內(nèi)腔。芯軸5的入口端位于芯軸套6的內(nèi)側(cè),在芯軸5的入口端安裝有截流活塞7,高壓泥漿從芯軸套6內(nèi)腔流入,到達(dá)該截流活塞7,對芯軸5產(chǎn)生軸向的推力,并且高壓泥漿均從芯軸5的內(nèi)腔流向下游。在芯軸5靠近下游出口端的內(nèi)腔上,還安裝有葉輪I。葉輪I的轉(zhuǎn)軸垂直于芯軸5的軸線方向,高壓泥漿流經(jīng)芯軸5內(nèi)腔的下游時,能驅(qū)動葉輪I旋轉(zhuǎn)。葉輪I的旋轉(zhuǎn)使連續(xù)的高壓泥漿流體變成脈沖式的泥漿流體,脈沖式的泥漿流體促使泥漿流體的壓力產(chǎn)生周期性的波動,泥漿流體壓力周期性的波動通過位于上游的截流活塞7推動芯軸5產(chǎn)生軸向的振動,芯軸5的軸向振動引起鉆具整體沿軸向振動。該振動將鉆具與井壁之間的靜摩擦轉(zhuǎn)變成動摩擦,大大降低了摩擦系數(shù),解決了托壓問題,提高了鉆井效果。
[0034]圖2為本發(fā)明提供的用于定向井的鉆具防托壓器的葉輪座2的縱向截面圖,圖3為本發(fā)明提供的用于定向井的鉆具防托壓器的葉輪座2的俯視圖。進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖2、3所示,葉輪I設(shè)置在葉輪座2上,而葉輪座2安裝在芯軸5的內(nèi)腔。其中,葉輪I也可以直接安裝在芯軸5的內(nèi)側(cè)壁上。本實施例將葉輪I通過葉輪座2安裝在芯軸5內(nèi)腔,避免了葉輪I直接安裝在芯軸5的內(nèi)側(cè)壁,方便了葉輪I和葉輪座2的拆裝和維護(hù),也減少了葉輪I的轉(zhuǎn)軸承受高壓泥漿過大的沖擊力。
[0035]進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖1所示,在用于定向井的鉆具防托壓器的葉輪座2上游,安裝有導(dǎo)流部件3,通過該導(dǎo)流部件3的導(dǎo)流作用,高壓泥漿能夠只沖擊葉輪I轉(zhuǎn)軸一側(cè)的葉片,使葉輪I不停地旋轉(zhuǎn)。并且,導(dǎo)流部件3使得高壓泥漿的流通口徑突然變小,流速變大,更加增強(qiáng)了葉輪I的旋轉(zhuǎn)效果。
[0036]進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖1所示,在用于定向井的鉆具防托壓器的導(dǎo)流部件3的上游,安裝有彈性部件4。由于彈性部件4具有向外側(cè)的彈力,導(dǎo)流部件3和葉輪座2被彈性部件4卡在芯軸5內(nèi)腔的卡槽內(nèi)。如圖1所示,為了方便安裝葉輪座2、導(dǎo)流部件3和彈性部件4,芯軸5的這一部分可以獨立分段,與上游的芯軸5通過螺紋進(jìn)行連接。
[0037]進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖1所示,在截流活塞7與芯軸套6之間,設(shè)置有第一密封件8。第一密封件8的作用在于阻止來自芯軸5入口端上游的高壓泥漿進(jìn)入芯軸5和芯軸套6之間的空隙。
[0038]圖4為圖1中I處局部放大圖。優(yōu)選地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖4所示,第一密封件8由擋圈801和O型密封圈802組成。其中O型密封圈802套在芯軸5外側(cè)壁的凹槽內(nèi),O型密封圈802的兩側(cè)各設(shè)置有一個擋圈801,形成兩個擋圈801夾住O型密封圈802的位置關(guān)系。O形密封圈的作用在于使得芯軸5的外側(cè)壁與芯軸套6的內(nèi)側(cè)壁之間的空隙得到密封,而擋圈801的作用在于增加O形密封圈的受壓能力和密封效果。
[0039]進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖1所示,在芯軸套6出口端的內(nèi)側(cè)與芯軸5的外側(cè)之間,還設(shè)置有第二密封件9,使得在第一密封件8與第二密封件9之間,形成一個由芯軸5和芯軸套6包圍的環(huán)形空腔10,環(huán)形空腔10內(nèi)封裝有潤滑油。潤滑油能減少芯軸5和芯軸套6之間的摩擦,增加兩者的使用壽命;而第一密封件8和第二密封件9的密封作用能有效防止泥漿進(jìn)入芯軸5和芯軸套6之間的縫隙、防止?jié)櫥偷男孤?。其中,第二密封?和第一密封件8 —樣,也設(shè)置有擋圈801和O型密封圈802。
[0040]進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖1所示,在芯軸套6的內(nèi)側(cè)與芯軸5的外側(cè)之間,還設(shè)置有限位部件11。限位部件11的結(jié)構(gòu)為:在芯軸5的外側(cè)壁上,安裝一個外徑尺寸大于芯軸5外徑尺寸的卡環(huán),而在芯軸套6內(nèi)腔的上下游位置,分別安裝一個用于阻止卡環(huán)移動的擋環(huán)。限位部件11的作用在于:限制芯軸5相對于芯軸套6的位移距離,保證芯軸5在軸向振動時始終不脫離芯軸套6。
[0041]進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖1所示,限位部件11包括扣合成為一個金屬圓環(huán)的兩個金屬半圓環(huán),以及設(shè)置在芯軸套上的兩個固定擋環(huán)。其中,金屬圓環(huán)安裝在芯軸5外側(cè)壁的凹槽上,凹槽位于截流活塞7的下游,并且在金屬圓環(huán)外徑表面上安裝有一個O形橡膠圈,使金屬圓環(huán)不會分開而脫離芯軸5。在芯軸套6上下游的內(nèi)側(cè)壁上,根據(jù)需要分別設(shè)置與金屬圓環(huán)配套的固定擋環(huán),使芯軸5相對于芯軸套6向上游方向和下游方向移動,均具有一個極限位置,而無法與芯軸套6脫離。如圖1所示,本實施例中,限定芯軸5到達(dá)上游方向極限位置的固定擋環(huán)為與芯軸套6的入口端螺紋連接的一個帶通孔的接頭,而為了設(shè)置限定芯軸5到達(dá)下游方向極限位置的固定擋環(huán)、以及為了方便安裝限位部件11,芯軸5在下游的位置分段并設(shè)置螺紋連接,后半段入口端的內(nèi)徑設(shè)置較小,作為芯軸5向下游方向移動極限位置的固定擋環(huán)。
