專利名稱：一種用于高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于石油鉆井的高速渦輪鉆具，具體涉及用于高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的井下動力鉆具，主要有螺桿鉆具和渦輪鉆具。螺桿鉆具上的橡膠件不耐高溫，不適應(yīng)用于深井和高溫井。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展和深井、超深井鉆井的提速，對高轉(zhuǎn)速渦輪的需求和性能要求越益增加?，F(xiàn)有渦輪鉆具渦輪節(jié)的結(jié)構(gòu)，由于所有的渦輪轉(zhuǎn)子在鉆井液水力作用下產(chǎn)生的軸向力全部作用在推力軸承上，不但推力軸承的負(fù)荷大，易于失效， 而且也造成渦輪鉆具水力性能和機(jī)械效率的下降。另一方面，現(xiàn)有渦輪節(jié)的流道結(jié)構(gòu)，由于過流面積變化劇烈，造成壓力損失較大，也影響了渦輪鉆具的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種用于高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，它不僅能降低渦輪節(jié)內(nèi)的軸向推力，而且能使鉆井液過流面積變化平緩，降低壓耗，從而提高渦輪鉆具的整機(jī)效率和使用壽命。本發(fā)明為解決上述問題提出的技術(shù)方案為包括有與渦輪鉆具殼體相配置的靜環(huán)座，靜環(huán)座內(nèi)下方通過彈簧安設(shè)靜環(huán)盤，靜環(huán)盤的上端面與套裝在渦輪軸上的動環(huán)盤相配置，靜環(huán)盤的內(nèi)孔與套裝在渦輪軸上的動環(huán)隔套相配置，所述的動環(huán)盤下端面設(shè)置環(huán)槽，環(huán)槽通過連接通孔與渦輪軸的下徑向通孔相連通。按上述方案，所述的彈簧為碟形彈簧，碟形彈簧與靜環(huán)盤的下端面相配置。按上述方案，所述的靜環(huán)座呈套狀，內(nèi)孔為臺階狀，上大下小，且設(shè)置有與碟形彈簧相配置的內(nèi)端面；外周與渦輪鉆具殼體內(nèi)腔保持間隔形成環(huán)形流道，同時沿周向間隔設(shè)置支撐塊與殼體內(nèi)腔相配置。按上述方案，所述的設(shè)置在靜環(huán)座外周的支撐塊上設(shè)置螺孔安設(shè)徑向定位螺釘， 與靜環(huán)盤外周開設(shè)的周向定位槽相配置，所述的支撐塊沿周向均布3 5個。按上述方案，所述的動環(huán)盤外周與靜環(huán)座內(nèi)孔保持間隙形成泄流通道，所述的的靜環(huán)座上端外周設(shè)置泄流孔。按上述方案，動環(huán)盤上端有渦輪軸軸肩止擋，下端通過動環(huán)隔套軸向壓緊。本發(fā)明使用時液力平衡裝置13安設(shè)在渦輪軸的下方，位于渦輪組件12與軸承組件14之間，渦輪軸開設(shè)上下貫通的中心通孔，在渦輪軸的上方開設(shè)與中心通孔連通的上徑向通孔，使中心通孔與殼體內(nèi)腔上方相連通，在渦輪軸的下方對應(yīng)于液力平衡組件開設(shè)有與中心通孔相導(dǎo)通的下徑向通孔，通過下徑向通孔與液力平衡裝置的動環(huán)盤下端面環(huán)槽相連通，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定壓力時，動環(huán)盤頂開靜環(huán)盤，產(chǎn)生間隙，使得一小部分鉆進(jìn)液通過渦輪軸中心通孔經(jīng)液力平衡組件到達(dá)渦輪節(jié)下方。本發(fā)明的有益效果在于1、通過液力平衡裝置動環(huán)盤端面的作用產(chǎn)生反向推力可降低作用在軸承組件上的軸向推力，由于前后壓差的降低，使得渦輪軸的軸向推力相應(yīng)減小，作用于球軸承組上的軸向推力也相應(yīng)變小，從而改善渦輪軸和球軸承組的止推受力狀況，提高了渦輪鉆具的使用壽命。2、在高轉(zhuǎn)速、重載荷的工況下，通過在渦輪軸下方設(shè)置液力平衡裝置，改善了渦輪節(jié)流道，使鉆井液過流面積變化趨于平緩，降低了渦輪鉆具的壓耗，提高了渦輪鉆具的整機(jī)效率。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例正剖視圖。圖2是圖1中的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明的使用安裝狀態(tài)圖。圖4是本發(fā)明安設(shè)在高速渦輪鉆具中的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
