本實(shí)用新型涉及一種渦輪鉆具,尤其是一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),屬于鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
渦輪鉆具是一種常見的石油天然氣與地質(zhì)鉆探用井下動(dòng)力鉆具,其作用是將鉆井液的液體壓力能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量,驅(qū)動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)以破碎井底巖石。渦輪鉆具的輸出特性參數(shù)(壓降P、轉(zhuǎn)速n、扭矩M和功率N)與鉆井液排量Q、鉆井液密度γ等密切相關(guān),其中,渦輪壓降P與鉆井液排量Q成平方關(guān)系,與鉆井液密度γ成正比直線關(guān)系;轉(zhuǎn)速n與鉆井液排量Q成正比直線關(guān)系;扭矩M與鉆井液排量Q成平方關(guān)系,與鉆井液密度γ成正比直線關(guān)系;功率N與鉆井液排量Q成立方關(guān)系,與鉆井液密度γ成正比直線關(guān)系。顯然,鉆井液排量Q、鉆井液密度γ會(huì)顯著影響渦輪鉆具的輸出特性參數(shù)(壓降P、轉(zhuǎn)速n、扭矩M和功率N)。
目前,采用渦輪鉆具進(jìn)行復(fù)合鉆井時(shí)機(jī)械鉆速往往很快(有時(shí)超過50~100m/h),井底鉆頭破巖量非常大,若不及時(shí)將已破碎巖屑清離井底,排除井眼,必定會(huì)造成沉砂卡鉆等鉆井復(fù)雜或事故。為了保證井下安全,通常采用加大鉆井液排量Q,增加環(huán)空鉆井液返速以提高巖屑舉升效率,避免巖屑在井眼內(nèi)的堆積。由于現(xiàn)有渦輪鉆具馬達(dá)主軸及鎖緊螺母不是中空的,鉆井液排量Q的增加會(huì)使渦輪鉆具壓降P大幅度增加,鉆井泵實(shí)際工作泵壓可能會(huì)超過其額定泵壓,對(duì)鉆井泵造成損壞。另外,鉆井過程中經(jīng)常會(huì)遇到異常高壓地層,為了平衡地層壓力,需要大幅度增加鉆井液密度γ。同樣,鉆井液密度γ的增加也會(huì)使渦輪鉆具壓降P直線增加,鉆井泵實(shí)際工作泵壓可能會(huì)超過其額定泵壓。因此,急需一種鉆井液排量Q可調(diào)節(jié)的渦輪鉆具。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端,提供一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),以解決現(xiàn)有渦輪鉆具鉆井液排量不能調(diào)節(jié)的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),包括上接頭、渦輪馬達(dá)主軸、鎖緊螺母、主軸調(diào)整墊圈、殼體調(diào)整墊圈、徑向扶正軸承動(dòng)圈、徑向扶正軸承靜圈、渦輪定子、渦輪轉(zhuǎn)子和渦輪馬達(dá)殼體;所述上接頭安裝在渦輪馬達(dá)殼體上端,在渦輪馬達(dá)殼體內(nèi)壁中從上至下依次裝配殼體調(diào)整墊圈、徑向扶正軸承靜圈和渦輪定子;所述鎖緊螺母、主軸調(diào)整墊圈、徑向扶正軸承動(dòng)圈和渦輪轉(zhuǎn)子從上至下依次套裝在渦輪馬達(dá)主軸上,渦輪轉(zhuǎn)子與渦輪定子相對(duì)布置,所述鎖緊螺母配裝在渦輪馬達(dá)主軸的上端;其特別之處在于:所述鎖緊螺母與渦輪馬達(dá)主軸均為中空結(jié)構(gòu),在鎖緊螺母的內(nèi)孔中配裝可拆換的噴嘴。
如上所述一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),所述鎖緊螺母的內(nèi)孔中還設(shè)置擋圈,所述擋圈位于所述噴嘴上面。
如上所述一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),所述鎖緊螺母的內(nèi)孔壁上設(shè)有卡槽,所述擋圈為孔用彈性擋圈,所述孔用彈性擋圈卡裝在鎖緊螺母內(nèi)孔壁的卡槽中。
