專利名稱：渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井所用的井下渦輪鉆具的配用裝置。
在石油鉆井勘探中，渦輪鉆具是目前最具活力的井下動力鉆具，在鉆井作業(yè)中起著越來越重要的作用。除俄國廣泛采用渦輪鉆具鉆井外，西歐、北美和中東地區(qū)的渦輪鉆具鉆井的進(jìn)尺也逐年提高，美國的渦輪鉆井技術(shù)從80年代末開始也得到了蓬勃發(fā)展。在我國，自“七五”期間開始獨(dú)立研制新型渦輪鉆具，在渦輪鉆井技術(shù)方面已取得顯著進(jìn)展，不僅能夠制造常規(guī)復(fù)式渦輪鉆具，而且能夠設(shè)計(jì)制造帶減速器的渦輪鉆具，以及定向井和水平井的短渦輪鉆具，滿足了我國石油鉆井的需要。
渦輪定子和轉(zhuǎn)子是渦輪鉆具的核心元件，通過鉆井過程中的泥漿流動，帶動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生動力來帶動鉆頭的轉(zhuǎn)動。渦輪鉆具中的渦輪節(jié)有獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛兩種結(jié)構(gòu)形式，無論是獨(dú)立懸掛還是非獨(dú)立懸掛，渦輪鉆具的行程壽命都取決于軸承的壽命。對于固定定、轉(zhuǎn)子的渦輪鉆具，工作過程中隨著軸承的磨損量增加，渦輪定、轉(zhuǎn)子間的間隙也隨之發(fā)生變化，當(dāng)軸承過度磨損時(shí)，前級轉(zhuǎn)子與次級定子將接觸，造成渦輪定、轉(zhuǎn)子的磨損，甚至?xí)?dǎo)致渦輪鉆具的嚴(yán)重?fù)p壞。對于浮動定子的渦輪鉆具，雖然軸承的磨損不會影響渦輪定、轉(zhuǎn)子間的間隙變化，但軸承的磨損量達(dá)到一定限度時(shí)，也會造成渦輪鉆具的損壞。而渦輪鉆具在井下的工作情況，對于操作人員來說是一個(gè)黑匣子，支承節(jié)和渦輪節(jié)的軸承磨損量是否達(dá)到最大允許磨損量是不清楚的。因此，了解渦輪鉆具在井下的工作狀況，了解軸承的磨損情況，對于延長渦輪鉆具的使用壽命具有重要作用。要防止前級轉(zhuǎn)子與次級定子的接觸和了解支承節(jié)和渦輪節(jié)的軸承是否達(dá)到最大允許磨損量，只有在軸承達(dá)到最大允許磨損量時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，讓操作人員知道渦輪鉆具已處于極限工作狀態(tài)，以采取相應(yīng)的措施來保護(hù)渦輪鉆具。
本實(shí)用新型的目的是提供一種渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，當(dāng)井下工作的渦輪鉆具在渦輪軸達(dá)到最大允許磨損量時(shí)，能及時(shí)地產(chǎn)生報(bào)警信號，預(yù)報(bào)渦輪鉆具的行程壽命，具有結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到在渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有同軸線的研磨輪、閥盤和閥座，其軸線為渦輪軸的中心線，閥盤位于研磨輪和閥座之間，研磨輪緊固在渦輪軸上，且隨渦輪軸一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，閥盤和閥座被壓緊在外殼內(nèi)；閥盤的結(jié)構(gòu)為工字形的中空圓柱體，上部開有一道開口向下的凹形槽，下部為圓錐臺形；閥座的結(jié)構(gòu)為中空的圓柱體，開有阻尼孔和向上的錐形口，且與閥盤下部的圓錐臺形相對應(yīng)配合。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，可安裝在渦輪鉆具中的渦輪節(jié)內(nèi)，當(dāng)渦輪鉆具的渦輪軸在井下達(dá)到最大允許磨損量時(shí)，能及時(shí)地發(fā)出報(bào)警信號，以便采取有效措施防止渦輪鉆具的損壞，延長其使用壽命，增加了渦輪鉆具在井下的工作可靠性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本實(shí)用新型的剖面示意圖。
