一种井下涡轮分流装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103061708A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103061708103061708A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201110325074.9(22)申请日2011.10.24(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院(72)发明人高丽萍陈威刘庆龙王义峰孙峰李涛(74)专利代理机构东营双桥专利代理有限责任公司37107代理人侯华颂(51)Int.Cl.E21B34/08(2006.01)F03B15/18(2006.01)F03B13/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称一种井下涡轮分流装置(57)摘要一种井下涡轮分流装置，包括与涡轮本体前端固连的滤筒和阀座，阀座沿轴线预制有槽孔，槽孔内贯穿有阀杆，在阀座下方的阀杆设有与槽孔密封配合的阀头，在阀座上方的阀杆外套有弹簧，弹簧由固定在阀杆上部的档块限位锁定。该发明可以有效分流进入井下涡轮叶片的钻井液排量，避免钻井液排量过高引起涡轮转速过高，确保井下涡轮正常工作。CN103061708ACN103678ACN103061708A权利要求书1/1页1.一种井下涡轮分流装置，其特征是包括：与涡轮本体（11）固连的滤筒（8）和阀座（5)，阀座（5）沿轴线预制有槽孔，槽孔内贯穿有阀杆（10），在阀座（5）下方的阀杆（10）设有与槽孔密封配合的阀头，在阀座（5）上方的阀杆（10）外套有弹簧（4），弹簧（4）由固定在阀杆（10）上部的档块（3）限位锁定。2.根据权利要求1所述的井下涡轮分流装置，其特征是：在滤筒（8）上端部固定有导流罩（2）。3.根据权利要求1或2所述的井下涡轮分流装置，其特征是：所述挡块（3）为螺母与垫片组合，螺母与螺杆（10）端部丝扣配合。2CN103061708A说明书1/2页一种井下涡轮分流装置技术领域[0001]本发明涉及井下工具的附属装置领域中的一种用于石油钻井井下仪器或工具中的井下涡轮分流装置。背景技术[0002]在复杂地质条件下钻复杂结构井、特殊工艺井，使用井下随钻测量仪器和井下智能工具是不可或缺的。随着这些井下仪器和工具的广泛应用，涡轮的使用频率也越来越高。钻井过程中钻井液排量的变化不可避免，流经涡轮的钻井液流量也将发生变化，导致涡轮转速发生变化，从而导致涡轮驱动系统，例如发电机发电量波动，影响井下仪器和工具的稳定性。为此可以在涡轮前增设分流装置，以控制进入涡轮的钻井液流量，避免过大排量的钻井液进入涡轮造成涡轮转速过高，确保涡轮平稳工作。发明内容[0003]本发明的目的针对井下涡轮驱动系统在钻井液波动条件下涡轮转速不稳定的问题，提出一种井下涡轮分流装置。通过在涡轮前增设井下涡轮分流装置，以控制进入涡轮的钻井液流量，避免过大排量的钻井液进入涡轮造成涡轮转速过高，确保涡轮平稳工作的目标。[0004]其技术方案包括：与涡轮本体前端固连的滤筒和阀座，阀座沿轴线预制有槽孔，槽孔内贯穿有阀杆，在阀座下方的阀杆设有与槽孔密封配合的阀头，在阀座上方的阀杆外套有弹簧，弹簧由固定在阀杆上部的档块限位锁定。[0005]在滤筒上端部固定有导流罩。[0006]所述挡块为螺母与垫片组合，螺母与螺杆端部丝扣配合。根据流量调节阀开关的弹簧预紧系统。[0007]本发明的有益效果是：由阀座、阀杆、弹簧等组成的弹簧预紧系统配合滤筒，根据井下涡轮所适应的钻井液排量范围调整。在井下工作过程中，钻井液流经涡轮，带动涡轮转动，并在涡轮前后产生压力差。随着钻井液排量的增加，涡轮转速升高，两端压力差也会逐渐升高。当涡轮两端的压力差达到弹簧预紧系统设定预紧力时，阀杆的阀头与阀座打开，钻井液通过滤网从阀杆与阀座之间流至涡轮后方，流经涡轮的钻井液排量下降，降低涡轮转速，最终涡轮前后端压力差与弹簧预紧系统弹簧力达到平衡，涡轮转速并不因钻井液排量的大幅提升而大幅升高，有效分流流入涡轮的钻井液排量，使涡轮平稳工作。附图说明[0008]图1是本发明应用于一种井下涡轮驱动系统的局部结构示意图图中：1.钻铤，2.导流罩，3.螺母，4.弹簧，5.阀座，6.涡轮叶片，7.垫片，8.滤筒，9.阀座孔，10.阀杆，11.涡轮本体。3CN103061708A说明书2/2页具体实施方式[0009]下面结合说明书附图对本发明做进一步的详述。[0010]图1是井下涡轮分流装置的示意图。该装置同轴安装在钻铤1内，涡轮本体上带有涡轮叶片6，钻井液自导流帽2流经涡轮叶片6，带动涡轮本体11旋转。涡轮本体11与阀座5固联，阀座5与阀杆10形成一个开关阀，在初始安装状态下，阀杆10穿过阀座5上的阀座孔