鉆井遇到堅硬地層時鉆速會大幅度下降，普通鉆井工具難以達到施工要求。國內研究表明井下增壓輔助鉆井在油氣井鉆井中能夠大幅度的提高機械鉆速，國外開發出高壓射流輔助鉆井系統，在地面將鉆井液直接作用在井底輔助鉆頭的機械破巖作用，能夠提高機械鉆速2-3倍。而井下增壓的方式只需要在鉆頭上方增設增壓裝置，無需變動現有設備，制造方便。

水力增壓射流技術是采用專門設計的井底增壓裝置配合鉆頭實現高壓射流輔助鉆井，提高鉆井速度的技術。井下增壓裝置中，大部分都是使用水壓來推動活塞，活塞帶動液壓缸往復運運動來實現井底增壓，主要區別是換向方式不同；為了實現活塞的往復運動，必須建立活塞缸上下腔兩端的壓力差，壓差越大，輸出的壓力越大。這類裝置增壓效果良好，但是也存在缺點：增壓器流道復雜，給加工和安裝造成很大困難；常見的增壓裝置中往復結構，一般都是凸輪實現往復運動，或者碟簧復位的方式來增壓，這類往復機構往往存在有害沖擊，對零部件的磨損很嚴重，需要不定期的檢查，更換，浪費人力物力，提高了鉆井成本，由此，有必要一種結構簡單，平穩，不存在有害沖擊，連接簡單、安裝方便的井下增壓工具。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種結構簡單、脈沖平穩、不存在有害沖擊、可以有效提高使用壽命和可靠性、解決現有井下增壓裝置結構復雜、制造難度大、壽命短問題的水力增壓射流工具。

本發明的技術方案是：

一種水力增壓射流工具，包括上接頭、外殼體、發電機總成、電動機、滑套、傳動絲桿和套筒，外殼體由依次螺紋連接的殼體A、殼體B、殼體C和殼體D構成，其特征在于：殼體A的頂端螺紋安裝有上接頭，上接頭下方的殼體A內通過渦輪軸承和渦輪組件裝有渦輪軸，渦輪軸下方通過上主軸軸承和下主軸軸承安裝有發電機總成，發電機總成與渦輪軸連接，發電機總成下方的殼體B內裝有電動機，電動機與發電機總成之間設置有步進驅動器，步進驅動器通過連接導線分別與電動機和發電機總成連接，電動機下方的殼體C內通過滑套裝有傳動絲桿，傳動絲桿與電動機的輸出軸連接；滑套下方的殼體D內設置有套筒，套筒與滑套螺紋連接；套筒下方固裝有增壓缸，增壓缸與套筒固定連接。

所述的渦輪組件由渦輪轉子和渦輪定子構成，渦輪轉子與渦輪軸連接，渦輪定子與殼體A固定連接。

所述的發電機總成由轉軸、發電機定子、發電機轉子和發電機轉子磁極構成，轉軸外圍設置有發電機定子，轉軸上裝有發電機轉子，發電機轉子與發電機定子之間設置有發電機轉子磁極，發電機總成通過轉軸與渦輪軸固定連接。

所述的傳動絲桿與電動機之間通過裝配軸承裝有聯軸器，傳動絲桿通過聯軸器與電動機的輸出軸連接。

所述的滑套上螺紋安裝有傳動螺套，傳動絲桿與傳動螺套螺紋連接，傳動螺套上固裝有滑動銷釘，與滑套對應的殼體D內壁上設置有滑槽，傳動螺套通過滑動銷釘與滑槽滑動連接。

所述的滑套內的傳動絲桿底部固裝有防掉帽。

所述的套筒圓周上均布有導流孔。