一种嵌套式水力加压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种嵌套式水力加压器，其特征在于：包括外筒，在外筒的下端设有至少为一级伸缩的水力套伸缩机构，所述水力套机构包括水力轴和水力套，所述水力轴密封内套于外筒内，所述水力套与外筒的下端相固连，所述水力轴与水力套之间通过轴向滑移机构滑移连接，所述水力套上还设有限制水力轴行程的限位件。本实用新型专利技术的各级水力轴由于相互嵌套，其各级水力轴的行程段也互相重叠，这大大减少了水力加压器的总体长度，降低了水力加压器的制造成本，并且减小了水力轴屈曲失效的可能性，且实现了钻铤与钻头之间的柔性连接，提高了钻头的钻进效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油、天然气开采钻井工具
，尤其涉及一种嵌套式水力加压器。
技术介绍
目前在石油钻井中,钻头需要的钻压是由钻头上部的钻铤重力提供的,这种传统的刚性加压方式存在许多不足,例如送钻不均匀、跳钻、钻具弯曲、假钻压等,严重影响着机械钻速、钻头及钻具的寿命。另外在水平井中遇地层条件比较坚硬的岩层，如膏岩、致密泥岩、或者有凸起的圈闭时，钻头的转动会产生轴向或者径向的高频率振动，由于钻具与钻头是刚性连接，整个钻具组合在钻进过程中就会随着钻头的震击而产生振动，所形成的冲击作用力赋加于钻头上，产生跳钻，严重的甚至导致钻头冲击损坏。同时钻具中产生强大的应力波，使得钻具疲劳性加剧，容易造成钻具断裂、钻头卡死、井壁坍塌等井下事故的发生，严重时还会影响到大钩、水龙头和井口设备等。因此，在地质条件坚硬的地层中钻进时，被迫采用低钻压和低转速钻进，这种情况降低了钻井时效，增加了钻井成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种嵌套式水力加压器，该水力加压器在实现钻铤与钻头之间的柔性连接的同时，也能大大减其本身的总体长度，降低其制造成本。本技术所采用的技术方案为：一种嵌套式水力加压器，其特征在于：包括外筒，在外筒的下端设有至少为一级伸缩的水力套伸缩机构，所述水力套机构包括水力轴和水力套，所述水力轴密封内套于外筒内，所述水力套与外筒的下端相固连，所述水力轴与水力套之间通过轴向滑移机构滑移连接，所述水力套上还设有限制水力轴行程的限位件。按上述技术方案，所述水力套伸缩机构包括N级水力轴和N级水力套，N＝1，2，3……，一级水力轴与外筒密封套接，其余各级水力轴对应密封嵌套于上级水力轴内，一级水力套固设在外筒的下端，其余各级水力套对应固设在上级水力轴的尾部，各级水力轴可相对于对应级数的水力套轴向滑移。按上述技术方案，所述轴向滑移机构包括沿水力轴外周间隔设置的轴向凸缘，在水力套的内壁对应设有多个轴向滑槽，所述轴向凸缘安设在轴向滑槽内。按上述技术方案，水力轴和水力套通过花键配置。按上述技术方案，在外筒上设有用连通外筒内腔与井眼环空的阻尼孔。按上述技术方案，在阻尼孔处对应安设有滤网，防止环空岩屑进入外筒内腔。按上述技术方案，所述水力轴与外筒之间设有直角滑环，并通过O型圈进行密封。按上述技术方案，各级水力轴之间设有直角滑环，并通过O型圈进行密封。按上述技术方案，水力轴上设有阻尼孔。当高压钻井液流经水力加压器时，在各级活塞轴上下端面产生压差，各级活塞轴在压差的作用下沿轴向运动向钻头施加钻压。本技术的有益效果是：本技术的各级水力轴由于相互嵌套，其各级水力轴的行程段也互相重叠，这大大减少了水力加压器的总体长度，降低了水力加压器的制造成本，并且减小了水力轴屈曲失效的可能性，且实现了钻铤与钻头之间的柔性连接，提高了钻头的钻进效率。附图说明图1为本技术的结构图。图2为本技术中外筒的结构图。图3为图2的A-A视图。图4为本技术中水力轴的结构图。图5为图4的A-A视图。图6为本技术中水力套的结构图。图7为图6的A-A视图。图中1、外筒；2、直角滑环；3、一级轴；4、O形圈；5、二级轴；6、三级轴；7、一级轴套；8、紧固螺钉；9、阻尼孔；10、二级轴套；11、三级轴套。