一种井下水力涡轮制造技术

本发明专利技术公开了一种井下水力涡轮，包括安装环和叶片环，所述叶片环装配固定于所述安装环中，所述安装环用以适配不同水力性能的所述叶片环并与所述叶片环一同适配于不同尺寸的驱动轴或工具壳体。上述井下水力涡轮将涡轮分为装配式安装固定的安装环和叶片环，钻井液的冲蚀作用主要发生在叶片环的叶片，当安装环或叶片环磨损后，可以很方便的拆除并更换新的安装环或叶片环，未磨损的部分可反复利用，从而进一步延长使用寿命，提高抗冲蚀性能，进而保障井下工具的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种井下水力涡轮
本专利技术涉及石油天然气钻井装备
，特别涉及一种井下水力涡轮。
技术介绍
井下水力涡轮是一种常见的井下工具动力部件；涡轮能高效的将钻井液中蕴含的流体压力能转化为旋转的机械能，并通过传动轴输出给做功元件(比如钻头、发电机转子等)。井下水力涡轮大都采用轴流式多级设计，每级涡轮包含一个定子叶轮和一个转子叶轮，由于井下水力涡轮的工作介质是钻井液，俗称“泥浆”，其中包含着大量固相颗粒物，涡轮很容易受到“冲蚀”破坏。当流体携带着固相颗粒高速冲击涡轮叶片表面时，固相颗粒所携带的动量会在叶片表面转化为巨大的冲击力，破坏叶片表面材料并使其剥落脱离叶片表面，久而久之在叶片表面形成各种“冲蚀”沟槽，甚至造成叶片的断裂失效；而叶片的受损直接影响到涡轮级的动力输出，进而影响到整个井下工具的性能。因此，如何能够提供一种保障井下工具的性能的抗冲蚀性能好和使用寿命长的井下水力涡轮是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种井下水力涡轮，将涡轮分为装配式安装固定的安装环和叶片环，钻井液的冲蚀作用主要发生在叶片环的叶片，当安装环或叶片环磨损后，可以很方便的拆除并更换新的安装环或叶片环，未磨损的部分可反复利用，从而进一步延长使用寿命，提高抗冲蚀性能，进而保障井下工具的性能。为实现上述目的，本专利技术提供一种井下水力涡轮，包括安装环和叶片环，所述叶片环装配固定于所述安装环中，所述安装环用以适配不同水力性能的所述叶片环并与所述叶片环一同适配于不同尺寸的驱动轴或工具壳体。优选地，所述叶片环和所述安装环装配到位后通过螺纹连接并填充密封胶，或通过花键连接并填充密封胶，或通过螺栓连接并填充密封胶，或通过焊接连接。优选地，所述安装环设有对所述叶片环进行轴向限位的止退台阶。优选地，所述叶片环的外圆以及所述安装环的内圆均加工有若干个销钉槽，所述叶片环和所述安装环通过在所述销钉槽中安装销钉以实现周向限位，所述销钉及所述叶片环与所述安装环的接触表面均涂有金属密封胶。优选地，所述销钉槽和所述销钉的截面形状相吻合且为圆形或方形。优选地，所述井下水力涡轮具体为定子涡轮，包括定子安装环和定子叶片环，所述定子安装环用以适配于工具壳体，所述定子安装环的内圆加工有定子安装环销钉槽，所述定子叶片环的外圆加工有定子叶片环销钉槽，定子销钉安装于所述定子安装环销钉槽和所述定子叶片环销钉槽，所述定子安装环的内周侧设有对所述定子叶片环进行轴向限位的定子止退台阶。优选地，所述井下水力涡轮具体为转子涡轮，包括转子安装环和转子叶片环，所述转子安装环用以适配于驱动轴，所述转子安装环的内圆加工有转子安装环销钉槽，所述转子叶片环的外圆加工有转子叶片环销钉槽，转子销钉安装于所述转子安装环销钉槽和所述转子叶片环销钉槽，所述转子安装环的外周侧设有对所述转子叶片环进行轴向限位的转子止退台阶。优选地，所述安装环和所述叶片环采用不同的两种材料，所述安装环采用耐冲蚀和耐磨损性能低、成本低且易于机械加工的金属或合金材料制成，所述叶片环采用耐冲蚀和耐磨损性能高、成本高且不易于机械加工的金属或合金材料制成；所述安装环和/或所述叶片环的加工方式为机械加工、精铸或增材制造。优选地，所述叶片环由碳化钨合金粉末通过增材制造制成，所述安装环由42CrMo通过机械加工制成；所述碳化钨合金粉末为镍基碳化坞粉末或铁基碳化坞粉末或钴基碳化坞粉末或铜基碳化坞粉末或混合粉末，所述混合粉末为镍、铁、钴和铜以一定的金属相占比和碳化坞粉末混合的粉末，所述金属相占比为0～100％。优选地，所述镍基碳化坞粉末采用粒度为150微米和碳化坞粉末比例为40～50％的铸造球形碳化坞粉末。相对于上述
技术介绍
，本专利技术所提供的井下水力涡轮包括安装环和叶片环，叶片环装配于安装环，叶片环与安装环安装固定为一体，安装环用以适配不同水利性能的叶片环，安装环再与叶片环一同适配于不同尺寸的驱动轴或工具壳体，以构成可用的涡轮转子或涡轮定子；该井下水力涡轮通过叶片环以实现涡轮的基本作用，通过安装环以实现叶片环的安装作用，通过叶片环与安装环装配成一体以构成涡轮转子或涡轮定子；该井下水力涡轮将涡轮分为装配式安装固定的安装环和叶片环，钻井液的冲蚀作用主要发生在叶片环的叶片，当安装环或叶片环磨损后，可以很方便的拆除并更换新的安装环或叶片环，未磨损的部分可反复利用，从而进一步延长使用寿命，提高抗冲蚀性能，进而保障井下工具的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮的结构示意图；图2为本专利技术第二种实施例提供的井下水力涡轮的结构示意图；图3为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用螺纹连接的示意图；图4为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用螺栓连接的示意图；图5为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用花键连接的示意图；图6为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用焊接连接的示意图；图7为本专利技术实施例提供的多级涡轮在井下工具中的安装示意图。其中：1-定子销钉、2-定子叶片环销钉槽、3-定子安装环、4-定子叶片环、5-定子叶片、6-定子止退台阶、7-定子安装环销钉槽、8-转子安装环销钉槽、9-转子安装环、10-转子止退台阶、11-转子销钉、12-转子叶片环、13-转子叶片环销钉槽、14-转子叶片、15-安装螺栓、16-沉头螺钉通孔、17-螺纹孔、18-安装花键、19-花键槽、20-焊接材料、21-驱动轴、22-工具壳体。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图7，其中，图1为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮的结构示意图，图2为本专利技术第二种实施例提供的井下水力涡轮的结构示意图，图3为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用螺纹连接的示意图，图4为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用螺栓连接的示意图，图5为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用花键连接的示意图，图6为本专利技术第一种实施例提供的井下水力涡轮采用焊接连接的示意图，图7为本专利技术实施例提供的多级涡轮在井下工具中的安装示意图。在第一种具体的实施方式中，本专利技术提供的井下水力涡轮包括安装环和叶片环，叶片环装配固定于安装环中，安装环与叶片环采用组合安装的方式固定为一体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下水力涡轮，其特征在于，包括安装环和叶片环，所述叶片环装配固定于所述安装环中，所述安装环用以适配不同水力性能的所述叶片环并与所述叶片环一同适配于不同尺寸的驱动轴(21)或工具壳体(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下水力涡轮，其特征在于，包括安装环和叶片环，所述叶片环装配固定于所述安装环中，所述安装环用以适配不同水力性能的所述叶片环并与所述叶片环一同适配于不同尺寸的驱动轴(21)或工具壳体(22)。


