一种井下增压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种井下增压装置，包括：壳体及设置于壳体内的传动机构、曲轴、活塞杆、活塞腔和转换接头；壳体的上端用于对接钻柱；曲轴沿壳体的径向设置，传动机构能够将钻井液的轴向机械能转变为曲轴的转动，进而由曲轴的弯曲部分带动活塞杆上下往复运动；活塞杆的下端插入活塞腔的内腔最上段，壳体的内腔向内腔最上段单向连通；转换接头固定于活塞腔的内腔第二段，内腔最上段向转换接头的内腔单向压力连通，转换接头用于连接钻头水眼；活塞腔的内腔第三段与壳体的内腔连通；活塞腔的内腔最下段用于对接钻头。通过本方案能够使得活塞杆的下端上下往复压缩活塞腔的内腔最上段，而且随着曲轴的不断转动，可使得活塞腔能够产生脉冲高压喷射。脉冲高压喷射。脉冲高压喷射。

【技术实现步骤摘要】
一种井下增压装置


[0001]本技术涉及石油、天然气钻探
，特别涉及一种井下增压装置。

技术介绍

[0002]随着石油天然气勘探开发的不断深入，钻井深度越来越大。深部地层岩石硬度高及复杂的环境特性造成整井钻速慢、钻井周期长，严重制约了油气资源的勘探开发进程。亟需高效破岩技术来提高破岩速度进而提高整井的钻井效率。高压射流破岩技术是提高机械钻速的技术之一，实现这项技术的关键是要制造出产生超高压水射流的增压装置。
[0003]目前实现钻井液增压的方式有地面增压和井下增压两种，将钻井液在地面增压后再输送到钻头对地面机泵、管汇系统要求极其严苛，钻井液沿程损失也极大。而井下增压的方式只需要在钻头上方增设增压装置，无需变动现有设备，制造方便。
[0004]然而，现有的井下增压器虽然能实现井下增压功能，但存在结构复杂与现有钻井系统匹配性不好等缺点，严重制约了井下增压式高压喷射技术的发展。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种井下增压装置，首先通过传动机构能够将钻井液的轴向机械能转变为曲轴的转动，进而再由曲轴的弯曲部分带动活塞杆上下往复运动，使得活塞杆的下端上下往复压缩活塞腔的内腔最上段，而且随着曲轴的不断转动，可使得活塞腔能够产生脉冲高压喷射，而且本方案的井下增压装置具有增压结构简单、增压效果好等特点，从而有助于为井下增压式高压喷射技术的发展提供新思路。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种井下增压装置，包括：壳体及设置于所述壳体内的传动机构、曲轴、活塞杆、活塞腔和转换接头；
[0008]所述壳体的上端用于对接钻柱；所述曲轴沿所述壳体的径向设置，所述传动机构能够将钻井液的轴向机械能转变为所述曲轴的转动，进而所述曲轴的弯曲部分带动所述活塞杆上下往复运动；
[0009]所述活塞杆的下端插入所述活塞腔的内腔最上段，所述壳体的内腔向所述内腔最上段单向连通；所述转换接头固定于所述活塞腔的内腔第二段，所述内腔最上段向所述转换接头的内腔单向压力连通，所述转换接头用于连接钻头水眼；所述活塞腔的内腔第三段与所述壳体的内腔连通；所述活塞腔的内腔最下段用于对接钻头。
[0010]优选地，所述传动机构包括转变机构、传动轴和换向机构；
[0011]所述传动轴沿所述壳体的轴向设置，所述转变机构能够将所述钻井液的轴向机械能转变为所述传动轴的转动；所述换向机构能够将所述传动轴的转动转化为所述曲轴的转动。
[0012]优选地，还包括转动轴；
[0013]所述换向机构包括：第一锥形齿轮和两个第二锥形齿轮；
[0014]所述第一锥形齿轮固定于所述传动轴的下端；两个所述第二锥形齿轮分别与所述第一锥形齿轮垂直啮合，且分别与所述曲轴的两端传动连接；所述转动轴上端与所述曲轴的弯曲部分转动连接，下端与所述活塞杆的上端转动连接。
[0015]优选地，所述曲轴的弯曲部分为U形轴，所述U形轴的中间段沿所述壳体的径向设置；
[0016]所述转动轴上端与所述U形轴的中间段转动连接。
[0017]优选地，所述活塞杆的上端面开设有凹槽，所述凹槽的侧壁开设有两个相对的通孔；
[0018]所述井下增压装置还包括活塞轴；
[0019]所述活塞轴的两端分别安装于所述凹槽的两个通孔，且所述转动轴下端与所述活塞轴转动连接。
[0020]优选地，还包括：
[0021]套接于所述活塞腔的上端，用于安装所述曲轴的曲轴座。
[0022]优选地，所述转变机构包括：导流体和叶轮；
[0023]所述导流体的外侧设有倾斜流道，所述叶轮位于所述导流体的下方，所述叶轮的外侧设有与所述倾斜流道反向的倾斜叶片；所述叶轮与所述传动轴传动配合。
[0024]优选地，所述导流体置于所述壳体的内腔台肩；
[0025]所述井下增压装置还包括：
[0026]固定于所述壳体内，用于沿轴向将所述导流体固定于所述壳体的内腔台肩的导流体压环。
