螺旋面換向螺杆馬達增壓器的製作方法
2023-11-10 05:51:07
專利名稱：螺旋面換向螺杆馬達增壓器的製作方法
技術領域：
在一些深井、超深井鑽井過程中，常常會遇到巖層比較複雜的地段，鑽井速度非常慢。為此特設計一種螺旋面換向螺杆馬達增壓器，以提高鑽井速度，減少鑽井時間。
背景技術：
目前超高壓射流技術在鑽井領域得到了廣泛的應用，當噴射液流的壓力超過巖石的強度時，鑽井速度就會大幅度提高。現有的增壓措施大致可分為兩種一種是對鑽井液地面增壓，即在地面上將全部的鑽井液進行增壓，然後將增壓後的鑽井液通過鑽柱輸送到鑽頭的噴嘴，以達到破巖增速的目的。但是地面增壓由於受到增壓管路的制約，增壓過程中壓力損耗大，能效比很差，因此沒有得到廣泛應用。另一種就是井下增壓，已經問世的有靜壓式增壓器和射流式增壓器，工作原理都是通過井下近鑽頭增壓器將部分鑽井液增至高壓。由於這些增壓裝置都有比較複雜的液壓換向機構，增加了其製造難度，而且內部的振動衝擊比較大，造成零部件磨損比較嚴重，工作壽命較短。基於以上分析研究，為了改善上述增壓措施中的不足，我們設計出一種螺旋面換向螺杆馬達增壓器。
發明內容本實用新型的目的就是將部分鑽井液在井下增壓，提高鑽井速度，解決鑽井速度慢的問題，同時克服了已有增壓泵存在的壽命短的缺陷。本實用新型的技術方案是在分為三節的外殼內，從上而下安裝有螺杆馬達1， 螺旋面主動軸2，螺旋面花鍵軸3，彈簧4，外殼5，防滑止動螺母6，過濾筒體7，彈簧銷軸8， 柱塞9，柱塞筒體10，進液閥11，閥芯12和排液閥13，螺旋面主動軸2與螺旋面花鍵軸3之間的接觸面是一副螺旋面。螺杆馬達1作為動力源帶動著螺旋面主動軸2 —起旋轉，通過螺旋面花鍵軸3和彈簧4的作用將輸入的旋轉運動轉換為上下往復運動，從而帶動過濾筒體7和柱塞9作上下往復運動，使一部分鑽井液從進液閥吸入，從排液閥排出，達到增壓的目的。本實用新型驅動用的螺杆馬達技術成熟、可靠；所設計的上下螺旋面換向機構，結構簡單，容易加工，使用壽命長。所安裝的液體入口過濾裝置，能夠防止較大顆粒進入泵體， 減少運動部件磨損，避免噴嘴堵塞。進液閥設計在柱塞內部，減小泵體體積。
附圖是本實用新型的結構簡圖，其中左邊的「A-A」圖為從主視圖中所取的斷面圖， 說明該斷面處的結構情況。
具體實施方式
作為動力源的螺杆馬達1，通過絲扣與螺旋面主動軸2連接，帶動其一起轉動；同時將力傳到螺旋面花鍵軸3上，螺旋面花鍵軸安裝在殼體5上的內花鍵裡，由於花鍵的導向作用，花鍵軸3隻能往下做直線運動；當螺旋面到達最高點後，安裝在花鍵軸和殼體之間的彈簧4推動花鍵軸往上運動，完成一個往復周期。螺旋面花鍵軸3進而帶動過濾筒體7和柱塞9 一起上下往復運動，上升時，裝在柱塞9下端的進液閥11打開，下降時，裝在柱塞筒體10下端的排液閥13打開，從而達到增壓的目的。 為了便於組裝，整個外殼採用三節，通過螺紋聯接而成，其中上端的外殼5上加工有內花鍵；螺旋面花鍵軸3與過濾筒體7通過螺紋聯接，並安裝一個防滑止動螺母6，以免鬆動；過濾筒體7與柱塞9通過彈簧銷軸8聯接，方便了安裝；過濾筒體7保證吸入的鑽井液中不會有大顆粒，起到保護增壓器的作用，本過濾裝置由於設計在鑽井液的主流道中，受到液流的衝洗，故同時具有自清洗功能，不會堵塞；進液閥11設計在柱塞內部，從而減小了增壓器的體積；閥芯採用錐面密封。
權利要求1.一種用於提高油田鑽井速度的螺旋面換向螺杆馬達增壓器，其特徵是在分為三節的外殼內，從上而下安裝有螺杆馬達(1)，螺旋面主動軸O)，螺旋面花鍵軸(3)，彈簧(4)， 外殼(5)，防滑止動螺母(6)，過濾筒體(7)，彈簧銷軸(8)，柱塞(9)，柱塞筒體(10)進液閥 (11)，閥芯(12)和排液閥(13)。
2.根據權利要求1所述的增壓器，其特徵是螺旋面主動軸( 與螺旋面花鍵軸(3)之間的接觸面是一副螺旋面。
3.根據權利要求1所述的增壓器，其特徵是螺旋面花鍵軸C3)下端的外花鍵安裝在外殼(5)的內花鍵裡，中間安裝一個彈簧G)。
4.根據權利要求1所述的增壓器，其特徵是螺旋面花鍵軸C3)下端通過螺紋與過濾筒體(7)聯接，並採用了防滑止動螺母(6)。
5.根據權利要求1所述的增壓器，其特徵是過濾筒體(7)與柱塞通過彈簧銷軸(8)聯接。
6.根據權利要求1所述的增壓器，其特徵是閥芯(1 的密封面為錐面，進液閥(11) 安裝在柱塞(9)內部。
專利摘要本實用新型提供了一種螺旋面換向螺杆馬達增壓器，用於提高油田鑽井速度。該增壓器外殼分為三節，殼內設計有螺旋面主動軸、螺旋面花鍵軸、彈簧、過濾筒體、柱塞等零件。螺杆馬達作為動力源帶動著螺旋面主動軸一起旋轉，通過螺旋面花鍵軸和彈簧的作用將輸入的旋轉運動轉換為上下往復運動，從而帶動過濾筒體和柱塞作上下往復運動，使一部分鑽井液從進液閥吸入，從排液閥排出，達到增壓的目的。本實用新型驅動用的螺杆馬達技術成熟；所設計的上下螺旋面換向機構，結構簡單；所安裝的液體入口過濾裝置，能夠防止較大顆粒進入泵體，避免噴嘴堵塞；過濾筒與柱塞之間採用了彈簧銷軸連接，裝卸方便；進液閥設計在柱塞內部，減小泵體體積。
文檔編號F04B53/00GK202056034SQ20112006216
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月3日 優先權日2011年3月3日
發明者張振國, 徐依吉, 成植剛, 趙軍友, 趙峰, 鄒俊豔 申請人:中國石油大學(華東)