一种定向用水力脉冲发生器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种定向用水力脉冲发生器，上接头旋接在筒体上端，下接头旋接在筒体下端，筒体内腔中上压套的上端靠在上接头下方，上压套的下端压在上扶正套上，上扶正套支撑在筒体的上台阶上，叶轮轴的上端插接在上扶正套中，叶轮轴的下端插接在下扶正套中，下扶正套的上端靠在筒体的下台阶下方，下扶正套的下端口压在下压套上，下压套的底部压在定阀盘上，定阀盘的下端压在下接头上；叶轮轴的外周分布有螺旋叶片，各螺旋叶片之间形成螺旋槽；上、下扶正套中设有竖向贯通的上、下扶正套流道，叶轮轴中设有相互贯通的中心孔道和偏心孔道，叶轮轴的下端设有叶轮轴侧流道；定阀盘上设有偏心孔道。该脉冲发生器安全性高，加工难度低，压力损耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种定向用水力脉冲发生器
本技术涉及一种石油钻井器具，特别涉及一种定向用水力脉冲发生器，属于石油钻井设备

技术介绍
在大位移井、水平井钻井中，由于井斜角大，大井斜井段钻柱自重的绝大部分压向井壁，所以管柱和井眼之间会由于管柱所遇摩阻较大，导致拖压，扭矩增大，传递到钻头的钻压不连续或有限，仅依靠直井段钻具重量难以送进，工具面难以控制，所钻达水平段长度有限且机械钻速较低。井下振动减摩工具利用流体通过一定的方式产生振动，将振动引入管柱中，利用振动可以使滑动钻进时管柱与井壁的静摩擦因数减小到动摩擦因数大小，这样可大大减小管柱的摩擦阻力，达到增加传递到钻头上的有效钻压、提高机械钻速以及延伸管柱入井位移等目的。文献《长庆气区储气库Y37-2H井长水平段钻井技术》涉及的美国NOV公司研发的水力振荡器(Agitator)及公开号为CN202689935U、CN205477369U、CN205297335U、CN203669746U、CN102704842A、CN103410444A、CN106223889A等中国专利申请文献公开了一种钻井水力振荡器，其工作原理基本相同，均为利用螺杆驱动的液压脉冲器产生压力脉冲驱动振动发生机构产生振动。公开号为CN105089501A、CN205422538U、CN104895517A、CN204139968U的中国专利文献等公开的水力振荡器均包含涡轮驱动的液压脉冲发生器。螺杆式液压脉冲发生器因其螺杆马达天然存在的脱胶风险、耐高温性能差等缺点，应用范围受到一定影响。目前公开的涡轮驱动式水力振荡器系列专利普遍采用缩短的涡轮钻具作为动力驱动产生压力脉冲，结构复杂，加工难度大、安装维护不便且工作压降高。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种定向用水力脉冲发生器，安全性高，加工、装配、维护难度低，且工具的压力损耗低。为解决以上技术问题，本技术的一种定向用水力脉冲发生器，包括上接头、筒体和下接头，所述上接头的下端旋接在所述筒体的上端口中，所述下接头的上端旋接在所述筒体的下端口中，所述上接头、筒体和下接头的中心孔依次贯通，所述筒体的内腔自上而下依次设有上压套、上扶正套、叶轮轴、下扶正套、下压套和定阀盘，所述上压套的上端口抵靠在所述上接头的下端口下方，所述上压套的下端口压在所述上扶正套的上端口上，所述上扶正套的下端支撑在所述筒体的上台阶上，所述叶轮轴的上端插接在所述上扶正套的中心孔中，所述叶轮轴的下端插接在所述下扶正套的中心孔中，所述下扶正套的上端抵靠在所述筒体的下台阶下方，所述下扶正套的下端口压在所述下压套上，所述下压套的底部压在所述定阀盘上，所述定阀盘的下端压在所述下接头的上端口上；所述叶轮轴的外周均匀分布有螺旋叶片，各所述螺旋叶片之间形成多道螺旋槽；所述上扶正套中设有竖向贯通的上扶正套流道，所述下扶正套中设有竖向贯通的下扶正套流道；沿所述叶轮轴的轴向设有相互贯通的叶轮轴中心孔道和叶轮轴偏心孔道，所述叶轮轴偏心孔道位于叶轮轴的下半部，所述叶轮轴的下端圆周壁上设有与所述叶轮轴偏心孔道相通的叶轮轴侧流道；所述定阀盘上设有偏心的定阀盘偏心孔道。