專利名稱：井下鉆柱減振增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于石油、天然氣鉆井作業(yè)中的配套裝置，具體是一種井下鉆柱
減振增壓裝置。
二背景技術(shù)：
鉆井工程作業(yè)要破碎厚達(dá)數(shù)千米厚的巖石，其破巖效率的主要影響因素是破巖工 具和方法。實(shí)踐表明，提高鉆井過程中井底鉆頭噴嘴的射流壓力，可以大大提高鉆頭的破巖 效率和鉆井速度。但是，如果從地面增加鉆井液的壓力輸送給井底的鉆頭噴嘴，需要改變現(xiàn) 有的設(shè)備和工藝，成本昂貴。另外，研究表明，鉆井過程中由于鉆柱的旋轉(zhuǎn)會(huì)使得鉆柱發(fā)生 橫向和縱向振動(dòng)，這種振動(dòng)往往造成鉆柱的疲勞破壞。尋找新的高效破巖方法，提高鉆井速 度，對(duì)縮短油氣資源的勘探周期、減少油氣鉆井和開發(fā)成本具有重要意義。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種既可減少鉆柱振動(dòng)，保護(hù) 鉆柱，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率的井下鉆柱減振增壓裝置。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明包括上部轉(zhuǎn)換接頭，彈簧，中心軸，活塞軸，密封總成，增壓缸，高壓流道和 下部轉(zhuǎn)換接頭，上部轉(zhuǎn)換接頭與彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸相連成一體，中心軸與花 鍵外筒相配合，可用于傳遞扭矩并允許中心軸可以上下活動(dòng)，中心軸通過緊鎖螺母連接活 塞軸。彈簧外筒、彈簧下封堵接頭、花鍵外筒、增壓缸外筒和下部轉(zhuǎn)換接頭連接成一體，彈簧 外筒內(nèi)設(shè)有彈簧，增壓缸固定在增壓缸扶正筒內(nèi)，增壓缸扶正筒位于增壓缸外筒內(nèi)，活塞軸 的底端設(shè)有進(jìn)水閥，增壓缸的底端設(shè)有出水閥，出水閥連通高壓流道。 當(dāng)采用本發(fā)明實(shí)施鉆井時(shí)，由于鉆柱的縱向振動(dòng)，鉆柱帶動(dòng)上部轉(zhuǎn)換接頭、彈簧上 封堵接頭、中心軸和活塞軸一起上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，彈簧外筒內(nèi)的彈簧通過壓縮和膨脹可保證 彈簧外筒、增壓缸等不隨鉆柱上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鉆柱向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中心軸和活塞軸相對(duì)于增 壓缸向上移動(dòng)，增壓缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸入鉆井液。當(dāng)鉆柱向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中心軸和活塞軸 向下移動(dòng)，壓縮增壓缸內(nèi)的鉆井液并使之增壓，增壓后的鉆井液通過出水閥進(jìn)入高壓流道，
高壓流道與聯(lián)通某個(gè)鉆頭噴嘴的高壓管相連，從而產(chǎn)生高壓射流，輔助破碎井底巖石。
其基本原理在于鉆柱發(fā)生縱向振動(dòng)時(shí)帶動(dòng)活塞軸相對(duì)于增壓缸產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)鉆井液在井下增壓。同時(shí)，通過彈簧和增壓缸內(nèi)的鉆井液吸收振動(dòng)能量，穩(wěn)定鉆柱和井 底鉆頭。 本發(fā)明的效果是本發(fā)明將鉆柱減振與鉆井液增壓相結(jié)合，將容易引起鉆柱疲勞 破壞的鉆柱振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為鉆井液的壓能，實(shí)現(xiàn)井底增壓，提高破巖效率，變有害為有利。同 時(shí)，不需要改變現(xiàn)有鉆井工藝和裝備，不影響正常的循環(huán)和鉆井作業(yè)。該裝置原理可行、結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，可保證在井底空間條件下各部件具有足夠大的尺寸和強(qiáng)度，從而可保證其工作壽
命滿足工程要求。
3四

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明A-A處的剖面示意圖；
附圖3是本發(fā)明B-B處的剖面示意圖；
附圖4是本發(fā)明C-C處的剖面示意圖。
