【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鉆井裝置，尤其涉及一種井下協(xié)同提速裝置。
技術(shù)介紹
1、深層鉆井過程中，隨著井深增加，巖石所受原地應力增加，導致其破碎難度增大，若利用提高地面供給能量來提高鉆井速度，如采用提高鉆壓和轉(zhuǎn)速等提升機械能量的方式，會導致鉆柱振動，鉆柱振動不僅影響鉆井的施工效率，且會帶來嚴重的安全風險，頻繁劇烈的振動導致鉆柱交變應力，會造成鉆柱的疲勞斷裂破壞，從而加大了施工成本，造成較大經(jīng)濟損失。
2、現(xiàn)有減輕鉆柱振動的方法是利用減震器將振動能量裝化為液壓油的彈性勢能和內(nèi)能，或者減震器內(nèi)彈簧摩擦內(nèi)能釋放掉，這不僅是能量的浪費，而且產(chǎn)生的熱也會影響井下工具性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種井下協(xié)同提速裝置，能夠鉆柱振動能量轉(zhuǎn)化為破巖的沖擊能量，并提升鉆井液的沖射能量，提升鉆井鉆速。
2、為達此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、井下協(xié)同提速裝置，其包括：
4、外管，所述外管內(nèi)設置有單向閥，所述單向閥被配置為允許流體由所述外管的第一端流向所述外管的第二端，所述外管的內(nèi)壁設置有沿所述外管軸向方向設置的安置槽，所述安置槽設置于所述單向閥的下游；
5、內(nèi)軸管，所述內(nèi)軸管的第一端由所述外管的第二端插入所述外管內(nèi)，所述內(nèi)軸管的第二端置于所述外管外，所述內(nèi)軸管能夠沿所述外管軸向滑動，所述內(nèi)軸管的外壁設置有能夠沿所述內(nèi)軸管軸向壓縮的彈性件，所述彈性件嵌設于所述安置槽內(nèi)；
6、轉(zhuǎn)化組件，所述轉(zhuǎn)化組件包括位于所述外管內(nèi)
7、在一些實施例中，所述轉(zhuǎn)化殼筒面向所述內(nèi)軸管的一端具有沿所述內(nèi)軸管軸向內(nèi)嵌的嵌槽，所述嵌槽包括大徑段與小徑段，所述大徑段靠近所述內(nèi)軸管，所述旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)動于所述小徑段，所述節(jié)流盤設置于所述大徑段，所述內(nèi)軸管的第一端與所述大徑段的槽壁螺接，以使所述內(nèi)軸管抵頂固定所述節(jié)流盤。
8、在一些實施例中，所述節(jié)流盤上設置有中心轉(zhuǎn)孔，多個所述節(jié)流孔環(huán)繞所述中心轉(zhuǎn)孔，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動連接于中心轉(zhuǎn)孔內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)葉片包括葉輪軸，所述葉輪軸設置有固定孔，所述固定孔的孔壁與所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子中的一個設置有第一鍵槽，另一個設置有配合的第一鍵，所述葉輪軸上設置有多個沿所述葉輪軸周向設置的葉片。
9、在一些實施例中，所述轉(zhuǎn)化殼筒內(nèi)設置有扶正件，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子遠離所述內(nèi)軸管的一端轉(zhuǎn)接于所述扶正件上，所述扶正件具有過流孔。
10、在一些實施例中，所述轉(zhuǎn)化殼筒的外壁與所述外管內(nèi)壁之間設置有第一密封件。
11、在一些實施例中，所述外管包括依次連接的滑動外管、轉(zhuǎn)換接頭、保護外管以及花鍵外管，所述轉(zhuǎn)換接頭的兩端連接于所述滑動外管內(nèi)以及所述保護外管的第一端內(nèi)，所述花鍵外管的第一端連接于所述保護外管的第二端內(nèi)，所述滑動外管的端部與所述花鍵外管的端部于所述保護外管間隔形成所述安置槽，所述轉(zhuǎn)化殼筒滑接于所述滑動外管內(nèi)。
12、在一些實施例中，所述花鍵外管的內(nèi)壁以及所述內(nèi)軸管的外壁均周向設置有互相嵌合的花鍵，所述花鍵沿所述內(nèi)軸管的軸向延伸。
13、在一些實施例中，所述花鍵外管的內(nèi)壁的所述花鍵延伸至所述花鍵外管的端部，所述保護外管內(nèi)還設置有限位件，所述限位件設置于所述花鍵外管的端部之間，所述彈性件設置于所述限位件與所述轉(zhuǎn)換接頭的端部之間。
14、在一些實施例中，所述花鍵外管與所述內(nèi)軸管之間設置有第二密封件。
15、在一些實施例中，所述花鍵外管遠離所述保護外管的一端設置有外管壓蓋，所述內(nèi)軸管滑動穿設所述外管壓蓋，所述花鍵外管內(nèi)壁設置有限制臺階，所述外管壓蓋抵頂所述第二密封件于所述限制臺階上。
16、本專利技術(shù)的有益效果：
17、當鉆柱產(chǎn)生向下振動時(鉆壓增大)，外管與內(nèi)軸管相對移動，同時內(nèi)軸管帶動彈性件向上抵頂安置槽的槽壁而被壓縮蓄能，位于單向閥與轉(zhuǎn)化殼筒之間區(qū)域的空間將減小，位于該空間內(nèi)的鉆井液壓力增大，帶有壓力的鉆井液流經(jīng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，加速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，帶動旋轉(zhuǎn)葉片加速旋轉(zhuǎn)，當旋轉(zhuǎn)葉片與節(jié)流孔重合時，鉆井液的流通通道變小，鉆井液作用于內(nèi)軸管，從而將能量傳遞至鉆頭，使鉆頭的機械能增加，提升破巖沖擊能量；當旋轉(zhuǎn)葉片與節(jié)流孔錯位不重合時，鉆井液流通通道變大，通過的鉆井液壓力增大，并于鉆頭處形成壓脈沖射流，從而提高清巖效果，二者結(jié)合提升鉆井鉆速。此外，隨后內(nèi)轉(zhuǎn)軸通過彈性件的彈力復位，位于單向閥與轉(zhuǎn)化殼筒之間區(qū)域的空間復位，形成常規(guī)鉆井液流道，并隨著鉆柱的周期性上下往復運動，不斷重復上述動作。
