抗冲击井下螺杆式脉冲发生器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，包括外壳、锁紧螺母、压紧螺母、上推力轴承、下推力轴承、柔性杆、定子胶筒、中空转子、动阀盘、静阀盘，所述的柔性杆设置于所述的外壳的内侧，柔性杆包括圆盘状结构，该圆盘状结构上设有若干的分流孔，所述的下推力轴承设置于该圆盘状结构的下方，所述的上推力轴承设置于该圆盘状结构的上方，所述的压紧螺母设置于上推力轴承的上方，所述的锁紧螺母设置于压紧螺母的上方，所述的中空转子设置于所述的定子胶筒的内侧，所述的柔性杆的下端固定于中空转子上，所述的动阀盘位于中空转子的下方。本实用新型专利技术所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器的动阀盘与静阀盘的间隙可调整，利于整机安装与调试。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于石油
，尤其是涉及一种抗冲击井下螺杆式脉冲发生器。
技术介绍
在石油钻井定向钻进过程中，由井下马达为钻头提供旋转动力，钻柱相对井壁静止。钻柱对井壁的接触压力使得钻柱轴向摩擦阻力增加、旋转扭矩增大。钻柱摩阻积累到一定数值，则使得井下钻具组合的重力(钻压)不能有效传递到钻头，无法正常钻进，同时可能引发钻柱强度破坏而造成井下事故。钻井时钻柱内部的压力波动可以为钻柱提供振动，从而使钻具与井壁纵向上的静摩擦变为动摩擦，有效减小钻柱与井眼之间的摩擦阻力，提高钻进过程中钻压传递的有效性。目前钻柱内部的压力波动主要来源是地面泥浆泵的不均匀供液。受到钻具组合以及钻井深度的影响，压力波动的频率与幅值无法控制与有效利用。井下脉冲发生器可以额外为钻柱内部提供周期性压力波动，从而有效克服大位移井和水平井钻柱与井壁之间的摩擦阻力，降低钻柱与井壁之间的扭矩，避免卡钻事故的发生，可大幅度提高钻井效率。采用螺杆作为动力元件的脉冲发生器，通过螺杆马达作为动力源，带动阀盘转动，使过流截面积发生周期性变化，可产生周期性压力波动，具有结构简单的特点。然而常规的螺杆式脉冲发生器由于定阀盘与动阀盘在工作中直接摩擦接触，阀盘通常由硬质合金或陶瓷等硬度高、脆性强的材料制成，存在以下缺点：1、转子缺乏径向机械限制，在定子壳体内自转的同时沿中心轴线周转，带动阀盘之间产生不均匀径向接触冲击，缩短使用寿命。2、转子缺乏轴向机械限制，在周期性压力变化的作用下会沿轴线产生周期性振动，从而带动阀盘之间产生不均匀径向冲击，缩短使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，有效避免因周期性轴向受力引发的轴向定位失效。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，包括外壳、锁紧螺母、压紧螺母、上推力轴承、下推力轴承、柔性杆、定子胶筒、中空转子、动阀盘、静阀盘，所述的柔性杆设置于所述的外壳的内侧，柔性杆包括圆盘状结构，该圆盘状结构上设有若干的分流孔，所述的下推力轴承设置于该圆盘状结构的下方，所述的上推力轴承设置于该圆盘状结构的上方，所述的压紧螺母设置于上推力轴承的上方，所述的锁紧螺母设置于压紧螺母的上方，所述的中空转子设置于所述的定子胶筒的内侧，所述的柔性杆的下端固定于中空转子上，所述的动阀盘位于中空转子的下方，所述的静阀盘设置于动阀盘的下方，所述的阀盘座设置于静阀盘的下方；所述的中空转子的上端外侧为左螺旋结构，下端外侧为圆柱结构；所述的定子胶筒的内侧为内螺旋状结构。进一步，所述的柔性杆包括圆盘状结构、杆状结构，圆盘状结构固定于杆状结构的上部，所述的杆状结构的底端固定于中空转子上；所述的杆状结构的顶端呈圆锥体形；所述的分流孔环形分布于所述的圆盘状结构上；所述的圆盘状结构的上端与下端均设有台阶孔。所述的台阶孔用于轴承的限位固定。进一步，所述的外壳包括上接头、上外筒、壳体、下接头，所述的上接头设置于上外筒的上方，上外筒设置于所述的柔性杆的外侧，所述的壳体位于所述的上外筒的下方，壳体设置于所述的定子胶筒的外侧，所述的下接头位于壳体的下方。进一步，所述的上外筒的内壁上设置有凹形卡槽，所述的下推力轴承位于该凹形卡槽的内侧；所述的上推力轴承与所述的下推力轴承将柔性杆的圆盘状结构限位固定于所述的凹形卡槽的内侧。进一步，所述的动阀盘为外侧呈阶梯状的直径递增的回转体结构，动阀盘上设有动阀盘偏心孔；所述的静阀盘为外侧呈阶梯状的直径递减的回转体结构，静阀盘的中心位置设有静阀盘通孔。进一步，所述的静阀盘的下方设置有阀盘座，所述的阀盘座与所述的下接头相连；所述的阀盘座为外侧呈阶梯状的直径递减的回转体结构，阀盘座的中心位置设置有通孔，该通孔与所述的静阀盘通孔的直径相同。进一步，所述的阀盘座与下接头之间设置有调整垫片；所述的调整垫片呈圆环状结构。所述的阀盘座的外侧设置有凹槽，凹槽内设置有密封圈。进一步，所述的上推力轴承与下推力轴承的结构相同；所述的中空转子的上端与下端均设有盲孔；所述的位于中空转子上端的盲孔的长度大于所述的位于中空转子下端的盲孔的长度；所述的柔性杆穿过位于中空转子上端的盲孔，并固定于中空转子上；所述的位于中空转子下端的盲孔的孔壁上设有若干的与轴向方向相垂直的通孔。进一步，所述的中空转子的左螺旋结构与定子胶筒的内螺旋状结构相互啮合。所述的定子胶筒与壳体一体成型。进一步，所述的锁紧螺母的中间位置设置有通孔；所述锁紧螺母的内侧的上端为锥形结构；所述的压紧螺母的中间位置设置有通孔；所述的压紧螺母的下端设置有凸缘。