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：叶轮轴的上下两端分别支撑在上扶正套和下扶正套的中心孔中，螺旋叶片的顶部与筒体的内壁间隙配合，钻井液从上压套的中心孔流出后，一部分流进叶轮轴中心孔道中，经叶轮轴偏心孔道进入定阀盘的定阀盘偏心孔道流出，另一部分通过上扶正套流道进入叶轮轴的螺旋槽中，再从下扶正套的下扶正套流道流出，经叶轮轴侧流道进入叶轮轴偏心孔道中汇流；在螺旋叶片的驱动下，叶轮轴高速旋转，叶轮轴偏心孔道的出口不停地旋转，与定阀盘偏心孔道的入口产生周期性的交错或重合，使得钻井液过流面积会发生周期性的高频变化，进而产生压力脉动，通过压力脉冲驱动连接在其上部的振动发生工具产生轴向周期性温和振动，使得钻具组合产生轴向蠕动，将静摩擦转变为动摩擦，减少滑动钻进和旋转钻进时井壁与钻杆之间的摩擦，改善钻压传递，提高机械钻速及大位移井、水平井延伸能力，解决工具面难以控制的难题。该工具具有使用安全、工作寿命长、不会对钻头或其它钻具产生破坏等特点。可以通过改变螺旋叶片的数量和螺旋升角来调整叶轮轴的转速，也可以通过改变叶轮轴中心孔道和叶轮轴侧流道的面积比来改变驱动叶轮轴的钻井液流量以调整叶轮轴转速。作为本技术的改进，所述定阀盘偏心孔道位于所述定阀盘的上半部，所述定阀盘的下半部设有与定阀盘偏心孔道贯通的定阀盘中心孔道，所述定阀盘中心孔道的过流面积大于所述定阀盘偏心孔道的过流面积。定阀盘中心孔道与下接头的中心孔道共轴线，有利于减小在定阀盘处的压力损失。作为本技术的进一步改进，所述叶轮轴侧流道的内端头向下倾斜。有利于减小叶轮轴外侧钻井液的流动阻力。作为本技术的进一步改进，所述上扶正套流道和所述下扶正套流道的过流面积均与所述螺旋槽及叶轮轴侧流道的过流面积相等。流经避免叶轮轴外周的钻井液产生阻滞，导致不必要的压降。作为本技术的进一步改进，所述螺旋叶片的横截面形状为矩形或梯形。螺旋叶片可以是圆柱螺旋叶片或者是圆锥螺旋叶片。作为本技术的进一步改进，所述叶轮轴的螺旋叶片表面设有渗氮处理层或硬质合金喷涂层。可以提高螺旋叶片的耐冲蚀性能，延长叶轮轴的使用寿命。作为本技术的进一步改进，所述叶轮轴中心孔道和所述定阀盘偏心孔道的上端入口处分别镶嵌有硬质合金喷嘴。因压力脉冲易导致水击冲蚀破坏，在最容易破坏的部位设置硬质合金喷嘴，可以提高工具的工作寿命。附图说明图1为本技术定向用水力脉冲发生器的主视图。图2为图1中叶轮轴的立体图。图中：1.上接头；2.筒体；3.上压套；4.上扶正套；4a.上扶正套流道；5.叶轮轴；5a.螺旋叶片；5b.螺旋槽；5c.叶轮轴中心孔道；5d.叶轮轴偏心孔道；5e.叶轮轴侧流道；6.下扶正套；6a.下扶正套流道；7.下压套；8.定阀盘；8a.定阀盘偏心孔道；8b.定阀盘中心孔道；9.下接头。