井下低壓脈沖射流調(diào)制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種井下低壓脈沖射流調(diào)制器，屬于石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探裝置等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山深井、超深井鉆探的過程中，除了鉆井設(shè)備、地層巖石物理可鉆性降低等客觀因素外，井底壓差過大是影響深井、超深井機(jī)械鉆速提高的重要因素之一。其根本原因是井底壓差越大，鉆頭在鉆進(jìn)中由于井底的壓持效應(yīng)，從而使剛鉆出的巖屑不能及時(shí)清離井底，造成了鉆頭的重復(fù)破巖，大大降低了鉆井速度，從而造成鉆井成本增加。
[0003]通過低壓脈沖射流提高鉆速機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，脈動(dòng)性的低壓波更有利于克服井底壓差，減少井底壓持效應(yīng)從而提高鉆速，而研發(fā)可產(chǎn)生脈沖射流的設(shè)備成為該技術(shù)由理論走向?qū)嶋H應(yīng)用的重要途徑。井下低壓脈沖射流調(diào)制器就是專門設(shè)計(jì)的一種產(chǎn)生低壓脈沖的調(diào)制設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了降低深井鉆進(jìn)中井底壓持效應(yīng)的影響，提高鉆井速度，降低施工綜合成本，為石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探的現(xiàn)場(chǎng)提供能產(chǎn)生井底脈動(dòng)射流的井下低壓脈沖射流調(diào)制器。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]井下低壓脈沖射流調(diào)制器，主要由外殼體I和裝置在外殼體I內(nèi)的渦輪組定子2、渦輪組轉(zhuǎn)子3、上盤閥6、下盤閥7組成，其中:渦輪組定子2固定在外殼體I內(nèi)，渦輪組轉(zhuǎn)子3安裝在渦輪組定子2內(nèi)并與渦輪組定子2構(gòu)成旋轉(zhuǎn)配合，渦輪組轉(zhuǎn)子3內(nèi)設(shè)軸向通道，在軸向通道下部設(shè)有通液口 4，上盤閥6連接固定在渦輪組轉(zhuǎn)子3下端，下盤閥7固定在上盤閥6下方的外殼體I內(nèi)，上盤閥6和下盤閥7各自軸向分布有數(shù)個(gè)相互貫通的上盤閥流道9和下盤閥流道10，上盤閥6和下盤閥7構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封配合。
[0007]上述方案進(jìn)一步包括:渦輪組定子2和渦輪組轉(zhuǎn)子3采用多組組合方式。
[0008]上盤閥6與渦輪組轉(zhuǎn)子3通過連接筒5連接，通液口 4設(shè)置在連接筒5上；下盤閥7通過卡簧8軸向鎖定在外殼體I內(nèi)。
[0009]本實(shí)用新型的井下低壓脈沖射流調(diào)制器安裝在鉆頭與鉆柱中間，當(dāng)正常鉆進(jìn)時(shí)，泥漿驅(qū)動(dòng)脈沖射流調(diào)制器中的渦輪組，渦輪組在泥漿驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)上盤閥旋轉(zhuǎn)，上盤閥和下盤閥上都有一定的流道，當(dāng)上盤閥旋轉(zhuǎn)到一定位置瞬時(shí)阻斷下盤閥的流道時(shí)，調(diào)制器下部的流體便依靠自身的慣性繼續(xù)向下流動(dòng)，從而產(chǎn)生瞬時(shí)低壓波；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，該低壓波逐漸向下游傳播并達(dá)到井底，所到之處的壓力狀態(tài)則變?yōu)榈蛪籂顟B(tài)，如果該低壓狀態(tài)的壓力等于地層壓力，井底則為平衡壓力狀態(tài)；如果壓力低于地層壓力，井底呈負(fù)壓狀態(tài)；上盤閥在渦輪的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上盤閥上的流道與下盤閥的流道貫通，流體又通過上盤閥的流道向下部流去，主流開通后，脈動(dòng)器內(nèi)部的壓力由低壓狀態(tài)恢復(fù)到正常壓力值，井底也隨之升至正常壓力狀態(tài)。通過上述周期性的旋轉(zhuǎn)，上部的連續(xù)流動(dòng)即轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谛詨毫γ}動(dòng)液流。這種低壓脈動(dòng)液流可以大大降低井底的壓持效應(yīng)，提高鉆頭切削效率，同時(shí)當(dāng)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)可以達(dá)到瞬時(shí)欠平衡鉆井。達(dá)到提高鉆井施工效率，降低鉆井綜合成本的目的。同時(shí)，該低壓脈沖射流調(diào)制器還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、便于安裝、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的井下低壓脈沖射流調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是上盤閥6的俯視圖。