相对于现有技术，本技术所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器具有以下优势：(1)本技术所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器的动阀盘及中空转子受到柔性杆的约束，其轴向运动受到约束，与静阀盘存在一定间隙，防止二者直接接触，避免了在周期性压力变化的作用下会引发的与静阀盘之间产生不均匀轴向接触冲击，避免造成动阀盘和静阀盘的冲击破碎，可提高运转稳定性和可靠性；动阀盘及中空转子受到柔性杆的约束，其径向运动受到限制，避免与静阀盘之间产生不均匀径向冲击，造成二者偏磨，同时防止动阀盘在圆周运动中与壳体内部发生碰撞损伤；对柔性杆的轴向约束，采用了双螺母放松结构(锁紧螺母、压紧螺母)，可以有效避免因周期性轴向受力引发的轴向定位失效。(2)本技术所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器的动阀盘与静阀盘的间隙可调整，利于整机安装与调试。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器的结构示意图；图2为本技术实施例所述的柔性杆A-A面的示意图；图3为本技术实施例所述的动阀盘的偏心孔和静阀盘通孔重合时示意图；图4为本专利技术实施例所述的动阀盘的偏心孔和静阀盘通孔错开时示意图。附图标记说明：1-上接头；2-上外筒；3-锁紧螺母；4-压紧螺母；5-上推力轴承；6-下推力轴承；7-柔性杆；8-壳体；9-定子胶筒；10-中空转子；11-动阀盘；12-静阀盘；13-阀盘座；14-调整垫片；15-密封圈；16-下接头；17-动阀盘偏心孔；18-静阀盘通孔。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，其特征在于：包括外壳、锁紧螺母(3)、压紧螺母(4)、上推力轴承(5)、下推力轴承(6)、柔性杆(7)、定子胶筒(9)、中空转子(10)、动阀盘(11)、静阀盘(12)，所述的柔性杆(7)设置于所述的外壳的内侧，柔性杆(7)包括圆盘状结构，该圆盘状结构上设有若干的分流孔，所述的下推力轴承(6)设置于该圆盘状结构的下方，所述的上推力轴承(5)设置于该圆盘状结构的上方，所述的压紧螺母(4)设置于上推力轴承(5)的上方，所述的锁紧螺母(3)设置于压紧螺母(4)的上方，所述的中空转子(10)设置于所述的定子胶筒(9)的内侧，所述的柔性杆(7)的下端固定于中空转子(10)上，所述的动阀盘(11)位于中空转子(10)的下方，所述的静阀盘(12)设置于动阀盘(11)的下方，所述的阀盘座(13)设置于静阀盘(12)的下方；所述的中空转子(10)的上端外侧为左螺旋结构，下端外侧为圆柱结构；所述的定子胶筒(9)的内侧为内螺旋状结构。

【技术特征摘要】
1.一种抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，其特征在于：包括外壳、锁紧螺母(3)、压紧螺母(4)、上推力轴承(5)、下推力轴承(6)、柔性杆(7)、定子胶筒(9)、中空转子(10)、动阀盘(11)、静阀盘(12)，所述的柔性杆(7)设置于所述的外壳的内侧，柔性杆(7)包括圆盘状结构，该圆盘状结构上设有若干的分流孔，所述的下推力轴承(6)设置于该圆盘状结构的下方，所述的上推力轴承(5)设置于该圆盘状结构的上方，所述的压紧螺母(4)设置于上推力轴承(5)的上方，所述的锁紧螺母(3)设置于压紧螺母(4)的上方，所述的中空转子(10)设置于所述的定子胶筒(9)的内侧，所述的柔性杆(7)的下端固定于中空转子(10)上，所述的动阀盘(11)位于中空转子(10)的下方，所述的静阀盘(12)设置于动阀盘(11)的下方，所述的阀盘座(13)设置于静阀盘(12)的下方；所述的中空转子(10)的上端外侧为左螺旋结构，下端外侧为圆柱结构；所述的定子胶筒(9)的内侧为内螺旋状结构。2.根据权利要求1所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，其特征在于：所述的柔性杆(7)包括圆盘状结构、杆状结构，圆盘状结构固定于杆状结构的上部，所述的杆状结构的底端固定于中空转子(10)上；所述的杆状结构的顶端呈圆锥体形；所述的分流孔环形分布于所述的圆盘状结构上；所述的圆盘状结构的上端与下端均设有台阶孔。3.根据权利要求1或2所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，其特征在于：所述的外壳包括上接头(1)、上外筒(2)、壳体(8)、下接头(16)，所述的上接头(1)设置于上外筒(2)的上方，上外筒(2)设置于所述的柔性杆(7)的外侧，所述的壳体(8)位于所述的上外筒(2)的下方，壳体(8)设置于所述的定子胶筒(9)的外侧，所述的下接头(16)位于壳体(8)的下方。4.根据权利要求3所述的抗冲击井下螺杆式脉冲发生器，其特征在于：所述的上外筒(2)的内壁上设置有凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯强，郭菲，柳鹤，吴欣袁，于志强，赵虹，于琛，汪胜武，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12