離心式增壓渦輪馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種離心式增壓渦輪馬達(dá)，包括外殼體、渦輪組和傳動軸，渦輪組的定子葉輪固定安裝在外殼體內(nèi)部，轉(zhuǎn)子葉輪固定安裝在傳動軸上，傳動軸下部設(shè)有旁通孔；其中：外殼體與傳動軸采用加長結(jié)構(gòu)，旁通孔設(shè)在傳動軸下部，在渦輪組與旁通孔之間的加長傳動軸和外殼體之間的環(huán)空內(nèi)安裝離心式增壓裝置。本實(shí)用新型即發(fā)揮了渦輪馬達(dá)高轉(zhuǎn)速驅(qū)動鉆頭高速旋轉(zhuǎn)破巖，又克服了壓降損耗過大的不足，提高井底鉆頭水功率，利用國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)泵技術(shù)，能夠低成本高效率的提高深井超深井的鉆井速度，具有重要的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。同時，離心式增壓液力馬達(dá)還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于安裝、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】 離心式增壓渦輪馬達(dá)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探驅(qū)動設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種離心式增壓渦輪馬達(dá)。

【背景技術(shù)】
[0002]潤輪馬達(dá)具有聞轉(zhuǎn)速、耐聞溫、振動小、鉆速聞等特點(diǎn)，與聞速PDC鉆頭或孕鍵鉆頭配合使用，能夠大幅提高深井超深井的鉆井速度。國外渦輪馬達(dá)技術(shù)先進(jìn)，工作壽命長，但是技術(shù)壟斷，使用價格高；國內(nèi)渦輪馬達(dá)相對國外價格便宜，但使用性能難以滿足鉆井工藝技術(shù)要求。另外，渦輪馬達(dá)在使鉆頭獲得高轉(zhuǎn)速的同時，也消耗了鉆井液的壓降，影響了鉆頭的水功率，制約了渦輪馬達(dá)技術(shù)的推廣應(yīng)用。國外擁有大功率大排量鉆井泵，能夠滿足渦輪馬達(dá)的使用條件，國內(nèi)雖然也具有相關(guān)技術(shù)能力，但配套設(shè)備不完善，使用范圍有限。既要獲得渦輪馬達(dá)提供的高轉(zhuǎn)速，又要減少壓降的損失，是當(dāng)前渦輪馬達(dá)使用時亟待解決的關(guān)鍵問題。國內(nèi)外主要依靠地面大功率機(jī)泵方式解決,但井底水功率提高能力有限,并且對地面機(jī)泵提出了更高的要求，技術(shù)難度越來越大。
[0003]國內(nèi)外針對渦輪馬達(dá)提出了多種專利方案，并對其技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)論述，根據(jù)專利說明可以看出，重點(diǎn)在于改善渦輪馬達(dá)的轉(zhuǎn)速或扭矩等性能方面，對于壓力補(bǔ)償方面未作說明。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，操作方便的離心式增壓渦輪馬達(dá)，既能夠提供高轉(zhuǎn)速，又能補(bǔ)償渦輪馬達(dá)的壓力損失，提高井底鉆頭水功率，達(dá)到提聞深井超深井鉆井速度的技術(shù)要求。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]離心式增壓渦輪馬達(dá)包括外殼體、渦輪組和傳動軸，渦輪組的定子葉輪固定安裝在外殼體內(nèi)部，轉(zhuǎn)子葉輪固定安裝在傳動軸上，傳動軸下部設(shè)有旁通孔；其中:外殼體與傳動軸采用加長結(jié)構(gòu)，旁通孔設(shè)在傳動軸下部，在渦輪組與旁通孔之間的加長傳動軸和外殼體之間的環(huán)空內(nèi)安裝離心式增壓裝置。
[0007]所述的離心式增壓裝置由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子固定安裝在外殼體內(nèi)部，轉(zhuǎn)子固定安裝在傳動軸上，轉(zhuǎn)子和定子采用離心式結(jié)構(gòu)配合方式。
[0008]所述傳動軸下部與外殼體之間安裝密封裝置。
[0009]其工作原理是:離心式增壓渦輪馬達(dá)安裝在底部鉆具組合與鉆頭之間，當(dāng)鉆井液進(jìn)入時，首先到達(dá)渦輪組，驅(qū)動渦輪組的轉(zhuǎn)子葉輪開始旋轉(zhuǎn)，由于渦輪組的轉(zhuǎn)子葉輪與離心式增壓裝置的轉(zhuǎn)子均固定安裝在傳動軸上，因此渦輪組轉(zhuǎn)動，驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動，也就驅(qū)動離心式增壓裝置的轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動。離心式增壓裝置轉(zhuǎn)動時，就能夠提高鉆井液的壓力，高壓鉆井液經(jīng)過旁通孔進(jìn)入傳動軸內(nèi)部，最后到達(dá)井底鉆頭。渦輪組在鉆井液的作用下高速旋轉(zhuǎn)，通過離心式增壓裝置、傳動軸驅(qū)動鉆頭高速旋轉(zhuǎn)破巖，鉆井液經(jīng)過渦輪組后，壓力降低，并到達(dá)離心式增壓裝置的上部，由于離心式增壓裝置與渦輪組的轉(zhuǎn)子同時固定安裝在傳動軸上，因此渦輪組高速旋轉(zhuǎn)也會驅(qū)動離心式增壓裝置高速旋轉(zhuǎn)，從而提高鉆井液的壓力。由于離心式增壓裝置的定子和轉(zhuǎn)子采用離心配合方式，其旋轉(zhuǎn)過程中上部是低壓鉆井液，下部是高壓鉆井液，隨著離心式增壓裝置持續(xù)不斷的高速旋轉(zhuǎn)，就會對上部低壓鉆井液產(chǎn)生抽吸的作用，這也有助于鉆柱內(nèi)部鉆井液的快速流動，降低鉆柱內(nèi)沿程損耗。
