一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节制造技术

本发明专利技术涉及一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，在万向短节的前段（1）和后段（2）上设置有螺旋方向相反的螺旋流道（3），并且螺旋流道（3）的中部尺寸比两端都小，因此在流体流经螺旋流道（3）时，能够使万向短节产生强烈的振动，便于万向短节在油管中的下放；在万向短节上还设置有若干万向滚珠（4），万向滚珠（4）底部设置有液体储存腔（7）储存降阻剂，当万向短节移动至油管的弯曲部分时，万向滚珠（4）会挤压液体储存腔（7）上的密封层（9），使密封层（9）破碎释放降阻剂，便于万向短节通过油管的弯曲部分。本发明专利技术可以使万向短节自振动，并且能够使万向短节在弯道处自动释放降阻剂降阻，使井下工具的下放难度大幅降低。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节
本专利技术涉及石油天然气井下作业工具
，特别是一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节。
技术介绍
石油天然气的井下作业工具通常是通过钢绳放入井内的，并且井下的作业工具通常是由多段连接而成的柱状体，柱状体要经过井下的倾斜段，需要通过转向短节等结构进行连接。随着井下作业工具下入深度越来越深，需要下入位置的井斜角及狗腿度越来越大，普通的井下作业工具容易卡在井内的弯曲处，导致井下作业工具无法继续下放。因此，目前对井下作业工具的下放技术不满足目前的深井作业需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够自振动并且自动释放降阻剂的万向短节。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，所述万向短节由中部的连接头分为前段和后段，所述前段和后段上均设置有螺旋流道和若干万向滚珠，所述前段和后段上的螺旋流道的螺旋方向相反。进一步地，所述若干万向滚珠呈螺旋状分布于前段和后段的表面上，所述万向滚珠底部设置有液体储存腔，所述液体储存腔内设置有降阻剂，所述润滑油通过液体储存腔上设置有密封层封在液体储存腔内，所述万向滚珠与密封层之间设置有弹簧。进一步地，所述螺旋流道中部的宽度和深度均小于两端的宽度和深度。进一步地，所述螺旋流道呈流线型，所述螺旋流道的侧壁和底部均平滑过渡。进一步地，所述前段和后段上均设置有三列螺旋状分布的万向滚珠，并且在三列螺旋状分布的万向滚珠中，每一排万向滚珠均呈120°分布。>进一步地，所述前段和后段的万向滚珠的螺旋方向相反。进一步地，所述万向滚珠的材质为轴承陶瓷。本专利技术具有以下优点：1、流线型螺旋流道设计，有效降低下入过程井筒液体摩阻，并且上下反向的螺旋流道设计，可以使工具旋流振动；2、流道形态为前扩、中缩、后扩的，提高旋流和振动效果，流道从深变浅，增大水激振动效果；3、万向滚珠的底部设置有液体储存腔，储存降阻剂，当万向滚珠受力下压，通道开启，降阻剂流出包裹滚珠，降低下入摩阻。附图说明图1为本专利技术的主视图；图2为本专利技术的半剖图；图3为本专利技术的剖视图；图4为螺旋流道一端和中部的截面对比图；图5为液体储存腔一个实施例的剖视图；图6为液体储存腔另一个实施例的剖视图；图中：1-前段，2-后段，3-螺旋流道，4-万向滚珠，5-滚珠，6-底座，7-液体储存腔，8-连接头，9-密封层，10-弹簧。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1和图3所示，一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，该万向短节中部问连接头8，连接头8的两端分别为前段1和后段2，前段1和后段2上均设置有多条螺旋流道3。其中前段1和后段2上的螺旋流道3的螺旋方向相反，在进入井内的液面之下后，随着井内液体与螺旋流道3的相互作用，伴随着井内流体的向上喷发，液体作用于螺旋流道3上，使前段1和后段2发生旋转。由于前段1和后段2的螺旋方向相反，因此前段1和后段2旋转方向相反，并且液体在从后段2上的螺旋流道3中流出后，在进入前段1的螺旋流道3之前，由于前段1和后段2的旋转方向相反，因此液体在前段1和后段2之间会产生明显的紊流，使前段1和后段2之间产生剧烈的振动。在万向短节及其上下两端的工具均位于井内倾斜角度较大的部分时，会出现移动速度缓慢以及无法移动的状态，即使此时从井上下方冲击工具对短节进行冲击，但是冲击效果有限，短节的下放速度依然会很困难很慢。因此本专利技术的万向短节在下移过程中，螺旋流道3与液体发生作用或者在井内流体持续喷发的状态下，会发生强烈的振动，使万向短节本身能够在振动过程中持续下降，即使万向短节的振动不足以使其自动下降，但是在自身振动的状态下，配合井上的冲击，也会使万向短节的下降过程更为轻松快速。