如上所述一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),所述鎖緊螺母的內(nèi)孔壁上設(shè)有內(nèi)螺紋,所述擋圈外壁上設(shè)置與所述內(nèi)螺紋配合的外螺紋,擋圈通過螺紋連接結(jié)構(gòu)安裝在鎖緊螺母的內(nèi)孔壁上。
本實(shí)用新型在采用上述技術(shù)方案后,具有如下技術(shù)進(jìn)步的效果:
本實(shí)用新型將渦輪馬達(dá)主軸和鎖緊螺母設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu),且在鎖緊螺母內(nèi)孔中設(shè)置有可換噴嘴和孔用彈性擋圈或帶螺紋的擋圈,可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)更換具有不同直徑大小的噴嘴,以滿足鉆井液排量調(diào)整需要。需要增加排量Q時(shí),可將小直徑噴嘴更更換成大直徑噴嘴,讓增加的鉆井液經(jīng)過渦輪馬達(dá)主軸內(nèi)孔通過渦輪鉆具;鉆井液密度大幅度提高時(shí),需要減小鉆井液排量Q時(shí),可將大直徑噴嘴更換成稍小直徑噴嘴,讓通過渦輪馬達(dá)主軸內(nèi)孔的鉆井液量減小,保證通過渦輪定轉(zhuǎn)子葉柵的最小鉆井液排量。這樣,渦輪鉆具的輸出特性參數(shù)不會(huì)有較大幅度變化,鉆井泵實(shí)際工作壓力小于其額定泵壓或鉆井泵實(shí)際功率小于其額定泵功率,從而保證了鉆井泵的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1中I處結(jié)構(gòu)放大圖;
圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是圖3中II處結(jié)構(gòu)放大圖。
圖中各標(biāo)號(hào)表示為:1、上接頭,2、擋圈,3、噴嘴,4、渦輪馬達(dá)主軸,5、鎖緊螺母,6、主軸調(diào)整墊圈,7、殼體調(diào)整墊圈,8、徑向扶正軸承動(dòng)圈,9、徑向扶正軸承靜圈,10、渦輪定子,11、渦輪轉(zhuǎn)子,12、渦輪馬達(dá)殼體。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
一種帶有噴嘴的渦輪鉆具中空馬達(dá),如圖1、圖3所示,包括上接頭1、渦輪馬達(dá)主軸4、鎖緊螺母5、主軸調(diào)整墊圈6、殼體調(diào)整墊圈7、徑向扶正軸承動(dòng)圈8、徑向扶正軸承靜圈9、渦輪定子10、渦輪轉(zhuǎn)子11和渦輪馬達(dá)殼體12;所述上接頭1安裝在渦輪馬達(dá)殼體12的上端,在渦輪馬達(dá)殼體12內(nèi)壁中從上至下依次裝配殼體調(diào)整墊圈7、徑向扶正軸承靜圈9和渦輪定子10;所述鎖緊螺母5、主軸調(diào)整墊圈6、徑向扶正軸承動(dòng)圈8和渦輪轉(zhuǎn)子11從上至下依次套裝在渦輪馬達(dá)主軸4上,渦輪轉(zhuǎn)子11與渦輪定子10相對(duì)布置,所述鎖緊螺母5配裝在渦輪馬達(dá)主軸4的上端;其特別之處在于:所述鎖緊螺母5與渦輪馬達(dá)主軸4均為中空結(jié)構(gòu),在鎖緊螺母5的內(nèi)孔中配裝噴嘴3和擋圈2,所述擋圈2位于所述噴嘴3上面。
參看圖1、圖2,本實(shí)用新型的第一實(shí)施例為:在鎖緊螺母5的內(nèi)孔壁上設(shè)有卡槽,所述擋圈2為孔用彈性擋圈,所述孔用彈性擋圈卡裝在鎖緊螺母5內(nèi)孔壁的卡槽中。
參看圖3、圖4,本實(shí)用新型的第二實(shí)施例為:鎖緊螺母5的內(nèi)孔壁上設(shè)有內(nèi)螺紋,所述擋圈2外壁上設(shè)置與所述內(nèi)螺紋配合的外螺紋,擋圈2通過螺紋連接結(jié)構(gòu)安裝在鎖緊螺母5的內(nèi)孔壁上。