專利名稱：水力旋轉噴射噴頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田氣井下作業工具技術領域，特別涉及一種水力旋轉噴射噴頭，一種適合于水力旋轉噴射噴頭。
背景技術：
在油氣井中，由于壓裂增產改造、地層出砂、油管腐蝕的鐵銹和小碎塊和緩蝕劑膠結物掩埋產層，造成油氣井減產，要恢復產能需要清理井筒中的泥沙，暴露出產層。過去的井筒清砂一般都是用油管傳輸刮刀鉆頭或者用光油管直接沖砂，采用這些沖砂方式流體均不能在井底形成渦旋，井底流速流場分布不甚合理，沖砂效率低。傳統的旋轉噴頭在噴嘴流道設計多采用直線形、錐形的設計方法，在同樣壓力條件下的流速和井底流場分布不能滿足清理油井井底沉砂的要求，且受油氣井井眼尺寸的限制，需要減小工具外徑，傳統的旋轉噴頭一般沒有滾針軸承，也未有推力球軸承。旋轉沖砂效率低，修井作業成功率不高。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種水力旋轉噴射噴頭，在油氣井清砂中利用油管提供高壓清洗液推動旋轉頭轉動，高壓液體從噴嘴噴出，清洗井底，實現暴露產層的目的。本實用新型采用的技術方案是水力旋轉噴射噴頭，主要由主軸、旋轉外殼、滾針軸承、推力球軸承、摩擦副、旋轉頭和噴嘴組成，主軸上端有油管內螺紋，能連接油管，主軸有中心孔，中心孔是流體通道；其特征在于主軸下端外壁上有兩道環形擋圈槽，在兩道環形擋圈槽內分別有一個軸用擋圈，在兩道軸用擋圈之間并在主軸下端外壁上自上而下有上部滾針軸承、環形墊片、上部推力球軸承、下部推力球軸承、環形墊片和下部滾針軸承；在上部滾針軸承、上部推力球軸承、下部推力球軸承和下部滾針軸承的外壁上有一個旋轉外殼；所述的旋轉外殼為圓柱體形有中心孔，在旋轉外殼中心孔內有環形凸起的臺階；上部推力球軸承的下平面在旋轉外殼中心孔內的環形凸起的上部，下部推力球軸承的上平面在旋轉外殼中心孔內的環形凸起的下部；在旋轉外殼下端外壁上有螺紋，旋轉頭螺紋固定在旋轉外殼的下端；主軸中心孔的下端有臺階，在主軸中心孔下端的臺階環下部有一根壓縮彈簧，壓縮彈簧的下部并在旋轉外殼中心孔內有環形摩擦副的靜摩擦片，在旋轉頭中心孔上端有環形摩擦副的動摩擦片；旋轉頭有中心孔，在旋轉頭中心孔的下端螺紋固定有一個噴嘴，并且在旋轉頭下端均勻分布有三個斜孔，三個斜孔內端與旋轉頭中心孔連通，斜孔中心線與旋轉外殼中心線的夾角為35 45度之間；三個斜孔的外端部分別連通有反作用孔， 三個反作用孔的方向相同，三個反作用孔的端部螺紋固定有一個噴嘴。流體從三個反作用孔的噴嘴噴出，產生反作用力(轉動力矩)推動旋轉頭和旋轉外殼旋轉。為了使旋轉頭與旋轉外殼連接牢固，旋轉頭的壁上有螺釘孔，在旋轉頭的螺釘孔內有防轉螺釘，防轉螺釘旋緊，防轉螺釘的內端部壓緊旋轉外殼下端螺紋。為了使推力球軸承和滾針軸承處于潤滑狀態，在主軸的上部臺階上有斜向螺孔，
