專利名稱：渦輪式負壓脈沖噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及負壓脈沖噴嘴技術(shù)領(lǐng)域，是一種渦輪式負壓脈沖噴嘴。
背景技術(shù)：
隨著油氣資源勘探開發(fā)腳步加快，油氣田對鉆井提速的要求與日劇增，欠平衡鉆井技術(shù)和噴射鉆井技術(shù)在鉆井提速方面的技術(shù)優(yōu)勢已很難滿足鉆井市場的需求；近年來廣泛研究的負壓脈沖射流欠平衡鉆井技術(shù)既綜合了欠平衡鉆井技術(shù)和噴射鉆井技術(shù)的優(yōu)點， 又克服了其各自的不足，是一種比較理想的鉆井技術(shù)；但在使用過程中，脈沖發(fā)生裝置的使用效果不佳、可靠性差成為制約負壓脈沖射流欠平衡鉆井技術(shù)發(fā)展的瓶頸，現(xiàn)常使用脈沖噴嘴有自激脈沖諧振射流噴嘴、斷續(xù)脈動射流噴嘴和自振脈沖噴嘴；自激脈沖諧振射流噴嘴克服了連續(xù)射流噴嘴持續(xù)能量小的缺點，提高了射流的瞬時打擊力、有效噴射距離和射流到達井底時的水力能量；但其在氣基流體和氣液混相流體鉆井中的應用效果較差；斷續(xù)脈動射流噴嘴一定程度上提高了射流的沖擊壓力，噴嘴射流沖擊作用面積減小而沖擊壓力梯度增加，改善了射流清除鉆頭下方巖屑的作用和井底凈化效果，但其在大尺寸井眼大排量流體鉆井時脈動頻率難以控制，頻率過高致使水力能量聚集時間短，射流沖擊力提升效果不佳；另外，該噴嘴在氣體、充氣鉆井中尚未得到可靠的試驗效果；使用自振脈沖噴嘴時，當粘性流體通過該噴嘴后可產(chǎn)生大脈動壓力的脈沖射流，提高了鉆井流體水力噴射的沖蝕破碎能力，但對于粘度較小的流體和氣液混相流體效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種渦輪式負壓脈沖噴嘴，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有噴嘴適用性差，脈沖射流效果不穩(wěn)定、可靠性差的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的一種渦輪式負壓脈沖噴嘴，包括噴嘴本體，渦輪片和卡簧；噴嘴本體內(nèi)部有通孔，通孔的上部有凸臺，在通孔的下部內(nèi)側(cè)有環(huán)形的卡簧安裝槽，在凹槽內(nèi)固定安裝有卡簧，卡簧與凸臺之間安裝有可移動的渦輪片，渦輪片的外徑大于凸臺的內(nèi)徑。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進 上述渦輪片斜坡面角度可在15°至60°之間。上述凸臺的內(nèi)部可呈上窄下寬的弧形。上述噴嘴本體的外部可呈上窄下寬的階梯狀。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，通過更換不同型號的渦輪片應用于不同流體的鉆井作業(yè)，因此適用性強；通過改變渦輪片與噴嘴腔道重疊面積來控制流體的過流通道， 使得鉆井流體在井底形成負壓脈沖；因此脈沖射流效果穩(wěn)定好，可靠性強。


附圖1為本發(fā)明最佳實施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為附圖1的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的編碼分別為1為噴嘴本體，2為渦輪片，3為卡簧，4為通孔，5為凸臺。
具體實施例方式本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖的布圖方式來進行描述的，如上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述
如附圖1、2所示，該渦輪式負壓脈沖噴嘴包括噴嘴本體1，渦輪片2和卡簧3 ；噴嘴本體 1內(nèi)部有通孔4，通孔4的上部有凸臺5，在通孔4的下部內(nèi)側(cè)有環(huán)形的卡簧安裝槽，在卡簧安裝槽內(nèi)固定安裝有卡簧3，卡簧3與凸臺5之間安裝有可移動的渦輪片2，渦輪片2的外徑大于凸臺5的內(nèi)徑。可根據(jù)實際需要，對上述渦輪式負壓脈沖噴嘴作進一步優(yōu)化或/和改進 根據(jù)需要，渦輪片2斜坡面角度在15°至60°之間。如附圖1所示，凸臺5的內(nèi)部呈上窄下寬的弧形；這樣可以控制流體的流速，同時使流體與渦輪片2的接觸面積增大，使噴射流增大。如附圖1所示，噴嘴本體1的外部呈上窄下寬的階梯狀；便于本發(fā)明的安裝，同時可以節(jié)約材料來保證噴嘴本體1的內(nèi)部有適合于渦輪片2的口徑。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。本發(fā)明最佳實施例的使用過程鉆井流體從通孔4內(nèi)通過時，渦輪片2的斜坡面受到鉆井流體的作用力后，平行于渦輪片2的徑向力推動渦輪片2高速旋轉(zhuǎn)，進而通過改變渦輪片2與通孔4重疊面積來控制流體的過流量，使得鉆井流體在井底形成負壓脈沖，對井下進行凈化并對鉆頭進行清潔。
權(quán)利要求
1.一種渦輪式負壓脈沖噴嘴，其特征在于包括噴嘴本體，渦輪片和卡簧；噴嘴本體內(nèi)部有通孔，通孔的上部有凸臺，在通孔的下部內(nèi)側(cè)有環(huán)形的卡簧安裝槽，在凹槽內(nèi)固定安裝有卡簧，卡簧與凸臺之間安裝有可移動的渦輪片，渦輪片的外徑大于凸臺的內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪式負壓脈沖噴嘴，其特征在于渦輪片斜坡面角度在15° 至60°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪式負壓脈沖噴嘴，其特征在于凸臺的內(nèi)部呈上窄下寬的弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪式負壓脈沖噴嘴，其特征在于噴嘴本體的外部呈上窄下寬的階梯狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪式負壓脈沖噴嘴，其特征在于噴嘴本體的外部呈上窄下寬的階梯狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及負壓脈沖噴嘴技術(shù)領(lǐng)域，是一種渦輪式負壓脈沖噴嘴；其包括噴嘴本體，渦輪片和卡簧；噴嘴本體內(nèi)部有通孔，通孔的上部有凸臺，在通孔的下部內(nèi)側(cè)有環(huán)形的卡簧安裝槽，在凹槽內(nèi)固定安裝有卡簧，卡簧與凸臺之間安裝有可移動的渦輪片，渦輪片的外徑大于凸臺的內(nèi)徑。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，通過更換不同型號的渦輪片應用于不同流體的鉆井作業(yè)，因此適用性強；通過改變渦輪片與噴嘴腔道重疊面積來控制流體的過流通道，使得鉆井流體在井底形成負壓脈沖；因此脈沖射流效果穩(wěn)定好，可靠性強。
文檔編號E21B7/18GK102220843SQ201110165798
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者席巖, 曾權(quán)先, 李華磊, 田軍 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司