圖2為渦輪節(jié)的剖面示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，在
圖1中，研磨輪(1)、閥盤(2)和閥座(5)同軸線，其軸線為渦輪軸(3)的中心線，研磨輪裝在閥盤的上方，閥座裝在閥盤的下方，閥盤的結(jié)構(gòu)為工字形的中空圓柱體，上部開有一道開口向下的凹形槽，下部為圓錐臺形；閥座的結(jié)構(gòu)為中空的圓柱體，邊緣開有阻尼孔(6)和上部開有向上的錐形口，且與閥盤下部的圓錐臺形相對應(yīng)配合。研磨輪緊固在渦輪軸上，隨渦輪軸一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，閥盤和閥座被壓緊在外殼(4)內(nèi)。在圖2中，(3)為渦輪軸，(4)外殼，(7)渦輪轉(zhuǎn)子，(8)渦輪定子，(9)渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器裝在渦輪節(jié)內(nèi)。渦輪鉆具在工作過程中，隨著渦輪軸磨損量的增加，研磨輪開始研磨閥盤，渦輪鉆具的轉(zhuǎn)子也隨同渦輪軸向下移動，渦輪定、轉(zhuǎn)子間的間隙發(fā)生變化，上間隙δ1即轉(zhuǎn)子與同級定子之間的間隙逐漸增大，而下間隙δ2即轉(zhuǎn)子與下級定子之間的間隙逐漸減小。當(dāng)下間隙δ2接近于零時(shí)，渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器的閥盤通過研磨輪的研磨，上部被磨損去一部分，閥盤恰好被分為兩部分，中心部分失去支撐，突然下滑落坐在閥座上，從而堵住了一部分泥漿的過流通道，使泥漿的壓降急劇上升，在立管泥漿壓力表上可發(fā)現(xiàn)泥漿壓力突然升高。立管泥漿壓力的異常升高表明渦輪鉆具的磨損已達(dá)到最大允許磨損量，即發(fā)出報(bào)警信號，從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)預(yù)報(bào)渦輪鉆具行程壽命的目的。
權(quán)利要求1.一種由渦輪軸(3)、外殼(4)組成的渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，其特征在于在其結(jié)構(gòu)中設(shè)置有研磨輪(1)、閥盤(2)、閥座(5)，研磨輪、閥盤和閥座同軸線，其軸線為渦輪軸(3)的中心線，研磨輪裝在閥盤的上方，閥座裝在閥盤的下方；閥盤的結(jié)構(gòu)為工字形的中空圓柱體，上部開有一道開口向下的凹形槽；閥座的結(jié)構(gòu)為中空的圓柱體，邊緣開有阻尼孔(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，其特征在于研磨輪緊固在渦輪軸上，閥盤和閥座被壓緊在外殼(4)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，其特征在于閥盤的下部為圓錐臺形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器，其特征在于閥座的上部開有向上的錐形口，且與閥盤下部的圓錐臺形相對應(yīng)配合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井所用的井下渦輪鉆具配用的渦輪鉆具行程壽命信號發(fā)生器,由同軸線的研磨輪、閥盤和閥座等組成,研磨輪裝在閥盤的上方,閥座裝在閥盤的下方;研磨輪緊固在渦輪軸上,閥盤和閥座被壓緊在外殼內(nèi);閥盤的結(jié)構(gòu)為工字形的中空圓柱體,上部開有一道開口向下的凹形槽,下部為圓錐臺形;閥座的結(jié)構(gòu)為中空的圓柱體,邊緣開有阻尼孔,上部開有向上的錐形口。
文檔編號E21B12/00GK2434422SQ9924529
公開日2001年6月13日 申請日期1999年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者馮進(jìn), 張曉東, 符達(dá)良 申請人:江漢石油學(xué)院