3斜向螺孔的內端與主軸與旋轉外殼之間的環形空間聯通；在主軸下端外壁上套有兩個環形的油毛氈，一個環形的油毛氈在上部軸用擋圈之上，另一個環形的油毛氈在下部軸用擋圈之下；在主軸上部臺階上的斜向螺孔內有固定一個螺栓。本實用新型的有益效果本實用新型水力旋轉噴射噴頭，應用于油氣井井筒清砂。 高壓流體通過油管泵加壓，通過油管輸送到旋轉噴嘴，當壓力升高到一定值后，噴頭旋轉帶動噴嘴轉動，在井底形成合理的流場速度提高沖砂效率。適用于清理氣井井筒內的沉砂、金屬碎塊和緩蝕劑膠結物的施工作業。結構簡單、易拆卸和組裝，性能可靠，現場作業成功率
尚ο
圖1是本實用新型水力旋轉噴射噴頭結構剖面示意圖。圖中，1-主軸，2-旋轉外殼，3-滾針軸承，4-推力球軸承，5-摩擦副，6-旋轉頭， 7-噴嘴，8-軸用擋圈，9-防轉螺釘，10-環形墊片，11-油毛氈，12-螺栓。
具體實施方式
實施例1 以一個水力旋轉噴射噴頭為例，對本實用新型作進一步詳細說明。參閱圖1。本實用新型水力旋轉噴射噴頭，主要由主軸1、旋轉外殼2、滾針軸承3、 推力球軸承4、摩擦副5、旋轉頭6和噴嘴7組成，主軸1上端有油管內螺紋。主軸1有中心孔，中心孔是流體通道。主軸1下端外壁上有兩道環形擋圈槽，在兩道環形擋圈槽內分別有一個軸用擋圈 8，在兩道軸用擋圈8之間并在主軸1下端外壁上自上而下有上部滾針軸承3、環形墊片10、 上部推力球軸承4、下部推力球軸承4、環形墊片10和下部滾針軸承3 ；在上部滾針軸承3、 上部推力球軸承4、下部推力球軸承4和下部滾針軸承3的外壁上有一個旋轉外殼2。所述的旋轉外殼2為圓柱體形有中心孔，在旋轉外殼2中心孔內有環形凸起的臺階。上部推力球軸承4的下平面在旋轉外殼2中心孔內的環形凸起的上部，下部推力球軸承4的上平面在旋轉外殼2中心孔內的環形凸起的下部。在旋轉外殼2下端外壁上有螺紋，旋轉頭6螺紋固定在旋轉外殼2的下端。并且在旋轉頭6的壁上有螺釘孔，在旋轉頭6的螺釘孔內有防轉螺釘9，防轉螺釘9旋緊，防轉螺釘9的內端部壓緊旋轉外殼2下端螺紋。主軸1中心孔的下端有臺階，在主軸1中心孔下端的臺階環下部有一根壓縮彈簧， 壓縮彈簧的下部并在旋轉外殼2中心孔內有環形摩擦副5的靜摩擦片，在旋轉頭6中心孔上端有環形摩擦副5的動摩擦片。旋轉頭6有中心孔，在旋轉頭6中心孔的下端螺紋固定有一個噴嘴7。并且在旋轉頭6下端均勻分布有三個斜孔，三個斜孔內端與旋轉頭6中心孔連通，斜孔中心線與旋轉外殼2中心線的夾角為45度。三個斜孔的外端部分別連通有反作用孔，三個反作用孔的方向相同，三個反作用孔的端部螺紋固定有一個噴嘴7。在主軸1的上部臺階上有斜向螺孔，斜向螺孔的內端與主軸1與旋轉外殼2之間的環形空間聯通；在主軸1下端外壁上套有兩個環形的油毛氈11，一個環形的油毛氈11在上部軸用擋圈8之上，另一個環形的油毛氈11在下部軸用擋圈8之下；在主軸1上部臺階上的斜向螺孔內有固定一個螺栓12。簡述水力旋轉噴射噴頭的工作原理。參閱圖1。在井口從油管上端泵入流體，流體經過油管進入噴頭前部四個噴嘴7，當壓力、排量升高到一定值后，高速流體通過旋轉頭的三個徑向噴嘴噴射時產生一組反作用力，形成轉動力矩，并推動旋轉外殼2轉動。 此外，流體經旋轉頭流向噴嘴7后形成高速噴射，沖散井底的沉砂，另外三個噴嘴 7出口的流體在井底形成合理的流場速度、壓力、粘性應力和雷諾應力分布，提高沖砂效率。
