涡轮定子和转子组合件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102454423A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102454423A(43)申请公布日2012.05.16(21)申请号201110390484.1(22)申请日2011.11.30(71)申请人中国船舶重工集团公司第七〇三研究所地址150036黑龙江省哈尔滨市香坊区红旗大街108号(72)发明人梁晨牛夕莹林枫王林郁顺旺闫磊卫嘉吕成林(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人徐爱萍(51)Int.Cl.F01D5/02(2006.01)F01D9/02(2006.01)E21B4/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图55页(54)发明名称涡轮定子和转子组合件(57)摘要涡轮定子和转子组合件，它属于石油钻井行业。本发明为了解决由于现有的钻井液粘度较大，导致涡轮钻具的涡轮级效率及涡轮钻具的使用寿命低的问题。本发明的每个转子叶片盘上设有一个定子叶片盘，每个转子叶片盘和一个定子叶片盘组成一个级，级的反动度小于0.5，多个级由上至下依次套装在轴上，多个级之间通过端面压紧配合，壳体套装在多个级上的外部，转子叶片及定子叶片的型线均采用样条曲线构筑，转子叶片的样条曲线形状为捺字形，定子叶片的样条曲线形状为撇字形，转子叶片及定子叶片的材料均为ZG20CrMnSiNi2。本发明适用于石油钻井。CN102453ACN102454423A权利要求书1/1页1.一种涡轮定子和转子组合件，它包括轴(1)和壳体(2)，其特征在于：一种涡轮定子和转子组合件还包括多个定子叶片盘(3)和多个转子叶片盘(4)，每个转子叶片盘(4)上设有一个定子叶片盘(3)，每个定子叶片盘(3)和一个转子叶片盘(4)组成一个级(5)，级(5)的反动度小于0.5，多个级(5)由上至下依次套装在轴(1)上，多个级(5)之间通过端面压紧配合，壳体(2)套装在多个级(5)上的外部，所述定子叶片盘(3)包括圆筒状的定子内圆盘(3-1)、圆筒状的定子外圆盘(3-2)和多个定子叶片(3-3)，圆筒状的定子外圆盘(3-2)套装在圆筒状的定子内圆盘(3-1)上，多个定子叶片(3-3)环形均布设置在圆筒状的定子内圆盘(3-1)和圆筒状的定子外圆盘(3-2)之间的圆筒状的定子内圆盘(3-1)上，所述转子叶片盘(4)包括圆筒状的转子内圆盘(4-1)、圆筒状的转子外圆盘(4-2)和多个转子叶片(4-3)，圆筒状的转子外圆盘(4-2)套装在圆筒状的转子内圆盘(4-1)上，多个转子叶片(4-3)环形均布设置在圆筒状的转子内圆盘(4-1)和圆筒状的转子外圆盘(4-2)之间的圆筒状的转子内圆盘(4-1)上，所述转子叶片(4-3)及定子叶片(3-3)的型线均采用样条曲线构筑，转子叶片(4-3)的样条曲线形状为捺字形，定子叶片(3-3)的样条曲线形状为撇字形，所述转子叶片(4-3)及定子叶片(3-3)的材料均为ZG20CrMnSiNi2。2.根据权利要求1所述的涡轮定子和转子组合件，其特征在于：级压降为80-90kPa，容积流量为28-32L/s，转子转速为700-1300rpm时，级效率为60-70％，功率为1.2-1.6kW。3.根据权利要求1或2所述的涡轮定子和转子组合件，其特征在于：级压降为85kPa，容积流量为30L/s，转子转速为1000rpm时，级效率可达66％，功率为1.5kW。2CN102454423A说明书1/3页涡轮定子和转子组合件技术领域[0001]本发明属于石油钻井行业，具体涉及一种涡轮定子和转子组合件。背景技术[0002]涡轮钻具利用高速高压泥浆冲击叶片，使其获得能量，从而带动与之相连的钻头旋转破岩。涡轮钻具主要由涡轮定子、涡轮转子、主轴、止推轴承、中部轴承、下部轴承和外壳组成。钻探时钻杆不转动，钻杆工作条件可以得到明显改善，也没有旋转钻杆所需功率的消耗。与其它钻具相比，涡轮钻具具有高钻速、钻井效率高、钻时短等优点；将能量集中在井底，驱动钻头旋转破岩；钻井时钻杆不动，减少了钻杆、套管的磨损及事故的发生。因此，采用涡轮钻具钻井特别适合于硬质地层深井作业。[0003]20世纪30年代，前苏联在石油钻探中最早采用涡轮钻具。到50年代，涡轮钻获得了迅速的发展。在前苏联和罗马尼亚已成为基本的钻探方法，欧美国家涡轮钻探工作量已占总量的5-10％。近年来国外涡轮钻具钻井技术发展迅速，国外使用涡轮钻具钻井一般能节省钻时50％，节约成本l/3。中国在50年代曾进行过涡轮钻的研究，一直没有推广应用。[0004]但由于涡轮钻具是由钻井液驱动涡轮叶片做功的动力机械，钻井液中固相颗粒对涡轮叶片的冲蚀作用明显，叶片的过度磨损会导致涡轮钻具的失效，所以一般涡轮钻具的寿命只有200-300小时。由于现有