具体实施方式如图1及图2所示，本技术的定向用水力脉冲发生器包括上接头1、筒体2和下接头9，上接头1的下端旋接在筒体2的上端口中，下接头9的上端旋接在筒体2的下端口中，上接头1、筒体2和下接头9的中心孔依次贯通，筒体2的内腔自上而下依次设有上压套3、上扶正套4、叶轮轴5、下扶正套6、下压套7和定阀盘8，上压套3的上端口抵靠在上接头1的下端口下方，上压套3的下端口压在上扶正套4的上端口上，上扶正套4的下端支撑在筒体2的上台阶上，叶轮轴5的上端插接在上扶正套4的中心孔中，叶轮轴5的下端插接在下扶正套6的中心孔中，下扶正套6的上端抵靠在筒体2的下台阶下方，下扶正套6的下端口压在下压套7上，下压套7的底部压在定阀盘8上，定阀盘8的下端压在下接头9的上端口上；叶轮轴5的外周均匀分布有螺旋叶片5a，各螺旋叶片5a之间形成多道螺旋槽5b；上扶正套4中设有竖向贯通的上扶正套流道4a，下扶正套6中设有竖向贯通的下扶正套流道6a；沿叶轮轴5的轴向设有相互贯通的叶轮轴中心孔道5c和叶轮轴偏心孔道5d，叶轮轴偏心孔道5d位于叶轮轴5的下半部，叶轮轴5的下端圆周壁上设有与叶轮轴偏心孔道5d相通的叶轮轴侧流道5e；定阀盘8上设有偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向用水力脉冲发生器，包括上接头、筒体和下接头，所述上接头的下端旋接在所述筒体的上端口中，所述下接头的上端旋接在所述筒体的下端口中，所述上接头、筒体和下接头的中心孔依次贯通，其特征在于：所述筒体的内腔自上而下依次设有上压套、上扶正套、叶轮轴、下扶正套、下压套和定阀盘，所述上压套的上端口抵靠在所述上接头的下端口下方，所述上压套的下端口压在所述上扶正套的上端口上，所述上扶正套的下端支撑在所述筒体的上台阶上，所述叶轮轴的上端插接在所述上扶正套的中心孔中，所述叶轮轴的下端插接在所述下扶正套的中心孔中，所述下扶正套的上端抵靠在所述筒体的下台阶下方，所述下扶正套的下端口压在所述下压套上，所述下压套的底部压在所述定阀盘上，所述定阀盘的下端压在所述下接头的上端口上；所述叶轮轴的外周均匀分布有螺旋叶片，各所述螺旋叶片之间形成多道螺旋槽；所述上扶正套中设有竖向贯通的上扶正套流道，所述下扶正套中设有竖向贯通的下扶正套流道；沿所述叶轮轴的轴向设有相互贯通的叶轮轴中心孔道和叶轮轴偏心孔道，所述叶轮轴偏心孔道位于叶轮轴的下半部，所述叶轮轴的下端圆周壁上设有与所述叶轮轴偏心孔道相通的叶轮轴侧流道；所述定阀盘上设有偏心的定阀盘偏心孔道。...

【技术特征摘要】
1.一种定向用水力脉冲发生器，包括上接头、筒体和下接头，所述上接头的下端旋接在所述筒体的上端口中，所述下接头的上端旋接在所述筒体的下端口中，所述上接头、筒体和下接头的中心孔依次贯通，其特征在于：所述筒体的内腔自上而下依次设有上压套、上扶正套、叶轮轴、下扶正套、下压套和定阀盘，所述上压套的上端口抵靠在所述上接头的下端口下方，所述上压套的下端口压在所述上扶正套的上端口上，所述上扶正套的下端支撑在所述筒体的上台阶上，所述叶轮轴的上端插接在所述上扶正套的中心孔中，所述叶轮轴的下端插接在所述下扶正套的中心孔中，所述下扶正套的上端抵靠在所述筒体的下台阶下方，所述下扶正套的下端口压在所述下压套上，所述下压套的底部压在所述定阀盘上，所述定阀盘的下端压在所述下接头的上端口上；所述叶轮轴的外周均匀分布有螺旋叶片，各所述螺旋叶片之间形成多道螺旋槽；所述上扶正套中设有竖向贯通的上扶正套流道，所述下扶正套中设有竖向贯通的下扶正套流道；沿所述叶轮轴的轴向设有相互贯通的叶轮轴中心孔道和叶轮轴偏心孔道，所述叶轮轴偏心孔道位于叶轮轴的下半部，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小元，黎学年，王委，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化华东石油工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32