·下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步地詳細(xì)說明。包括有與渦輪鉆具殼體1相配置的靜環(huán)座2，靜環(huán)座的軸向通過分流軸套9定位， 所述的靜環(huán)座呈套狀，內(nèi)孔為臺階狀，上大下小，且設(shè)置有與碟形彈簧5相配置的內(nèi)端面； 靜環(huán)座外周與渦輪鉆具殼體內(nèi)腔保持間隔形成環(huán)形流道，同時沿周向間隔設(shè)置支撐塊與殼體內(nèi)腔相配置，所述的支撐塊上設(shè)置螺孔安設(shè)徑向定位螺釘8，與靜環(huán)盤外周開設(shè)的周向定位槽7相配置，所述的支撐塊沿周向均布5個。靜環(huán)座內(nèi)下方通過碟形彈簧安設(shè)靜環(huán)盤4， 靜環(huán)盤的上端面與套裝在渦輪軸上的動環(huán)盤3相配置，靜環(huán)盤的內(nèi)孔與套裝在渦輪軸上的動環(huán)隔套6相配置，所述的動環(huán)盤下端面設(shè)置環(huán)槽，環(huán)槽通過連接通孔與渦輪軸10的下徑向通孔相連通。所述的動環(huán)盤外周與靜環(huán)座內(nèi)孔保持間隙形成泄流通道，所述的的靜環(huán)座上端外周設(shè)置泄流孔。動環(huán)盤上端有渦輪軸軸肩止擋，下端通過動環(huán)隔套軸向壓緊。動環(huán)盤和動環(huán)隔套與渦輪軸一起轉(zhuǎn)動。本發(fā)明使用時液力平衡裝置13安設(shè)在渦輪軸10的下方，位于渦輪組件12與軸承組件14之間，液力平衡裝置可沿軸向連續(xù)設(shè)置多個，渦輪軸開設(shè)上下貫通的中心通孔，在渦輪軸的上方開設(shè)與中心通孔連通的上徑向通孔，使中心通孔與殼體內(nèi)腔上方相連通，在渦輪軸的下方對應(yīng)于液力平衡裝置開設(shè)有與中心通孔相導(dǎo)通的下徑向通孔C，通過下徑向通孔與液力平衡裝置的動環(huán)盤下端面環(huán)槽D相連通，由于下徑向通孔C的壓力大于外周環(huán)形流道B處的壓力，動環(huán)盤頂開靜環(huán)盤，產(chǎn)生間隙，使得一小部分高壓區(qū)的鉆井液通過渦輪軸中心通孔經(jīng)液力平衡裝置到達(dá)渦輪節(jié)下方，進(jìn)入低壓區(qū)，而大部分鉆井液通過多級渦輪組件和分流軸套從靜環(huán)座外周的環(huán)形流道流出，壓力逐漸變小從而形成低壓區(qū)。本發(fā)明適用于深井、高溫井的高速渦輪鉆具。
權(quán)利要求
1.一種高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，其特征在于包括有與渦輪鉆具殼體相配置的靜環(huán)座，靜環(huán)座內(nèi)下方通過彈簧安設(shè)靜環(huán)盤，靜環(huán)盤的上端面與套裝在渦輪軸上的動環(huán)盤相配置，靜環(huán)盤的內(nèi)孔與套裝在渦輪軸上的動環(huán)隔套相配置，所述的動環(huán)盤下端面設(shè)置環(huán)槽，環(huán)槽通過連接通孔與渦輪軸的下徑向通孔相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，其特征在于所述的彈簧為碟形彈簧，碟形彈簧與靜環(huán)盤的下端面相配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，其特征在于所述的靜環(huán)座呈套狀，內(nèi)孔為臺階狀，上大下小，且設(shè)置有與碟形彈簧相配置的內(nèi)端面；外周與渦 輪鉆具殼體內(nèi)腔保持間隔形成環(huán)形流道，同時沿周向間隔設(shè)置支撐塊與殼體內(nèi)腔相配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，其特征在于所述的設(shè)置在靜環(huán)座外周的支撐塊上設(shè)置螺孔安設(shè)徑向定位螺釘，與靜環(huán)盤外周開設(shè)的周向定位槽相配置，所述的支撐塊沿周向均布3 5個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，其特征在于所述的動環(huán)盤外周與靜環(huán)座內(nèi)孔保持間隙形成泄流通道，所述的的靜環(huán)座上端外周設(shè)置泄流孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置，其特征在于動環(huán)盤上端有渦輪軸軸肩止擋，下端通過動環(huán)隔套軸向壓緊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高速渦輪鉆具渦輪節(jié)的液力平衡裝置。包括有與渦輪鉆具殼體相配置的靜環(huán)座，靜環(huán)座內(nèi)下方通過彈簧安設(shè)靜環(huán)盤，靜環(huán)盤的上端面與套裝在渦輪軸上的動環(huán)盤相配置，靜環(huán)盤的內(nèi)孔與套裝在渦輪軸上的動環(huán)隔套相配置，所述的動環(huán)盤下端面設(shè)置環(huán)槽，環(huán)槽通過連接通孔與渦輪軸的下徑向通孔相連通。本發(fā)明通過液力平衡裝置動環(huán)盤端面的作用產(chǎn)生反向推力可降低作用在軸承組件上的軸向推力，使得渦輪軸的軸向推力相應(yīng)減小，作用于球軸承組上的軸向推力也相應(yīng)變小，從而改善渦輪軸和球軸承組的止推受力狀況，提高了渦輪鉆具的使用壽命。在高轉(zhuǎn)速、重載荷的工況下，使鉆井液過流面積變化趨于平緩，降低了壓耗，提高了渦輪鉆具的整機(jī)效率。
文檔編號F03B11/00GK102434354SQ201110445549
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者關(guān)勤勤, 馮進(jìn), 張強(qiáng), 鄒艷, 郭國忠, 龍靜 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司