專利名稱：井下環(huán)空抽吸渦輪泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油鉆井中抽吸井筒環(huán)空內(nèi)鉆井液的泵，是一種井下環(huán)空抽吸渦輪泵。
二背景技術(shù)：
近年，由于欠平衡鉆井技術(shù)在保護(hù)和發(fā)現(xiàn)油氣層、提高鉆井速度、防止井漏等方面相比常規(guī)鉆井液鉆井具有絕對優(yōu)勢，因此在全球內(nèi)發(fā)展非常迅速。我國也在2003年后開始大力發(fā)展欠平衡鉆井技術(shù)，到2007年和2008年已得到規(guī)?；瘧?yīng)用。欠平衡鉆井技術(shù)就是在鉆井過程中井筒內(nèi)的液柱壓力小于地層的孔隙壓力的一種鉆井技術(shù)。由于配置的鉆井液密度往往大于地層壓力當(dāng)量密度，特別是低壓地層，只有通過特殊的鉆井液技術(shù)才能達(dá)到欠平衡鉆井的目的。目前，降低井筒液柱壓力的主要方法有使用氣體、充氣、泡沫、固體減輕劑等方法，而這些方法均有各自的缺點(diǎn)，如費(fèi)用高、設(shè)備龐大、適應(yīng)性差、回收難度大等問題。
三
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其解決了現(xiàn)有欠平衡鉆井中降低井筒液柱壓力難度大的問題。
本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的一種井下環(huán)空抽吸渦輪泵，包
括上接頭、定子、下接頭和轉(zhuǎn)子；上接頭的下端固定連接有定子或與定子為一體，定子的下
端固定安裝有下接頭，定子的外部套裝有能相對定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的上端安裝在上接
頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端安裝在下接頭的中部外側(cè)；上接頭的內(nèi)部有上腔，下接頭的內(nèi)部
有下腔，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁與定子的外壁之間形成轉(zhuǎn)子空腔，上接頭的下部有連通上腔與轉(zhuǎn)子空
腔的上內(nèi)孔，下接頭的上部有連通下腔與轉(zhuǎn)子空腔的下內(nèi)孔；轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上有不少于兩個
的內(nèi)渦輪葉片，轉(zhuǎn)子的外側(cè)有不少于兩個的渦輪泵葉片。 下面是對上述實用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn) 上述轉(zhuǎn)子的上端可通過上密封套安裝在上接頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端可通過下密封套安裝在下接頭的中部外側(cè)。 上述上接頭的下端可有上大下小的上錐臺，轉(zhuǎn)子空腔的上部內(nèi)壁上對應(yīng)上錐臺的
位置有上大下小的上錐面并與上錐臺相配合；下接頭的上端可有上小下大的下錐臺，轉(zhuǎn)子
空腔的下部內(nèi)壁上對應(yīng)下錐臺的位置有上小下大的下錐面并與下錐臺相配合。 上述內(nèi)渦輪葉片的數(shù)量可為九個并均布于轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上。 上述渦輪泵葉片的數(shù)量可為十八個并均布于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。 本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過循環(huán)鉆井液推動轉(zhuǎn)子內(nèi)壁上的內(nèi)渦輪葉片使轉(zhuǎn)子繞定子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子帶動其外側(cè)的渦輪泵葉片轉(zhuǎn)動來排出井筒環(huán)空液體，以降低鉆井作業(yè)過程中井筒環(huán)空液柱的壓力，達(dá)到欠平衡鉆井和提高鉆井速度的目的，能夠大量減少鉆井液化學(xué)藥劑的使用，大幅提高鉆井效率、降低成本，具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保、便于制造的特點(diǎn)。
3四
附圖1為本實用新型最佳實施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0012] 附圖2為附圖1中A-A處的剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖中的編碼分別為1為上接頭，2為定子，3為下接頭，4為轉(zhuǎn)子，5為上腔，6為下腔，7為轉(zhuǎn)子空腔，8為上內(nèi)孔，9為下內(nèi)孔，10為內(nèi)渦輪葉片，11為渦輪泵葉片，12為上密封套，13為下密封套，14為上錐臺，15為上錐面，16為下錐臺，17為下錐面。