權利要求1.一種水力旋轉噴射噴頭，主要由主軸(1)、旋轉外殼O)、滾針軸承(3)、推力球軸承 G)、摩擦副(5)、旋轉頭(6)和噴嘴(7)組成，主軸(1)上端有油管內螺紋，主軸(1)有中心孔，中心孔是流體通道；其特征在于主軸(1)下端外壁上有兩道環形擋圈槽，在兩道環形擋圈槽內分別有一個軸用擋圈(8)，在兩道軸用擋圈(8)之間并在主軸(1)下端外壁上自上而下有上部滾針軸承(3)、環形墊片(10)、上部推力球軸承G)、下部推力球軸承G)、 環形墊片(10)和下部滾針軸承(3)；在上部滾針軸承(3)、上部推力球軸承0)、下部推力球軸承⑷和下部滾針軸承⑶的外壁上有一個旋轉外殼⑵；所述的旋轉外殼⑵為圓柱體形有中心孔，在旋轉外殼( 中心孔內有環形凸起的臺階；上部推力球軸承(4)的下平面在旋轉外殼O)中心孔內的環形凸起的上部，下部推力球軸承的上平面在旋轉外殼 (2)中心孔內的環形凸起的下部；在旋轉外殼( 下端外壁上有螺紋，旋轉頭(6)螺紋固定在旋轉外殼( 的下端；主軸(1)中心孔的下端有臺階，在主軸(1)中心孔下端的臺階環下部有一根壓縮彈簧，壓縮彈簧的下部并在旋轉外殼O)中心孔內有環形摩擦副( 的靜摩擦片，在旋轉頭(6)中心孔上端有環形摩擦副( 的動摩擦片；旋轉頭(6)有中心孔，在旋轉頭(6)中心孔的下端螺紋固定有一個噴嘴(7)；并且在旋轉頭(6)下端均勻分布有三個斜孔，三個斜孔內端與旋轉頭(6)中心孔連通，斜孔中心線與旋轉外殼(2)中心線的夾角為 35 45度之間；三個斜孔的外端部分別連通有反作用孔，三個反作用孔的方向相同，三個反作用孔的端部螺紋固定有一個噴嘴(7)。
2.根據權利要求1所述的水力旋轉噴射噴頭，其特征是旋轉頭(6)的壁上有螺釘孔， 在旋轉頭(6)的螺釘孔內有防轉螺釘(9)，防轉螺釘(9)旋緊，防轉螺釘(9)的內端部壓緊旋轉外殼( 下端螺紋。
3.根據權利要求1所述的水力旋轉噴射噴頭，其特征是在主軸(1)的上部臺階上有斜向螺孔，斜向螺孔的內端與主軸(1)與旋轉外殼( 之間的環形空間聯通；在主軸(1)下端外壁上套有兩個環形的油毛氈(11)，一個環形的油毛氈(11)在上部軸用擋圈(8)之上， 另一個環形的油毛氈(11)在下部軸用擋圈(8)之下；在主軸(1)上部臺階上的斜向螺孔內有固定一個螺栓(12)。
專利摘要水力旋轉噴射噴頭，應用于清潔油氣井井筒內泥沙。主軸下端外壁上有兩道軸用擋圈，在兩道軸用擋圈之間并在主軸下端外壁上自上而下有上部滾針軸承、環形墊片、上部推力球軸承、下部推力球軸承、環形墊片和下部滾針軸承。旋轉外殼中心孔內有環形凸起的臺階；旋轉頭螺紋固定在旋轉外殼的下端；在主軸中心孔下端的臺階環下部有壓縮彈簧和摩擦副。在旋轉頭下端有四個個噴嘴；其中有三個斜噴嘴。效果是高壓流體通過油管泵加壓，通過油管輸送到旋轉噴嘴，當壓力升高到一定值后，噴頭旋轉帶動噴嘴轉動，在井底形成合理的流場速度提高沖砂效率。結構簡單、易拆卸和組裝，性能可靠，現場作業成功率高。
文檔編號E21B21/00GK202152652SQ20112025038
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者尹強, 張華禮, 易德正, 譚宏兵, 鄧友超 申請人:中國石油天然氣股份有限公司