为了增加振动的效果，因此前段1和后段2上的螺旋流道3均为两端大、中部小的形状，螺旋流道3的两端的宽度和深度均大于中部的宽度和深度，使液体在经过的过程中，受力一致处于变化过程，以受力的不均匀性来增加振动的效果。当然，增加振动效果并不是要阻止流体的经过，流体经过的速度越快，经过的流量越大，产生的振动也就越强。因此螺旋流道3均呈流线型设计，螺旋流道3的两端和中部平滑过渡，降低了流体阻力便于流体通过，通过增加流体的流经速度和流量的方式增加振动效果。如图4所示，图中左侧和右侧两个截面宽度相同，左侧为螺旋流道3一端的截面，右侧为螺旋流道3中部的截面，对比之下可以看出，螺旋流道3端部的宽度和深度均大于中部的宽度和深度。如图2和图3所示，为了降低万向短节与油管的管壁的摩擦，因此在万向短节的表面设置若干万向滚珠4，使万向短节与油管管壁之间接触方式为滚动摩擦。为了使万向短节的圆周方向上均能够通过万向滚珠4与油管管壁接触，因此在万向短节上设置了三列万向滚珠4，每一列万向滚珠4呈螺旋状分布于万向短节表面上，在三列万向滚珠4中，每一排的三个万向滚珠4以万向短节的轴线为中心呈120°分布。因此即使万向短节在经过弯曲井段时，也可以通过万向滚珠4与油管管壁接触。万向滚珠4在跟随万向短节移动过程中，其滚动能力会逐渐降低，万向滚珠4本身也会不再润滑。当万向滚珠4滚动能力降低，在直线状的油管中影响不是特别明显，但是一旦到达弯曲油管部分，万向短节容易被卡难以通过。因此为了使万向短节能够快速轻松地通过油管的弯曲部分，在万向短节内设置了液体储存腔7，并在液体储存腔7内储存降阻剂，液体储存腔7通过密封层9进行密封，为了使密封层9能够在油管的弯曲部分被打开，因此在密封层9上设置弹簧10，弹簧10的两端分别抵靠在密封层9和万向滚珠4的滚珠5上。在万向短节位于油管的直线段时，万向滚珠4受到的挤压力有限，滚珠5对弹簧10的压力不会破碎密封层9，降阻剂不会被释放。而在万向短节移动至油管的弯曲部分时，万向短节本身受到的挤压强烈，而与油管管壁接触的万向滚珠4也会受到强烈的挤压，使滚珠5压缩弹簧10，密封层9无法承受弹簧10的压力破碎，释放降阻剂对滚珠5进行润滑，使滚珠5能够更平滑地滚动，从而使万向短节快速通过油管的弯曲部分。没有与油管接触的万向滚珠4则不会破碎密封层9，可以继续使用。在本专利技术中，液体储存腔7的设置有两种实施方式。在一种实施方式中，如图5所示，液体储存腔7设置于万向短节上，由于万向滚珠4包括底座6和滚珠5两个部分，液体储存腔7位于底座6的下方，底座6中部设置有用于通过弹簧10的通孔，使弹簧10两端能够分别抵靠于滚珠5和液体储存腔7的底部，弹簧10中部从密封层9上穿过，在弹簧10受压变形时，依然可以压迫密封层9变形破碎。另一种实施方式，如图6所示，是直接将液体储存腔7设置于万向滚珠4的底座6内，弹簧10也位于万向滚珠4的底座6内，弹簧10两端分别抵靠于滚珠5和密封层9上。两种实施方式均能够在滚珠5下压过程中破碎密封层9。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述万向短节由中部的连接头（8）分为前段（1）和后段（2），所述前段（1）和后段（2）上均设置有螺旋流道（3）和若干万向滚珠（4），所述前段（1）和后段（2）上的螺旋流道（3）的螺旋方向相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述万向短节由中部的连接头（8）分为前段（1）和后段（2），所述前段（1）和后段（2）上均设置有螺旋流道（3）和若干万向滚珠（4），所述前段（1）和后段（2）上的螺旋流道（3）的螺旋方向相反。


2.根据权利要求1所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述若干万向滚珠（4）呈螺旋状分布于前段（1）和后段（2）的表面上，所述万向滚珠（4）底部设置有液体储存腔（7），所述液体储存腔（7）内设置有降阻剂，所述润滑油通过液体储存腔（7）上设置有密封层（9）封在液体储存腔（7）内，所述万向滚珠（4）与密封层（9）之间设置有弹簧（10）。


3.根据权利要求1所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述螺旋流道（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永韬，唐诗国，刘辉，卢亚锋，许定江，王柯，黄晶，杨海，艾志鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院，四川圣诺油气工程技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51