專利名稱：井下環(huán)空抽吸螺桿泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井中抽吸井筒環(huán)空內(nèi)鉆井液的泵，是一種井下環(huán)空抽吸螺桿泵。
二背景技術(shù)：
近年來，由于欠平衡鉆井技術(shù)在保護(hù)和發(fā)現(xiàn)油氣層、提高鉆井速度、防止井漏等方面相比常規(guī)鉆井液鉆井具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此在全球內(nèi)發(fā)展非常迅速。我國(guó)也在2003年后開始大力發(fā)展欠平衡鉆井技術(shù)，到2007年和2008年已得到規(guī)?；瘧?yīng)用。欠平衡鉆井技術(shù)就是在鉆井過程中井筒內(nèi)的液柱壓力小于地層的孔隙壓力的一種鉆井技術(shù)。由于配置的鉆井液密度往往大于地層壓力當(dāng)量密度，特別是低壓地層，只有通過特殊的鉆井液技術(shù)才能達(dá)到欠平衡鉆井的目的。目前，降低井筒液柱壓力的主要方法有使用氣體、充氣、泡沫、固體減輕劑等方法，而這些方法均有各自的缺點(diǎn)，如費(fèi)用高、設(shè)備龐大、適應(yīng)性差、回收難度大等問題。
三
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其解決了現(xiàn)有欠平衡鉆井中降低井筒液柱壓力難度大的問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種井下環(huán)空抽吸螺桿泵，包
括上接頭、定子、下接頭和轉(zhuǎn)子；上接頭的下端固定連接有定子或與定子為一體，定子的下
端固定安裝有下接頭，定子的外部套裝有能相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的上端安裝在上接
頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端安裝在下接頭的中部外側(cè)；上接頭的內(nèi)部有上腔，下接頭的內(nèi)部
有下腔，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁與定子的外壁之間形成轉(zhuǎn)子空腔，上接頭的下部有連通上腔與轉(zhuǎn)子空
腔的上內(nèi)孔，下接頭的上部有連通下腔與轉(zhuǎn)子空腔的下內(nèi)孔；定子的外側(cè)均布有不少于三
個(gè)的螺旋形凸齒，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上均布有截面形狀與螺旋形凸齒的截面形狀相對(duì)應(yīng)并且比螺
旋形凸齒的數(shù)量多一個(gè)的螺旋形凹槽，轉(zhuǎn)子的外側(cè)有螺旋形泵齒，定子的軸線與轉(zhuǎn)子空腔
的軸線有偏心距，定子上有一個(gè)螺旋形凸齒與對(duì)應(yīng)的螺旋形凹槽保持嚙合。 下面是對(duì)上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn) 上述螺旋形凸齒的截面形狀可為弧形，螺旋形凹槽的截面形狀可與螺旋形凸齒的截面形狀保持共軛嚙合。 上述轉(zhuǎn)子的上端可通過上密封套安裝在上接頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端可通過下密封套安裝在下接頭的中部外側(cè)。 上述上接頭的下端可有上大下小的上錐臺(tái)，轉(zhuǎn)子空腔的上部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)上錐臺(tái)的
位置有上大下小的上錐面并與上錐臺(tái)相配合；下接頭的上端可有上小下大的下錐臺(tái)，轉(zhuǎn)子
空腔的下部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)下錐臺(tái)的位置有上小下大的下錐面并與下錐臺(tái)相配合。 上述螺旋形凸齒的數(shù)量可為五個(gè)，螺旋形凹槽的數(shù)量可為六個(gè)。 上述螺旋形泵齒的數(shù)量可為六個(gè)并均布于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。[0011] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過循環(huán)鉆井液推動(dòng)轉(zhuǎn)子內(nèi)的螺旋形凹槽使轉(zhuǎn)子繞定子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)其外側(cè)的螺旋形泵齒轉(zhuǎn)動(dòng)來排出井筒環(huán)空液體，以降低鉆井作業(yè)過程中井筒環(huán)空液柱的壓力，達(dá)到欠平衡鉆井和提高鉆井速度的目的，能夠大量減少鉆井液化學(xué)藥劑的使用，大幅提高鉆井效率、降低成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、排液效率高的特點(diǎn)。
四
附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0013] 附圖2為附圖1中A-A處的剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖中的編碼分別為1為上接頭，2為定子，3為下接頭，4為轉(zhuǎn)子，5為上腔，6為下腔，7為轉(zhuǎn)子空腔，8為上內(nèi)孔，9為下內(nèi)孔，10為螺旋形凸齒，11為螺旋形凹槽，12為螺旋形泵齒，13為上密封套，14為下密封套，15為上錐臺(tái)，16為上錐面，17為下錐臺(tái)，18為下錐面。