五具體實施方式本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。 下面結(jié)合最佳實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述 如附圖1 、 2所示，該井下環(huán)空抽吸渦輪泵包括上接頭1 、定子2、下接頭3和轉(zhuǎn)子4 ;上接頭1的下端固定連接有定子2或與定子2為一體，定子2的下端固定安裝有下接頭3，定子2的外部套裝有能相對定子2轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子4，轉(zhuǎn)子4的上端安裝在上接頭1的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子4的下端安裝在下接頭3的中部外側(cè)；上接頭1的內(nèi)部有上腔5，下接頭3的內(nèi)部有下腔6，轉(zhuǎn)子4的內(nèi)壁與定子2的外壁之間形成轉(zhuǎn)子空腔7，上接頭1的下部有連通上腔5與轉(zhuǎn)子空腔7的上內(nèi)孔8，下接頭3的上部有連通下腔6與轉(zhuǎn)子空腔7的下內(nèi)孔9 ;轉(zhuǎn)子4的內(nèi)壁上有不少于兩個的內(nèi)渦輪葉片10，轉(zhuǎn)子4的外側(cè)有不少于兩個的渦輪泵葉片11。轉(zhuǎn)子4與其外部的井筒壁或套管壁之間構(gòu)成泵腔，在鉆井過程中，通過上腔5向轉(zhuǎn)子空腔7內(nèi)注入循環(huán)鉆井液，利用循環(huán)鉆井液的沖力作為動力源來驅(qū)動轉(zhuǎn)子4高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子4帶動渦輪泵葉片ll轉(zhuǎn)動，將井筒或套管內(nèi)的鉆井液向上運(yùn)輸，這樣無需安裝井下特殊動力，就可向地面抽吸鉆井液，降低鉆井作業(yè)過程中井筒環(huán)空液柱的壓力，以實現(xiàn)欠平衡鉆井和提高鉆井速度的目的。 如附圖1、2所示，轉(zhuǎn)子4的上端通過上密封套12安裝在上接頭1的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子4的下端通過下密封套13安裝在下接頭3的中部外側(cè)。通過上密封套12和下密封套13能夠使轉(zhuǎn)子4自由轉(zhuǎn)動。 如附圖1、2所示，上接頭1的下端有上大下小的上錐臺14，轉(zhuǎn)子空腔7的上部內(nèi)壁上對應(yīng)上錐臺14的位置有上大下小的上錐面15并與上錐臺14相配合；下接頭3的上端有上小下大的下錐臺16，轉(zhuǎn)子空腔7的下部內(nèi)壁上對應(yīng)下錐臺16的位置有上小下大的下錐面17并與下錐臺16相配合。通過上錐臺14與上錐面15、下錐臺16與下錐面17的配合，能夠使轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動保持平穩(wěn)，同時保持轉(zhuǎn)子空腔7的密封性。 如附圖1、2所示，內(nèi)渦輪葉片10的數(shù)量為九個并均布于轉(zhuǎn)子4的內(nèi)壁上。轉(zhuǎn)子4
的內(nèi)渦輪葉片IO數(shù)量由地層因素和系統(tǒng)的水力參數(shù)而定，內(nèi)渦輪葉片10的數(shù)量越少，轉(zhuǎn)子
4的轉(zhuǎn)速越高，但扭矩也越小。在通常情況下，使內(nèi)渦輪葉片10的數(shù)量為九個，能夠使轉(zhuǎn)子
4既有較高的轉(zhuǎn)速同時扭矩也較為合適，便于將井筒或套管內(nèi)的鉆井液向上運(yùn)輸。 如附圖1、2所示，渦輪泵葉片11的數(shù)量為十八個并均布于轉(zhuǎn)子4的外側(cè)。以保證
井筒或套管內(nèi)的鉆井液的排出有較高的效率。 以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。 本實用新型最佳實施例的工作過程是首先，將本實用新型的上接頭1與上部鉆具連接好，下接頭3與下部鉆具連接好，并和鉆具一起下入井內(nèi)，注意禁止將本實用新型下入到大肚子、縮徑、易塌、易漏等復(fù)雜井段，下放時控制其下放速度；其次，待本實用新型達(dá)到預(yù)定的井深位置時，開泵循環(huán)，充分清洗井底，清除井底的巖屑沉淀或堆積；此時，循環(huán)鉆井液通過上部鉆具進(jìn)入上腔5，通過上內(nèi)孔8流入轉(zhuǎn)子空腔7內(nèi)并推動內(nèi)渦輪葉片IO轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子4繞定子2軸向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子4又帶動其外側(cè)的渦輪泵葉片11轉(zhuǎn)動，將井筒或套管內(nèi)的鉆井液向上運(yùn)輸而從鉆具外的環(huán)空流出地面，同時轉(zhuǎn)子空腔7內(nèi)的鉆井液從下內(nèi)孔9流入下腔6并進(jìn)入下部鉆具，然后從鉆具外的環(huán)空流出地面；最后，鉆進(jìn)完成后，將本實用新型起出，用清水循環(huán)，清洗干凈內(nèi)部鉆井液。
