分流式井下射流脈沖發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種分流式井下射流脈沖發(fā)生器，包括殼體和安裝在所述殼體內(nèi)的分流盤、射流缸體、射流元件、活塞組件、節(jié)流盤，所述射流缸體為一空心圓柱體，所述射流兀件為一長方體，所述分流盤安裝在所述射流缸體的左端，所述射流元件和所述活塞組件安裝在所述射流缸體內(nèi)，所述節(jié)流盤安裝在所述射流缸體的右端，所述分流盤上開有一中心通孔以及多個導(dǎo)流孔，所述射流缸體的外表面上與每個所述導(dǎo)流孔均對應(yīng)設(shè)置一分流槽，所述中心通孔連通至所述射流元件的噴嘴以及通過所述導(dǎo)流孔連接至對應(yīng)的分流槽，在每個所述分流槽上還設(shè)置有壓力通孔，所述分流槽通過對應(yīng)的壓力通孔連通至所述射流元件與所述射流缸體的內(nèi)壁之間的空隙。本實(shí)用新型中的射流脈沖發(fā)生器能夠減少射流元件所受的沖蝕、提局射流兀件使用壽命。
【專利說明】分流式井下射流脈沖發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆探設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種分流式井下射流脈沖發(fā)生器。

【背景技術(shù)】
[0002]在水平井和大位移井鉆井過程中，鉆柱和井壁之間摩擦阻力過大是造成鉆井效率降低的一個主要因素。理論和現(xiàn)場實(shí)踐表明，在鉆柱上施加一定的周期性軸向振動，能夠有效地緩減鉆井過程中鉆柱與井壁之間的摩擦阻力，提高常規(guī)鉆井的破巖效率，減少卡鉆、粘滑和托壓現(xiàn)象，并且減少井下復(fù)雜事故的產(chǎn)生。為產(chǎn)生周期性軸向振動，首先需要利用鉆井液的能量產(chǎn)生周期性的壓力脈沖，從而帶動振動發(fā)生裝置產(chǎn)生軸向振動。目前在井下產(chǎn)生壓力脈沖通常有以下幾種方式:一種是采用螺桿和閥門產(chǎn)生壓力脈沖，第二種是采用葉輪或渦輪產(chǎn)生壓力脈沖，第三種是采用射流元件產(chǎn)生壓力脈沖。
[0003]在第三種方式中，射流元件的工作穩(wěn)定性和工作壽命是射流式脈沖發(fā)生器應(yīng)用的關(guān)鍵。實(shí)踐中，實(shí)際壓力通常大于發(fā)生器所需的壓力，多余的壓力無法很好地得到利用，但是會增大對射流元件的沖蝕，降低射流元件的壽命。針對這個問題，很難通過對射流元件本身進(jìn)行改進(jìn)解決問題，因?yàn)樯淞髟鞯婪浅?fù)雜，結(jié)構(gòu)上的一點(diǎn)微小改動，鉆井液條件的改變，甚至加工時的一點(diǎn)誤差，都有可能會導(dǎo)致射流元件工作不穩(wěn)定，脈沖切換不順暢，而且目前較大尺寸的射流元件室內(nèi)實(shí)驗(yàn)非常困難，對每一種外徑尺寸的射流元件都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是非常耗時耗力的，因此通常用代替的材料和等比例縮小的模型來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種能夠減少射流元件所受的沖蝕、提高射流元件使用壽命的射流脈沖發(fā)生器。
[0005]為此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種分流式井下射流脈沖發(fā)生器，包括殼體和安裝在所述殼體內(nèi)的分流盤、射流缸體、射流元件、活塞組件、節(jié)流盤，所述射流缸體為一空心圓柱體，所述射流元件為一長方體，所述分流盤安裝在所述射流缸體的左端，所述射流元件和所述活塞組件安裝在所述射流缸體內(nèi)，所述節(jié)流盤安裝在所述射流缸體的右端，所述分流盤上開有一中心通孔以及多個導(dǎo)流孔，所述射流缸體的外表面上與每個所述導(dǎo)流孔均對應(yīng)設(shè)置一分流槽，所述中心通孔連通至所述射流元件的噴嘴以及通過所述導(dǎo)流孔連接至對應(yīng)的分流槽，在每個所述分流槽內(nèi)還設(shè)置有壓力通孔，所述分流槽通過對應(yīng)的壓力通孔連通至所述射流元件與所述射流缸體的內(nèi)壁之間的空隙。
[0007]其中，作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)流孔的數(shù)量為3?9個，以5個為最佳。
[0008]在該技術(shù)方案中，通過增加分流盤和射流缸體，將射流核心組件(射流元件、活塞組件)裝入射流缸體內(nèi)，并在射流缸體的外壁上加工出分流槽，設(shè)置的導(dǎo)流孔和分流槽可以用于導(dǎo)流不產(chǎn)生脈沖壓力的那部分流體，采用分流式結(jié)構(gòu)，可通過調(diào)節(jié)分流盤上流量分配來調(diào)整脈沖發(fā)生器整體壓耗，從而降低鉆井液對射流元件的沖蝕，延長射流元件的使用壽命，可用于水平井、大位移井鉆井過程中減小鉆柱摩擦阻力，提高鉆井效率的鉆井提速工具；而且本實(shí)用新型中依靠調(diào)節(jié)射流缸體，可使多種外徑尺寸的脈沖發(fā)生器使用同一套核心元件(包括射流元件和活塞組件)，能夠保障工作穩(wěn)定性的同時，不需要對各種不同尺寸的射流元件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，降低了成本；核心元件整體裝配好以后再安裝到脈沖發(fā)生缸體內(nèi)，易于裝配、更換零件和維修。本實(shí)用新型可在石油、天然氣鉆井作業(yè)時利用鉆井液能量產(chǎn)生周期性壓力脈沖，該壓力脈沖可作為一些井下工具(如水力振蕩器、震擊器、扭轉(zhuǎn)沖擊器等)的動力源，也可適用于井下脈沖清洗作業(yè)等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的射流脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是圖1中分流盤的左視圖；