[0027]优选地，所述传动轴设有上段台肩面，所述传动轴的上段从下往上依次穿过所述叶轮和所述导流体，所述叶轮的下端面与所述传动轴的上段台肩面接触配合，上端面与所述导流体的下端面接触配合；
[0028]所述导流体内腔与所述传动轴的上段之间设有轴承；
[0029]所述叶轮内腔与所述传动轴的上段之间通过花键传动配合。
[0030]优选地，还包括第一单向阀和第二单向阀；
[0031]所述活塞腔开设有连通其内腔最上段与所述壳体内腔的流道，所述第一单向阀设置于所述流道，且只允许钻井液从所述壳体内腔流入所述活塞腔的内腔最上段；所述第二单向阀设置于所述转换接头内腔的上端，且只允许钻井液从所述活塞腔的内腔第二段流向所述转换接头的内腔。
[0032]从上述的技术方案可以看出，本技术提供的井下增压装置，首先通过传动机构能够将钻井液的轴向机械能转变为曲轴的转动，进而再由曲轴的弯曲部分带动活塞杆上下往复运动，使得活塞杆的下端上下往复压缩活塞腔的内腔最上段，而且随着曲轴的不断转动，可使得活塞腔能够产生脉冲高压喷射，而且本方案的井下增压装置具有增压结构简单、增压效果好等特点，并且能够匹配接入现有钻井系统，从而有助于为井下增压式高压喷射技术的发展提供新思路。
[0033]本技术还提供了一种钻井设备，由于采用了上述的井下增压装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本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技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本技术实施例提供的井下增压发生装置的结构示意图；
[0036]图2为本技术实施例提供的换向机构及带动活塞杆运动的示意图；
[0037]图3为本技术另一实施例提供的换向机构及带动活塞杆运动的示意图；
[0038]图4为本技术实施例提供的曲轴座的结构示意图。
[0039]1为壳体；2为压紧螺母；3为导流体压环；4为轴承；5为导流体；6为叶轮；7为花键；8为传动轴；9为第一锥形齿轮；10为第二锥形齿轮；11为曲轴，111为第一水平轴，112为第二水平轴，113为U形轴；12为转动轴；13为活塞轴；14为活塞杆，141为凹槽，142为通孔；15为活塞腔；16为第一单向阀；17为转换接头；18为曲轴座，181为环形座，182为第一支撑柱，1821为第一安装孔，183为第二支撑柱，1831为第二安装孔；1601为第一单向阀入口；1602为第二单向阀出口。
具体实施方式
[0040]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下增压装置，其特征在于，包括：壳体(1)及设置于所述壳体(1)内的传动机构、曲轴(11)、活塞杆(14)、活塞腔(15)和转换接头(17)；所述壳体(1)的上端用于对接钻柱；所述曲轴(11)沿所述壳体(1)的径向设置，所述传动机构能够将钻井液的轴向机械能转变为所述曲轴(11)的转动，进而所述曲轴(11)的弯曲部分带动所述活塞杆(14)上下往复运动；所述活塞杆(14)的下端插入所述活塞腔(15)的内腔最上段，所述壳体(1)的内腔向所述内腔最上段单向连通；所述转换接头(17)固定于所述活塞腔(15)的内腔第二段，所述内腔最上段向所述转换接头(17)的内腔单向压力连通，所述转换接头(17)用于连接钻头水眼；所述活塞腔(15)的内腔第三段与所述壳体(1)的内腔连通；所述活塞腔(15)的内腔最下段用于对接钻头。2.根据权利要求1所述的井下增压装置，其特征在于，所述传动机构包括转变机构、传动轴(8)和换向机构；所述传动轴(8)沿所述壳体(1)的轴向设置，所述转变机构能够将所述钻井液的轴向机械能转变为所述传动轴(8)的转动；所述换向机构能够将所述传动轴(8)的转动转化为所述曲轴(11)的转动。3.根据权利要求2所述的井下增压装置，其特征在于，还包括转动轴(12)；所述换向机构包括：第一锥形齿轮(9)和两个第二锥形齿轮(10)；所述第一锥形齿轮(9)固定于所述传动轴(8)的下端；两个所述第二锥形齿轮(10)分别与所述第一锥形齿轮(9)垂直啮合，且分别与所述曲轴(11)的两端传动连接；所述转动轴(12)上端与所述曲轴(11)的弯曲部分转动连接，下端与所述活塞杆(14)的上端转动连接。4.根据权利要求3所述的井下增压装置，其特征在于，所述曲轴(11)的弯曲部分为U形轴(113)，所述U形轴(113)的中间段沿所述壳体(1)的径向设置；所述转动轴(12)上端与所述U形轴(113)的中间段转动连接。5.根据权利要求3所述的井下增压装置，其特征在于，所述活塞杆(14)的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪照生，王旭明，陈梦龙，刘化伟，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：