權(quán)利要求一種井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于包括上接頭、定子、下接頭和轉(zhuǎn)子；上接頭的下端固定連接有定子或與定子為一體，定子的下端固定安裝有下接頭，定子的外部套裝有能相對定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的上端安裝在上接頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端安裝在下接頭的中部外側(cè)；上接頭的內(nèi)部有上腔，下接頭的內(nèi)部有下腔，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁與定子的外壁之間形成轉(zhuǎn)子空腔，上接頭的下部有連通上腔與轉(zhuǎn)子空腔的上內(nèi)孔，下接頭的上部有連通下腔與轉(zhuǎn)子空腔的下內(nèi)孔；轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上有不少于兩個的內(nèi)渦輪葉片，轉(zhuǎn)子的外側(cè)有不少于兩個的渦輪泵葉片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于轉(zhuǎn)子的上端通過上密封套 安裝在上接頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端通過下密封套安裝在下接頭的中部外側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于上接頭的下端有上大 下小的上錐臺，轉(zhuǎn)子空腔的上部內(nèi)壁上對應(yīng)上錐臺的位置有上大下小的上錐面并與上錐臺 相配合；下接頭的上端有上小下大的下錐臺，轉(zhuǎn)子空腔的下部內(nèi)壁上對應(yīng)下錐臺的位置有 上小下大的下錐面并與下錐臺相配合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于內(nèi)渦輪葉片的數(shù)量為 九個并均布于轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于內(nèi)渦輪葉片的數(shù)量為九個 并均布于轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于渦輪泵葉片的數(shù)量為十八 個并均布于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其特征在于渦輪泵葉片的數(shù)量為十八 個并均布于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及石油鉆井中抽吸井筒環(huán)空內(nèi)鉆井液的泵，是一種井下環(huán)空抽吸渦輪泵，其包括上接頭、定子、下接頭和轉(zhuǎn)子；上接頭的下端固定連接有定子或與定子為一體，定子的下端固定安裝有下接頭；轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上有不少于兩個的內(nèi)渦輪葉片，轉(zhuǎn)子的外側(cè)有不少于兩個的渦輪泵葉片。本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過循環(huán)鉆井液推動轉(zhuǎn)子內(nèi)壁上的內(nèi)渦輪葉片使轉(zhuǎn)子繞定子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子帶動其外側(cè)的渦輪泵葉片轉(zhuǎn)動來排出井筒環(huán)空液體，以降低鉆井作業(yè)過程中井筒環(huán)空液柱的壓力，達(dá)到欠平衡鉆井和提高鉆井速度的目的，能夠大量減少鉆井液化學(xué)藥劑的使用，大幅提高鉆井效率、降低成本，具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保、便于制造的特點(diǎn)。
文檔編號F04D1/00GK201521447SQ200920164610
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者丁紅, 何媛媛, 孫鈺杰, 席梅卿, 張克明, 雷麗 申請人:中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司吐哈鉆井工藝研究院