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1.井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化殼筒(51)面向所述內(nèi)軸管(3)的一端具有沿所述內(nèi)軸管(3)軸向內(nèi)嵌的嵌槽，所述嵌槽包括大徑段與小徑段，所述大徑段靠近所述內(nèi)軸管(3)，所述旋轉(zhuǎn)葉片(54)轉(zhuǎn)動于所述小徑段，所述節(jié)流盤(52)設置于所述大徑段，所述內(nèi)軸管(3)的第一端與所述大徑段的槽壁螺接，以使所述內(nèi)軸管(3)抵頂固定所述節(jié)流盤(52)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述節(jié)流盤(52)上設置有中心轉(zhuǎn)孔(522)，多個所述節(jié)流孔(521)環(huán)繞所述中心轉(zhuǎn)孔(522)，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(53)轉(zhuǎn)動連接于中心轉(zhuǎn)孔(522)內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)葉片(54)包括葉輪軸(541)，所述葉輪軸(541)設置有固定孔(542)，所述固定孔(542)的孔壁與所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(53)中的一個設置有第一鍵槽(543)，另一個設置有配合的第一鍵，所述葉輪軸(541)上設置有多個沿所述葉輪軸(541)周向設置的葉片(544)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化殼筒
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化殼筒(51)的外壁與所述外管(1)內(nèi)壁之間設置有第一密封件(56)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述外管(1)包括依次連接的滑動外管(11)、轉(zhuǎn)換接頭(12)、保護外管(13)以及花鍵外管(14)，所述轉(zhuǎn)換接頭(12)的兩端連接于所述滑動外管(11)內(nèi)以及所述保護外管(13)的第一端內(nèi)，所述花鍵外管(14)的第一端連接于所述保護外管(13)的第二端內(nèi)，所述滑動外管(11)的端部與所述花鍵外管(14)的端部于所述保護外管(13)間隔形成所述安置槽，所述轉(zhuǎn)化殼筒(51)滑接于所述滑動外管(11)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述花鍵外管(14)的內(nèi)壁以及所述內(nèi)軸管(3)的外壁均周向設置有互相嵌合的花鍵(18)，所述花鍵(18)沿所述內(nèi)軸管(3)的軸向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述花鍵外管(14)的內(nèi)壁的所述花鍵(18)延伸至所述花鍵外管(14)的端部，所述保護外管(13)內(nèi)還設置有限位件(15)，所述限位件(15)設置于所述花鍵外管(14)的端部之間，所述彈性件(4)設置于所述限位件(15)與所述轉(zhuǎn)換接頭(12)的端部之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述花鍵外管(14)與所述內(nèi)軸管(3)之間設置有第二密封件(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述花鍵外管(14)遠離所述保護外管(13)的一端設置有外管壓蓋(17)，所述內(nèi)軸管(3)滑動穿設所述外管壓蓋(17)，所述花鍵外管(14)內(nèi)壁設置有限制臺階，所述外管壓蓋(17)抵頂所述第二密封件(16)于所述限制臺階上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化殼筒(51)面向所述內(nèi)軸管(3)的一端具有沿所述內(nèi)軸管(3)軸向內(nèi)嵌的嵌槽，所述嵌槽包括大徑段與小徑段，所述大徑段靠近所述內(nèi)軸管(3)，所述旋轉(zhuǎn)葉片(54)轉(zhuǎn)動于所述小徑段，所述節(jié)流盤(52)設置于所述大徑段，所述內(nèi)軸管(3)的第一端與所述大徑段的槽壁螺接，以使所述內(nèi)軸管(3)抵頂固定所述節(jié)流盤(52)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述節(jié)流盤(52)上設置有中心轉(zhuǎn)孔(522)，多個所述節(jié)流孔(521)環(huán)繞所述中心轉(zhuǎn)孔(522)，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(53)轉(zhuǎn)動連接于中心轉(zhuǎn)孔(522)內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)葉片(54)包括葉輪軸(541)，所述葉輪軸(541)設置有固定孔(542)，所述固定孔(542)的孔壁與所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(53)中的一個設置有第一鍵槽(543)，另一個設置有配合的第一鍵，所述葉輪軸(541)上設置有多個沿所述葉輪軸(541)周向設置的葉片(544)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化殼筒(51)內(nèi)設置有扶正件(55)，所述旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(53)遠離所述內(nèi)軸管(3)的一端轉(zhuǎn)接于所述扶正件(55)上，所述扶正件(55)具有過流孔(551)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化殼筒(51)的外壁與所述外管(1)內(nèi)壁之間設置有第一密封件(56)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的井下協(xié)同提速裝置，其特征在于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳暢暢，紀國棟，黃洪春，范宇，呂澤昊，楊兆亮，肖振華，武強，孫鈺淇，于金平，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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