[0042]圖5為圖1中F-F處的斷面剖視圖。進(jìn)一步地,在上述實施例的基礎(chǔ)上,如圖5所示,在芯軸套6的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置沿芯軸套6的軸向延伸的齒條12或齒槽13,同時在芯軸5的外側(cè)壁上設(shè)置沿芯軸5的軸向延伸的齒槽13或齒條12,并且使兩個側(cè)壁的齒條12與齒槽13互相咬合?;ハ嘁Ш系凝X條12與齒槽13能夠保障芯軸5和芯軸套6的轉(zhuǎn)矩傳遞。其中,齒條12和齒槽13還可以使用插銷等其他結(jié)構(gòu)替代。
[0043]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,包括: 芯軸,所述芯軸為設(shè)有通孔的腔體; 芯軸套,所述芯軸套以可軸向移動的方式套接在所述芯軸的外側(cè);高壓泥漿流經(jīng)所述芯軸套的內(nèi)腔,并且流經(jīng)所述芯軸的內(nèi)腔;所述芯軸的入口端設(shè)置有截流活塞,所述截流活塞能夠?qū)⒏邏耗酀{的部分壓力轉(zhuǎn)移到所述芯軸上,同時確保高壓泥漿流動暢通; 葉輪,所述葉輪設(shè)置于所述芯軸內(nèi),所述葉輪的轉(zhuǎn)軸垂直于所述芯軸的軸線方向,高壓泥漿驅(qū)使所述葉輪轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,包括葉輪座,所述葉輪設(shè)置于葉輪座內(nèi),所述葉輪座設(shè)置在所述芯軸內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,包括設(shè)置在所述葉輪座上游的導(dǎo)流部件,所述導(dǎo)流部件的導(dǎo)流方向朝向所述葉輪。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,包括彈性部件,所述彈性部件用于固定所述導(dǎo)流部件和所述葉輪座。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,所述截流活塞與所述芯軸套之間設(shè)置有第一密封件。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,所述第一密封件包括擋圈和O型密封圈。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,所述芯軸套出口端的內(nèi)側(cè)壁與所述芯軸的外側(cè)壁之間,設(shè)置有第二密封件;在所述第一密封件與所述第二密封件之間,形成一個由所述芯軸和所述芯軸套包圍的環(huán)形空腔,所述環(huán)形空腔內(nèi)設(shè)置有潤滑油。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,所述芯軸套的內(nèi)側(cè)壁與所述芯軸的外側(cè)壁之間,還設(shè)置有限位部件;所述限位部件用于阻止所述芯軸脫離所述芯軸套。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,所述限位部件包括設(shè)置在所述芯軸外側(cè)壁的凹槽,以及兩個半圓環(huán);兩個所述半圓環(huán)扣合在所述凹槽內(nèi),形成外徑大于所述芯軸的外徑的圓環(huán)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定向井的鉆具防托壓器,其特征在于,所述芯軸套的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿所述芯軸套的軸向延伸的齒條或齒槽,所述芯軸的外側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置有沿所述芯軸的軸向延伸的齒槽或齒條。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于定向井的鉆具防托壓器,包括:芯軸,所述芯軸為設(shè)有通孔的腔體;芯軸套,所述芯軸套以可軸向移動的方式套接在所述芯軸的外側(cè);高壓泥漿流經(jīng)所述芯軸套的內(nèi)腔,并且流經(jīng)所述芯軸的內(nèi)腔;所述芯軸的入口端設(shè)置有截流活塞,所述截流活塞能夠?qū)⒏邏耗酀{的部分壓力轉(zhuǎn)移到所述芯軸上,同時確保高壓泥漿流動暢通;葉輪,所述葉輪設(shè)置于所述芯軸內(nèi),所述葉輪的轉(zhuǎn)軸垂直于所述芯軸的軸線方向,高壓泥漿驅(qū)使所述葉輪轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的用于定向井的鉆具防托壓器,在高壓泥漿的流通通道內(nèi)設(shè)置葉輪和截流活塞,使芯軸產(chǎn)生軸向的脈沖振動,減小了鉆具與井壁之間的摩擦,解決了托壓問題,提高了鉆井效果。
【IPC分類】E21B7/24
【公開號】CN104912487
【申請?zhí)枴緾N201510333990
【發(fā)明人】王岳, 胡波, 胡云峰
【申請人】王岳
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月16日