[0012]圖3是下盤閥7的俯視圖。
[0013]圖中1-外殼體、2-渦輪定子、3-渦輪轉(zhuǎn)子、4-通流口、5-連接筒、6-上盤閥、7-下盤閥、8-卡簧、9-上盤閥流道、10-下盤閥流道。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1-3來詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
[0015]如圖1，井下低壓脈沖射流調(diào)制器，主要由外殼體I和裝置在外殼體I內(nèi)的渦輪組定子2、渦輪組轉(zhuǎn)子3、上盤閥6、下盤閥7組成，其中:渦輪組定子2固定在外殼體I內(nèi)，渦輪組轉(zhuǎn)子3安裝在渦輪組定子2內(nèi)并與渦輪組定子2構(gòu)成旋轉(zhuǎn)配合，渦輪組轉(zhuǎn)子3內(nèi)設(shè)軸向通道，在軸向通道下部設(shè)有通液口 4，上盤閥6連接固定在渦輪組轉(zhuǎn)子3下端，下盤閥7固定在上盤閥6下方的外殼體I內(nèi)，上盤閥6和下盤閥7各自軸向分布有3-5個(gè)相互貫通的上盤閥流道9和下盤閥流道10，上盤閥6和下盤閥7構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封配合。
[0016]進(jìn)一步包括:渦輪組定子2和渦輪組轉(zhuǎn)子3采用多組組合方式，本實(shí)施例采用三組。
[0017]更進(jìn)一步上述實(shí)施例中的上盤閥6與渦輪組轉(zhuǎn)子3通過連接筒5連接，通液口 4設(shè)置在連接筒5上；下盤閥7通過卡簧8軸向鎖定在外殼體I內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.井下低壓脈沖射流調(diào)制器，其特征是主要由外殼體(I)和裝置在外殼體(I)內(nèi)的渦輪組定子(2)、渦輪組轉(zhuǎn)子(3)、上盤閥(6)、下盤閥(7)組成，其中:渦輪組定子(2)固定在外殼體(I)內(nèi)，渦輪組轉(zhuǎn)子(3)安裝在渦輪組定子(2)內(nèi)并與渦輪組定子(2)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)配合，渦輪組轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)設(shè)軸向通道，在軸向通道下部設(shè)有通液口(4)，上盤閥(6)連接固定在渦輪組轉(zhuǎn)子(3)下端，下盤閥(7)固定在上盤閥(6)下方的外殼體(I)內(nèi)，上盤閥(6)和下盤閥(7)各自軸向分布有數(shù)個(gè)相互貫通的上盤閥流道(9)和下盤閥流道(10)，上盤閥(6)和下盤閥(7)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下低壓脈沖射流調(diào)制器，其特征是:渦輪組定子(2)和渦輪組轉(zhuǎn)子(3 )采用多組組合方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下低壓脈沖射流調(diào)制器，其特征是:上盤閥(6)與渦輪組轉(zhuǎn)子(3)通過連接筒(5)連接，通液口(4)設(shè)置在連接筒(5)上；下盤閥(7)通過卡簧(8)軸向鎖定在外殼體(I)內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種井下低壓脈沖射流調(diào)制器，主要由外殼體1和裝置在外殼體1內(nèi)的渦輪組定子2、渦輪組轉(zhuǎn)子3、上盤閥6、下盤閥7組成，其中：渦輪組定子2固定在外殼體1內(nèi)，渦輪組轉(zhuǎn)子3安裝在渦輪組定子2內(nèi)并與渦輪組定子2構(gòu)成旋轉(zhuǎn)配合，渦輪組轉(zhuǎn)子3內(nèi)設(shè)軸向通道，在軸向通道下部設(shè)有通液口4，上盤閥6連接固定在渦輪組轉(zhuǎn)子3下端，下盤閥7固定在上盤閥6下方的外殼體1內(nèi)，上盤閥6和下盤閥7各自軸向分布有數(shù)個(gè)相互貫通的上盤閥流道9和下盤閥流道10，上盤閥6和下盤閥7構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封配合。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、便于安裝、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，并提高鉆井破巖效率，降低鉆井綜合成本的目的。
【IPC分類】E21B43-11
【公開號(hào)】CN204402449
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420805573
【發(fā)明人】夏文安, 牛洪波, 馬鳳清, 李文飛, 徐云龍, 劉曉蘭, 周波, 胥豪, 麻地輝
【申請(qǐng)人】中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日