[0010]現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果分析表明，采用離心式增壓渦輪馬達(dá)配合PDC鉆頭或孕鑲金剛石鉆頭進(jìn)行鉆井時，既能夠?yàn)殂@頭提供高轉(zhuǎn)速進(jìn)行破巖，又能夠增加井底鉆頭的水功率，提高井底巖屑的清除能力和輔助破巖能力，有利于鉆井速度的提高。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，鉆井速度較常規(guī)鉆井技術(shù)提高51% -83%，提速效果顯著。離心式增壓渦輪馬達(dá)即發(fā)揮了渦輪馬達(dá)高轉(zhuǎn)速的技術(shù)優(yōu)勢，又克服了壓降損耗過大的不足，利用國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)泵技術(shù)，能夠滿足石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探等深井超深井鉆井提速的技術(shù)要求，低成本高效率的發(fā)揮渦輪馬達(dá)的技術(shù)優(yōu)勢，具有重要的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。
[0011]同時，離心式增壓渦輪馬達(dá)還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、性能可靠、操作方便等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是依據(jù)本實(shí)用新型所提出的離心式增壓渦輪馬達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中1-外殼體、2-渦輪組、3-離心式增壓裝置、4-傳動軸、5-旁通孔、6-密封裝置

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
[0015]如圖1，離心式增壓渦輪馬達(dá)主要由外殼體1、渦輪組2、離心式增壓裝置3、傳動軸4和密封裝置6組成。渦輪組2的定子葉輪安裝在外殼體I內(nèi)部，渦輪組2的轉(zhuǎn)子葉輪固定安裝在傳動軸4上，在傳動軸4的下部靠近接頭處設(shè)有旁通孔5。其改進(jìn)之處是將外殼體I和傳動軸4進(jìn)行延伸加長，這樣渦輪組與旁通孔之間預(yù)留出環(huán)行空間，離心式增壓裝置3固定安裝在這段環(huán)形空間的傳動軸4上。離心式增壓裝置3由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子固定安裝在外殼體I內(nèi)部，轉(zhuǎn)子固定安裝在傳動軸4上，轉(zhuǎn)子和定子采用離心式結(jié)構(gòu)配合方式。
[0016]為了提高傳動軸4與外殼體I之間密封性，在其結(jié)合部設(shè)有安裝密封裝置6。
【權(quán)利要求】
1.離心式增壓渦輪馬達(dá)，包括外殼體(I)、渦輪組(2)和傳動軸(4)，渦輪組(2)的定子葉輪固定安裝在外殼體(I)內(nèi)部，轉(zhuǎn)子葉輪固定安裝在傳動軸(4)上，傳動軸(4)下部設(shè)有旁通孔(5);其特征在于:外殼體(I)與傳動軸(4)采用加長結(jié)構(gòu)，旁通孔(5)設(shè)在傳動軸(4)下部，在渦輪組(2)與旁通孔(5)之間的加長傳動軸(4)和外殼體(I)之間的環(huán)空內(nèi)安裝離心式增壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式增壓渦輪馬達(dá)，其特征在于:所述的離心式增壓裝置由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，定子固定安裝在外殼體內(nèi)部，轉(zhuǎn)子固定安裝在傳動軸上，轉(zhuǎn)子和定子采用離心式結(jié)構(gòu)配合方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心式增壓渦輪馬達(dá)，其特征在于:所述傳動軸(4)下部與外殼體(I)之間安裝密封裝置(6)。
【文檔編號】F03B13/02GK204200457SQ201420562383
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】李文飛, 夏文安, 耿應(yīng)春, 李玄燁, 尹文波, 董懷榮, 于承朋, 劉曉艷, 于麗麗 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院