五具體實(shí)施方式本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。 下面結(jié)合最佳實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述 如附圖1 、 2所示，該井下環(huán)空抽吸螺桿泵包括上接頭1 、定子2、下接頭3和轉(zhuǎn)子4 ;上接頭1的下端固定連接有定子2或與定子2為一體，定子2的下端固定安裝有下接頭3，定子2的外部套裝有能相對(duì)定子2轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子4，轉(zhuǎn)子4的上端安裝在上接頭1的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子4的下端安裝在下接頭3的中部外側(cè)；上接頭1的內(nèi)部有上腔5，下接頭3的內(nèi)部有下腔6，轉(zhuǎn)子4的內(nèi)壁與定子2的外壁之間形成轉(zhuǎn)子空腔7，上接頭1的下部有連通上腔5與轉(zhuǎn)子空腔7的上內(nèi)孔8，下接頭3的上部有連通下腔6與轉(zhuǎn)子空腔7的下內(nèi)孔9 ;定子2的外側(cè)均布有不少于三個(gè)的螺旋形凸齒10，轉(zhuǎn)子4的內(nèi)壁上均布有截面形狀與螺旋形凸齒10的截面形狀相對(duì)應(yīng)并且比螺旋形凸齒10的數(shù)量多一個(gè)的螺旋形凹槽ll，轉(zhuǎn)子4的外側(cè)有螺旋形泵齒12，定子2的軸線與轉(zhuǎn)子空腔7的軸線有偏心距，定子2上有一個(gè)螺旋形凸齒10與對(duì)應(yīng)的螺旋形凹槽11保持嚙合。轉(zhuǎn)子4與其外部的井筒壁或套管壁之間構(gòu)成泵腔，在鉆井過程中，通過上腔5向轉(zhuǎn)子空腔7內(nèi)注入循環(huán)鉆井液，利用循環(huán)鉆井液的沖力作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子4高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子4帶動(dòng)螺旋形泵齒12轉(zhuǎn)動(dòng)，將井筒或套管內(nèi)的鉆井液向上運(yùn)輸，這樣無需安裝井下特殊動(dòng)力，就可向地面抽吸鉆井液，降低鉆井作業(yè)過程中井筒環(huán)空液柱的壓力，以實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井和提高鉆井速度的目的。[0018] 可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述井下環(huán)空抽吸螺桿泵作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)[0019] 如附圖1、2所示，螺旋形凸齒10的截面形狀為弧形，螺旋形凹槽11的截面形狀與螺旋形凸齒10的截面形狀保持共軛嚙合。以使轉(zhuǎn)子空腔7保持密封得到相應(yīng)壓力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子4高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 如附圖1、2所示，轉(zhuǎn)子4的上端通過上密封套13安裝在上接頭1的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子4的下端通過下密封套14安裝在下接頭3的中部外側(cè)。通過上密封套13和下密封套14能夠使轉(zhuǎn)子4自由轉(zhuǎn)動(dòng)。[0021] 如附圖1、2所示，上接頭1的下端有上大下小的上錐臺(tái)15，轉(zhuǎn)子空腔7的上部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)上錐臺(tái)15的位置有上大下小的上錐面16并與上錐臺(tái)15相配合；下接頭3的上端有上小下大的下錐臺(tái)17，轉(zhuǎn)子空腔7的下部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)下錐臺(tái)17的位置有上小下大的下錐面18并與下錐臺(tái)17相配合。通過上錐臺(tái)15與上錐面16、下錐臺(tái)17與下錐面18的配合，能夠使轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動(dòng)保持平穩(wěn)，同時(shí)保持轉(zhuǎn)子空腔7的密封性。 如附圖1、2所示，螺旋形凸齒10的數(shù)量為五個(gè)，螺旋形凹槽11的數(shù)量為六個(gè)。定子2和轉(zhuǎn)子4的齒數(shù)由地層因素和系統(tǒng)的水力參數(shù)而定，螺旋形凸齒10和螺旋形凹槽11的數(shù)量越少，轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)速越高，但扭矩也越小。在通常情況下，使螺旋形凸齒10的數(shù)量為五個(gè)，能夠使轉(zhuǎn)子4既有較高的轉(zhuǎn)速同時(shí)扭矩也較為合適，便于將井筒或套管內(nèi)的鉆井液向上運(yùn)輸。 如附圖1、2所示，螺旋形泵齒12的數(shù)量為六個(gè)并均布于轉(zhuǎn)子4的外側(cè)。以保證井筒或套管內(nèi)的鉆井液的排出有較高的效率。 以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。[0025] 本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的工作過程是首先，將本實(shí)用新型的上接頭1與上部鉆具連接好，下接頭3與下部鉆具連接好，并和鉆具一起下入井內(nèi)，注意禁止將本實(shí)用新型下入到大肚子、縮徑、易塌、易漏等復(fù)雜井段，下放時(shí)控制其下放速度；其次，待本實(shí)用新型達(dá)到預(yù)定的井深位置時(shí)，開泵循環(huán)，充分清洗井底，清除井底的巖屑沉淀或堆積；此時(shí)，循環(huán)鉆井液通過上部鉆具進(jìn)入上腔5，通過上內(nèi)孔8流入轉(zhuǎn)子空腔7內(nèi)并推動(dòng)螺旋形凹槽11轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子4繞定子2軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子4又帶動(dòng)其外側(cè)的螺旋形泵齒12轉(zhuǎn)動(dòng)，將井筒或套管內(nèi)的鉆井液向上運(yùn)輸而從井筒環(huán)空排出地面，同時(shí)轉(zhuǎn)子空腔7內(nèi)的鉆井液從下內(nèi)孔9流入下腔6并進(jìn)入下部鉆具，然后從鉆具外的環(huán)空流出地面；最后，鉆進(jìn)完成后，將本實(shí)用新型起出，用清水循環(huán)，清洗干凈內(nèi)部鉆井液。