2.根据权利要求1所述的井下水力涡轮，其特征在于，所述叶片环和所述安装环装配到位后通过螺纹连接并填充密封胶，或通过花键连接并填充密封胶，或通过螺栓连接并填充密封胶，或通过焊接连接。


3.根据权利要求1所述的井下水力涡轮，其特征在于，所述安装环设有对所述叶片环进行轴向限位的止退台阶。


4.根据权利要求3所述的井下水力涡轮，其特征在于，所述叶片环的外圆以及所述安装环的内圆均加工有若干个销钉槽，所述叶片环和所述安装环通过在所述销钉槽中安装销钉以实现周向限位，所述销钉及所述叶片环与所述安装环的接触表面均涂有金属密封胶。


5.根据权利要求4所述的井下水力涡轮，其特征在于，所述销钉槽和所述销钉的截面形状相吻合且为圆形或方形。


6.根据权利要求5所述的井下水力涡轮，其特征在于，所述井下水力涡轮具体为定子涡轮，包括定子安装环(3)和定子叶片环(4)，所述定子安装环(3)用以适配于工具壳体(22)，所述定子安装环(3)的内圆加工有定子安装环销钉槽(7)，所述定子叶片环(4)的外圆加工有定子叶片环销钉槽(2)，定子销钉(1)安装于所述定子安装环销钉槽(7)和所述定子叶片环销钉槽(2)，所述定子安装环(3)的内周侧设有对所述定子叶片环(4)进行轴向限位的定子止...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巍雄，崔政，文磊，罗江河，陈灿坤，唐冬梅，王金林，匡小围，
申请(专利权)人：西迪技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43