一種防空蝕噴嘴的製作方法
2023-05-03 16:06:16 2
專利名稱：一種防空蝕噴嘴的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油和地質鑽井用牙輪鑽頭，是一種防空蝕噴嘴。該噴嘴包括防空蝕入口(B-B)段、密封鎖緊(C-C)段和加長(A-A)段，其噴嘴結構的主要特點是增加了防空蝕入口導流段(B-B)，噴嘴入口的結構形狀做成勻變速入口型或橢圓入口型，以避免流道中過流斷面的突變，從而消除水孔入口處出現的旋渦，以起到防空蝕的效果。
一般的三牙輪鑽頭由三片牙掌(1)組焊而成，每片牙掌(1)有一個噴嘴座(4)，噴嘴(5)採用卡環鎖緊方式安裝在噴嘴座(4)中，噴嘴座入口(3)處有一段粗加工面，噴嘴座入口(3)直徑大於噴嘴(5)入口直徑，噴嘴(5)出口直徑可按需要進行配置。目前使用的三牙輪鑽頭是按三個等直徑噴嘴組合設計的。
近年來國內多採用組合噴嘴強化噴射鑽井，根據水力學計算和鑽頭的現場使用情況發現，目前使用的三牙輪鑽頭其流道(2)的結構和與之配套的噴嘴(5)，已經不適應強化的鑽井工藝，在鑽井中鑽頭噴嘴座(4)經常發生空蝕破壞。表現在鑽頭噴嘴座入口(3)與貯油孔(9)之間刺穿，泥漿經貯油孔(9)、通油孔(8)，進入軸承，將軸頸(7)刺斷，導致牙輪(6)落井事故的發生；或將噴嘴座(4)本體刺穿，導致泵壓下降而被迫起鑽，鑽頭報廢。
本實用新型的任務是克服現有技術中的缺陷，提供一種防空蝕噴嘴。該噴嘴能適應鑽井上採用的組合噴嘴強化噴射鑽井的情況，避免或減少鑽頭流道發生空蝕破壞，提高井底水功率，達到提高鑽頭使用壽命、降低鑽井成本的目的。
本實用新型是通過以下技術方案實現的將噴嘴向噴嘴座入口(3)方向加長10-30毫米，使噴嘴座入口邊緣與噴嘴入口邊緣平齊，同時，將噴嘴內流道入口段由雙圓弧入口型改為勻變速入口型或橢圓入口型結構(如圖2或圖3所示)，噴嘴材料採用YG10。這種結構由於消除了原噴嘴座入口處的旋渦區，以及提高了高流速區噴嘴入口(原結構中的噴嘴座入口)的表面硬度，因此，取到了防空蝕的效果。另外，為了縮短噴距，噴嘴還可向出口方向加長30-100毫米，形成防空蝕加長噴嘴。
與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果本實用新型對鑽頭本身的結構改變很少，基本上不增加鑽頭的成本，可以按鑽井需要進行配置和更換，能夠防止鑽頭流道發生空蝕，提高井底水功率，延長鑽頭使用壽命，降低鑽井成本。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
圖1、三牙輪鑽頭的結構及普通噴嘴的安裝示意圖。
圖2、本實用新型提出的一種防空蝕噴嘴的安裝示意圖。
圖3、本實用新型提出的另一種防空蝕加長噴嘴的安裝示意圖。
圖4、本實用新型提出的一種勻變速入口型曲線。
圖5、本實用新型提出的一種橢圓入口型曲線。圖中1-牙掌，2-流道，3-噴嘴座入口，4-噴嘴座，5-普通噴嘴，6-牙輪，7-軸頸，8-通油孔，9-貯油器，10-防空蝕噴嘴，11-防空蝕加長噴嘴，12-噴嘴入口，13-噴嘴出口，14-噴嘴密封圈，15-噴嘴鎖緊卡環。
參照
圖1、圖2、和圖3，將噴嘴座入口(3)處的表面光潔度(Ra)提高到1.6～3.2，在這樣的噴嘴座上，採用卡環鎖緊方式安裝本實用新型所述的防空蝕噴嘴(10)或防空蝕加長噴嘴(11)。防空蝕噴嘴(10)和防空蝕加長噴嘴(11)向噴嘴座入口(3)方向加長了噴嘴的導流段長度(B-B段)，使噴嘴座入口(3)的邊緣與防空蝕噴嘴(10)或防空蝕加長噴嘴(11)入口(12)的邊緣平齊，防空蝕噴嘴(10)和防空蝕加長噴嘴(11)入口的內流道結構採用勻變速曲線結構(圖4所示)或橢圓曲線結構(圖5所示)。
權利要求1.一種用於石油及地質鑽頭上的防空蝕噴嘴，該噴嘴包括防空蝕入口(B-B)段、密封鎖緊(C-C)段和加長(A-A)段，其特徵是噴嘴向噴嘴座入口(3)方向加長(B-B)段，並採用卡環鎖緊方式將噴嘴安裝在鑽頭上，噴嘴入口段(12)的流道結構為勻變速曲線結構或橢圓曲線結構。
2.根據權利要求1所述防空蝕噴嘴，其特徵是噴嘴向噴嘴座入口(3)方向加長(B-B)段，使噴嘴座入口邊緣與噴嘴入口邊緣平齊。
3.根據權利要求1所述防空蝕噴嘴，其特徵是加長(B-B)段的長度為10-30毫米。
4.根據權利要求1所述防空蝕噴嘴，其特徵是噴嘴向出口(13)方向加長(A-A)段，形成防空蝕加長噴嘴。
5.根據權利要求1和權利要求3所述防空蝕加長噴嘴，其特徵是加長段(A-A)的長度為30-100毫米。
6.根據權利要求1和權利要求3所述防空蝕加長噴嘴，其特徵是加長段(A-A)的內孔為圓柱孔。
7.根據權利要求1和權利要求3所述防空蝕加長噴嘴，其特徵是加長段(A-A)的外徑為22-25毫米。
8.根據權利要求1所述防空蝕噴嘴，其特徵是噴嘴用鎢鈷鎳耐磨合金或陶瓷製成。
專利摘要本實用新型提供了一種防空蝕噴嘴。其主要特徵是噴嘴向噴嘴座入口(3)方向加長了10—30毫米,使噴嘴座入口邊緣與噴嘴入口邊緣平齊,噴嘴流道結構採用勻變速曲線結構或橢圓曲線結構。噴嘴還可向噴嘴出口(13)方向加長30—100毫米,形成防空蝕加長噴嘴。該噴嘴用於石油及地質鑽井用牙輪鑽頭,能適應鑽井上採用的組合噴嘴強化噴射鑽井的情況,避免或減少鑽頭噴嘴座發生空蝕破壞,達到提高鑽頭的使用壽命,降低鑽井成本的目的。
文檔編號E21B10/18GK2331757SQ9823526
公開日1999年8月4日 申請日期1998年2月17日 優先權日1998年2月17日
發明者郭國忠, 邵增元 申請人:江漢石油管理局鑽頭廠