[發(fā)明專利]一種雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器以及水力壓裂注液裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011248206.8
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112360416B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊典森;周再樂;陳衛(wèi)忠;周云;楊建平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 北京眾達德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉天虹

1.一種雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：包括雙扇形密封件、內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)環(huán)套，所述雙扇形密封件與所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子固連構(gòu)成轉(zhuǎn)動體，所述轉(zhuǎn)動體與所述外轉(zhuǎn)環(huán)套轉(zhuǎn)動配合，且所述雙扇形密封件位于所述外轉(zhuǎn)環(huán)套外部、所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子位于所述外轉(zhuǎn)環(huán)套內(nèi)部；所述雙扇形密封件具有兩個呈中心對稱分布的扇形封板；所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子上沿周向?qū)ΨQ設(shè)置有兩個螺旋扇面體，所述螺旋扇面體內(nèi)部設(shè)置有螺旋流道；在轉(zhuǎn)動體中，兩個所述螺旋扇面體與兩個所述扇形封板沿周向交替分布；所述外轉(zhuǎn)環(huán)套的其中一端為壓裂液通口、另一端設(shè)置有兩個呈中心對稱分布的扇形密封端，所述扇形密封端位于所述雙扇形密封件與所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子之間，兩個所述扇形密封端之間的空隙空間構(gòu)成兩個呈中心對稱分布的扇形導(dǎo)流孔；所述外轉(zhuǎn)環(huán)套的內(nèi)部設(shè)置有兩個呈中心對稱分布的螺旋體，所述外轉(zhuǎn)環(huán)套的兩個所述螺旋體分別安裝在所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子的兩個所述螺旋扇面體之間的間隔空間中，且所述螺旋體與所述螺旋扇面體能夠進行相對轉(zhuǎn)動；所述螺旋體的其中一端與所述扇形密封端相接，所述螺旋體的表面開設(shè)有導(dǎo)流槽，所述扇形密封端的相接處開設(shè)有與所述導(dǎo)流槽連通的導(dǎo)流小孔。

2.如權(quán)利要求1所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：兩個所述螺旋扇面體與兩個所述扇形封板沿周向交替分布，且所述扇形封板與所述螺旋扇面體的螺旋流道完全錯開。

3.如權(quán)利要求1所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述雙扇形密封件與所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子通過緊固栓固連，所述雙扇形密封件的中心開設(shè)有供所述緊固栓穿過的通孔，所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子的中心開設(shè)有用于安裝所述緊固栓的緊固盲孔。

4.如權(quán)利要求3所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述緊固栓為棱柱，所述通孔和所述緊固盲孔均為棱柱孔，所述緊固栓與所述緊固盲孔過盈配合；所述雙扇形密封件的底面上設(shè)置有突出的空心軸，所述空心軸上套裝有軸承環(huán)，所述轉(zhuǎn)動體與所述外轉(zhuǎn)環(huán)套通過所述軸承環(huán)轉(zhuǎn)動配合。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子的螺旋扇面體為一體式結(jié)構(gòu)，通過在所述螺旋扇面體內(nèi)部開孔構(gòu)成所述螺旋流道；所述螺旋流道包括1個以上分流道，所述分流道螺旋貫穿所述螺旋扇面體，當所述分流道的數(shù)量在2個以上時，2個以上所述分流道沿周向呈等角度均勻分布；

或者，所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子的螺旋扇面體為分體式結(jié)構(gòu)，由2片以上螺旋葉片構(gòu)成，2片以上所述螺旋葉片間隔設(shè)置，相鄰2片所述螺旋葉片之間的間隙構(gòu)成所述螺旋流道。

6.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述導(dǎo)流槽為所述外轉(zhuǎn)環(huán)套內(nèi)部布置的螺旋開口槽，每個所述螺旋體中均開設(shè)有2條所述導(dǎo)流槽，且2條所述導(dǎo)流槽分布于所述螺旋體的兩側(cè)邊。

7.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述外轉(zhuǎn)環(huán)套的螺旋體同樣為扇面體，且所述外轉(zhuǎn)環(huán)套的螺旋體的螺旋參數(shù)與所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)子的螺旋扇面體的螺旋參數(shù)相同。

8.如權(quán)利要求7所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述扇形導(dǎo)流孔的扇形角度α1、所述扇形封板的扇形角度α2、所述螺旋扇面體的扇形角度α3、所述螺旋體的扇形角度α4、所述扇形密封端的扇形角度α5滿足如下關(guān)系：α3≤α1≤α2；α4α3α5，且α3+α4≤α5。

9.如權(quán)利要求8所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，其特征在于：所述扇形角度α1為80°～100°；所述扇形角度α2為80°～100°；所述扇形角度α3為80°～100°；所述扇形角度α4為4°～20°；所述扇形角度α5為80°～105°。

10.一種水力壓裂注液裝置，其特征在于：包含權(quán)利要求1-9中任一項所述的雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器，所述雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器安裝于所述水力壓裂注液裝置的注液管線內(nèi)部，且所述雙旋式壓力脈沖轉(zhuǎn)換器的外轉(zhuǎn)環(huán)套與所述注液管線轉(zhuǎn)動配合。