[0011]圖3是圖1中射流缸體上分流槽和壓力通孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0013]如圖1至圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的分流式井下射流脈沖發(fā)生器，包括殼體5和安裝在所述殼體5內(nèi)的分流盤2、射流缸體3、射流元件4、活塞組件、節(jié)流盤9，所述射流缸體3為一空心圓柱體，所述射流元件4為一長方體，所述分流盤2安裝在所述射流缸體3的左端，所述射流元件4和所述活塞組件安裝在所述射流缸體3內(nèi)，所述節(jié)流盤9安裝在所述射流缸體3的右端，所述分流盤2上開有一中心通孔21以及多個導(dǎo)流孔22，所述射流缸體3的外表面上與每個所述導(dǎo)流孔22均對應(yīng)設(shè)置一分流槽31，所述中心通孔21連通至所述射流元件4的噴嘴以及通過所述導(dǎo)流孔22連接至對應(yīng)的分流槽31，在每個所述分流槽31上還設(shè)置有壓力通孔32，所述分流槽31通過對應(yīng)的壓力通孔32連通至所述射流元件4與所述射流缸體3的內(nèi)壁之間的空隙。
[0014]其中，I為上接頭，10為碟簧，作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述導(dǎo)流孔22的數(shù)量為3?9個，以5個為最佳。
[0015]在該技術(shù)方案中，通過增加分流盤2和射流缸體3，將射流核心組件(射流元件4、活塞組件)裝入射流缸體3內(nèi)，并在射流缸體3的外壁上加工出分流槽31，鉆井液從從上接頭I進(jìn)入工具后經(jīng)分流盤2分流作用，分為兩部分流體，第一部分流體從中心通孔21進(jìn)入射流元件4的噴嘴，射流元件4下端為右出液口 a和左出液口 b，射流元件4可使鉆井液間歇性分別從右出液口 a或左出液口 b流出，當(dāng)液體從右出液口 a流出時，流經(jīng)活塞缸6的上腔通道d推動活塞7下行，當(dāng)液體從左出液口 b流出時，流經(jīng)活塞缸6的下腔通道c推動活塞7上行；這兩種情況以一定頻率交替，使活塞桿在節(jié)流盤9內(nèi)來回運(yùn)動，節(jié)流面積產(chǎn)生周期性變化，因此產(chǎn)生壓力脈沖波。其中設(shè)置的導(dǎo)流孔22和分流槽31可以用于導(dǎo)流不產(chǎn)生脈沖壓力的那部分流體，壓力通孔32可以保證射流缸體3內(nèi)外壓力平衡，采用分流式結(jié)構(gòu)，可通過調(diào)節(jié)分流盤上流量分配來調(diào)整脈沖發(fā)生器整體壓耗，從而降低鉆井液對射流元件4的沖蝕，延長射流元件4的使用壽命，可用于水平井、大位移井鉆井過程中減小鉆柱摩擦阻力，提高鉆井效率的鉆井提速工具；而且本實(shí)用新型中依靠調(diào)節(jié)射流缸體，可使多種外徑尺寸的脈沖發(fā)生器使用同一套核心元件(包括射流元件和活塞組件)，能夠保障工作穩(wěn)定性的同時，不需要對各種不同尺寸的射流元件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，降低了成本；核心元件整體裝配好以后再安裝到脈沖發(fā)生缸體內(nèi)，易于裝配、更換零件和維修。本實(shí)用新型可在石油、天然氣鉆井作業(yè)時利用鉆井液能量產(chǎn)生周期性壓力脈沖，該壓力脈沖可作為一些井下工具(如水力振蕩器、震擊器、扭轉(zhuǎn)沖擊器等)的動力源，也可適用于井下脈沖清洗作業(yè)等。
[0016]綜上所述，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這種實(shí)施例都包括在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分流式井下射流脈沖發(fā)生器，其特征在于，包括殼體(5)和安裝在所述殼體(5)內(nèi)的分流盤(2)、射流缸體(3)、射流元件(4)、活塞組件、節(jié)流盤(9)，所述射流缸體(3)為一空心圓柱體，所述射流元件(4)為一長方體，所述分流盤(2)安裝在所述射流缸體(3)的左端，所述射流元件(4)和所述活塞組件安裝在所述射流缸體(3)內(nèi)，所述節(jié)流盤(9)安裝在所述射流缸體(3)的右端，所述分流盤(2)上開有一中心通孔(21)以及多個導(dǎo)流孔(22)，所述射流缸體(3)的外表面上與每個所述導(dǎo)流孔(22)均對應(yīng)設(shè)置一分流槽(31)，所述中心通孔(21)連通至所述射流元件(4)的噴嘴以及通過所述導(dǎo)流孔(22)連接至對應(yīng)的分流槽(31)，在每個所述分流槽(31)內(nèi)還設(shè)置有壓力通孔(32)，所述分流槽(31)通過對應(yīng)的壓力通孔(32)連通至所述射流元件(4)與所述射流缸體(3)的內(nèi)壁之間的空隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流式井下射流脈沖發(fā)生器，其特征在于，所述導(dǎo)流孔(22)的數(shù)量為3?9個。
【文檔編號】E21B47/18GK204024646SQ201420496973
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】吳欣袁, 張文華, 周俊然, 馮強(qiáng), 李瑞明, 范永濤, 魏臣興, 劉大偉 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司