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，本实施例提供了一种嵌套式水力加压器，包括外筒1，外筒1前端母螺纹用于连接钻杆。外筒1后部通过螺纹连接有至少为一级伸缩的水力套伸缩机构，在外筒1上设有用连通外筒内腔与井眼环空的阻尼孔。在该阻尼孔处对应安设有滤网，防止环空岩屑进入外筒内腔。当为一级伸缩时，所述水力套机构包括水力轴和水力套，所述水力轴密封内套于外筒内，所述水力套与外筒的下端相固连，所述水力轴与水力套之间通过轴向滑移机构滑移连接。所述轴向滑移机构包括沿水力轴外周间隔设置的轴向凸缘，在水力套的内壁对应设有多个轴向滑槽，所述轴向凸缘安设在轴向滑槽内，其中，轴向滑移机构可以为花键也可以为其它的滑行件，具体根据实际情况选择。当为两级以上伸缩时，所述水力套伸缩机构包括N级水力轴和N级水力套，N＝2，3……，一级水力轴与外筒密封套接，其余各级水力轴对应密封嵌套于上级水力轴内，一级水力套固设在外筒的下端，其余各级水力套对应固设在上级水力轴的尾部，各级水力轴可相对于对应级数的水力套轴向滑移，，所述水力套上还设有限制水力轴行程的限位件。本实施例以加压器为三级伸缩为例进行说明，如图1-7所示，所述水力套伸缩机构包括一级水力轴3、二级水力轴5、三级水力轴6和一级水力套7、二级水力套10、三级水力套11，外筒1与一级水力套7之间通过螺纹连接，二级水力套10与一级水力轴3的端部通过螺纹连接，三级水力套11与二级水力轴5的端部通过螺纹连接，扭矩在外筒与各级水力轴之间的传递，其中，各级水力套为中介传递作用；一级水力套7与一级水力轴3之间通过花键来传递扭矩。一级水力轴3与二级水力套10之间通过螺纹连接；二级水力套10与二级水力轴5之间通过花键来传递扭矩。三级水力轴6与三级水力套11之间通过花键来传递扭矩。每一级水力轴之间有直角滑环2并通过O行圈4密封。在各级水力轴上设有阻尼孔9。此外水利套还起一个限制各级水力轴行程的作用。当钻井液流经水力加压器时，各级水力轴同时沿轴线运动向钻头施加钻压，当一级水力轴3运动到行程终点时，受一级水力套7的阻挡不再继续运动，只有二级水力轴5和三级水力轴6继续运动向钻头施加钻压，当二级水力轴5运动到行程终点时，受二级水力套10的阻挡不再继续运动，只有三级水力轴6继续运动向钻头施加钻压，这样就形成了水力加压器的三个行程，第一行程钻压为一级水力轴3、二级水力轴5、三级水力轴6分别单独向钻头施加钻压之和，第二行程钻压为二级水力轴5、三级水力轴6分别单独向钻头施加钻压之和，第三行程钻压为三级水力轴6单独向钻头施加钻压的值。这样就形成了水力加压器的三个钻压大小不同的行程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌套式水力加压器，其特征在于：包括外筒，在外筒的下端设有至少为一级伸缩的水力套伸缩机构，所述水力套机构包括水力轴和水力套，所述水力轴密封内套于外筒内，所述水力套与外筒的下端相固连，所述水力轴与水力套之间通过轴向滑移机构滑移连接，所述水力套上还设有限制水力轴行程的限位件。

【技术特征摘要】
1.一种嵌套式水力加压器，其特征在于：包括外筒，在外筒的下端设有至少为一级伸缩的水力套伸缩机构，所述水力套机构包括水力轴和水力套，所述水力轴密封内套于外筒内，所述水力套与外筒的下端相固连，所述水力轴与水力套之间通过轴向滑移机构滑移连接，所述水力套上还设有限制水力轴行程的限位件。2.根据权利要求1所述的嵌套式水力加压器，其特征在于：所述水力套伸缩机构包括N级水力轴和N级水力套，N＝1，2，3……，一级水力轴与外筒密封套接，其余各级水力轴对应密封嵌套于上级水力轴内，一级水力套固设在外筒的下端，其余各级水力套对应固设在上级水力轴的尾部，各级水力轴可相对于对应级数的水力套轴向滑移。3.根据权利要求1或2所述的嵌套式水力加压器，其特征在于：所述轴向滑移机构包括沿水力轴外周间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：余长柏，刘学中，周斌，李红，朱吉祥，
申请(专利权)人：中石化石油工程机械有限公司研究院，
类型：新型
国别省市：湖北;42