五具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行說明，它包括上部轉(zhuǎn)換接頭l，彈簧上封堵接 頭2，彈簧外筒3，彈簧4，彈簧下封堵接頭5，中心軸6，花鍵外筒7，活塞軸8，鎖緊螺母9，進(jìn) 水閥IO，密封總成ll，增壓缸12，增壓缸扶正筒13，增壓缸外筒14，出水閥15，高壓流道16 和下部轉(zhuǎn)換接頭17。上部轉(zhuǎn)換接頭1與彈簧上封堵接頭2、中心軸6和活塞軸8相連成一 體，中心軸6與花鍵外筒7相配合，可用于傳遞扭矩并允許中心軸6可以上下活動(dòng)，中心軸 6通過緊鎖螺母9連接活塞軸8，彈簧外筒3、彈簧下封堵接頭5、花鍵外筒7、增壓缸外筒14 和下部轉(zhuǎn)換接頭17連接成一體，彈簧外筒3內(nèi)設(shè)有彈簧4，增壓缸12固定在增壓缸扶正筒 13內(nèi)，增壓缸扶正筒13位于增壓缸外筒14內(nèi)，活塞軸8的底端設(shè)有進(jìn)水閥IO，增壓缸12 的底端設(shè)有出水閥15，出水閥15連通高壓流道16。 本發(fā)明上部為減振系統(tǒng)，下部為鉆井液增壓系統(tǒng)，可整體連接在鉆柱和破巖鉆頭 之間。實(shí)施鉆井時(shí)，由于鉆柱的縱向振動(dòng)，鉆柱帶動(dòng)上部轉(zhuǎn)換接頭1、彈簧上封堵接頭2、中 心軸6和活塞軸8 —起上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，彈簧外筒3內(nèi)的彈簧4通過壓縮和膨脹可保證彈簧 外筒3、增壓缸12等不隨鉆柱上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)鉆柱向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中心軸6和活塞軸8相對(duì) 于增壓缸12向上移動(dòng)，增壓缸12內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸入鉆井液，當(dāng)鉆柱向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中心軸 6和活塞軸8向下移動(dòng)，壓縮增壓缸12內(nèi)的鉆井液并使之增壓，增壓后的鉆井液通過出水 閥15進(jìn)入高壓流道16，高壓流道與聯(lián)通某個(gè)鉆頭噴嘴的高壓管相連，從而產(chǎn)生高壓射流， 輔助破碎井底巖石。
權(quán)利要求
井下鉆柱減振增壓裝置，包括上部轉(zhuǎn)換接頭，彈簧，中心軸，活塞軸，密封總成，增壓缸，高壓流道和下部轉(zhuǎn)換接頭，其特征在于上部轉(zhuǎn)換接頭與彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸相連成一體，中心軸與花鍵外筒相配合，可用于傳遞扭矩并允許中心軸可以上下活動(dòng)，中心軸通過緊鎖螺母連接活塞軸，彈簧外筒、彈簧下封堵接頭、花鍵外筒、增壓缸外筒和下部轉(zhuǎn)換接頭連接成一體，彈簧外筒內(nèi)設(shè)有彈簧，增壓缸固定在增壓缸扶正筒內(nèi)，增壓缸扶正筒位于增壓缸外筒內(nèi)，活塞軸的底端設(shè)有進(jìn)水閥，增壓缸的底端設(shè)有出水閥，出水閥連通高壓流道。
全文摘要
本發(fā)明是一種井下鉆柱減振增壓裝置，用于石油、天然氣鉆井作業(yè)中的配套工具。它包括上部轉(zhuǎn)換接頭、彈簧、中心軸、活塞軸、鎖緊螺母、進(jìn)水閥、密封總成、增壓缸、增壓缸扶正筒、增壓缸外筒、出水閥、高壓流道、下部轉(zhuǎn)換接頭。鉆進(jìn)過程中，當(dāng)鉆柱發(fā)生縱向振動(dòng)時(shí)，鉆柱帶動(dòng)轉(zhuǎn)換接頭、彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸一起相對(duì)于增壓缸產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，在增壓缸內(nèi)吸入和壓縮鉆井液。可在傳遞動(dòng)力、循環(huán)鉆井液的同時(shí)，吸收鉆柱振動(dòng)的能量，將鉆柱振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為鉆井液的壓能，實(shí)現(xiàn)鉆井液的井底增壓。既可減少鉆柱振動(dòng)，保護(hù)鉆柱，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率。
文檔編號(hào)E21B17/04GK101787858SQ20101011984
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者劉永旺, 管志川, 魏文忠 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)