權(quán)利要求一種井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于包括上接頭、定子、下接頭和轉(zhuǎn)子；上接頭的下端固定連接有定子或與定子為一體，定子的下端固定安裝有下接頭，定子的外部套裝有能相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的上端安裝在上接頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端安裝在下接頭的中部外側(cè)；上接頭的內(nèi)部有上腔，下接頭的內(nèi)部有下腔，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁與定子的外壁之間形成轉(zhuǎn)子空腔，上接頭的下部有連通上腔與轉(zhuǎn)子空腔的上內(nèi)孔，下接頭的上部有連通下腔與轉(zhuǎn)子空腔的下內(nèi)孔；定子的外側(cè)均布有不少于三個(gè)的螺旋形凸齒，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上均布有截面形狀與螺旋形凸齒的截面形狀相對(duì)應(yīng)并且比螺旋形凸齒的數(shù)量多一個(gè)的螺旋形凹槽，轉(zhuǎn)子的外側(cè)有螺旋形泵齒，定子的軸線與轉(zhuǎn)子空腔的軸線有偏心距，定子上有一個(gè)螺旋形凸齒與對(duì)應(yīng)的螺旋形凹槽保持嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于螺旋形凸齒的截面形狀為 弧形，螺旋形凹槽的截面形狀與螺旋形凸齒的截面形狀保持共軛嚙合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于轉(zhuǎn)子的上端通過上密 封套安裝在上接頭的中部外側(cè)，轉(zhuǎn)子的下端通過下密封套安裝在下接頭的中部外側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于上接頭的下端有上大 下小的上錐臺(tái)，轉(zhuǎn)子空腔的上部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)上錐臺(tái)的位置有上大下小的上錐面并與上錐臺(tái) 相配合；下接頭的上端有上小下大的下錐臺(tái)，轉(zhuǎn)子空腔的下部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)下錐臺(tái)的位置有 上小下大的下錐面并與下錐臺(tái)相配合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于上接頭的下端有上大下小 的上錐臺(tái)，轉(zhuǎn)子空腔的上部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)上錐臺(tái)的位置有上大下小的上錐面并與上錐臺(tái)相配 合；下接頭的上端有上小下大的下錐臺(tái)，轉(zhuǎn)子空腔的下部?jī)?nèi)壁上對(duì)應(yīng)下錐臺(tái)的位置有上小 下大的下錐面并與下錐臺(tái)相配合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于螺旋形凸齒的數(shù)量為五 個(gè)，螺旋形凹槽的數(shù)量為六個(gè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于螺旋形凸齒的數(shù)量為五 個(gè)，螺旋形凹槽的數(shù)量為六個(gè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于螺旋形泵齒的數(shù)量為六個(gè) 并均布于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其特征在于螺旋形泵齒的數(shù)量為六個(gè) 并均布于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及石油鉆井中抽吸井筒環(huán)空內(nèi)鉆井液的泵，是一種井下環(huán)空抽吸螺桿泵，其包括上接頭、定子、下接頭和轉(zhuǎn)子；定子的外側(cè)均布有不少于三個(gè)的螺旋形凸齒，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上均布有截面形狀與螺旋形凸齒的截面形狀相對(duì)應(yīng)并且比螺旋形凸齒的數(shù)量多一個(gè)的螺旋形凹槽，轉(zhuǎn)子的外側(cè)有螺旋形泵齒。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過循環(huán)鉆井液推動(dòng)轉(zhuǎn)子內(nèi)的螺旋形凹槽使轉(zhuǎn)子繞定子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)其外側(cè)的螺旋形泵齒轉(zhuǎn)動(dòng)來排出井筒環(huán)空液體，以降低鉆井作業(yè)過程中井筒環(huán)空液柱的壓力，達(dá)到欠平衡鉆井和提高鉆井速度的目的，能夠大量減少鉆井液化學(xué)藥劑的使用，大幅提高鉆井效率、降低成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、排液效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04C2/16GK201526452SQ20092016461
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者丁紅, 何媛媛, 孫鈺杰, 席梅卿, 張克明, 雷麗 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司吐哈鉆井工藝研究院