液力穩定震蕩推進器的制作方法

本發明涉及推進器，具體涉及液力穩定震蕩推進器。

背景技術：

1、鉆進作業中的液力推進器的作用在于：提高鉆進效率、保護鉆頭/鉆具，并結合了機械沖擊振動和水力脈沖對鉆頭施加壓力，利用液體的壓力來實現能量的轉換和傳遞，?從而驅動鉆頭進行鉆探作業。

2、結合上述內容需要說明的是：推進器的本質在于液體（鉆井液）的注入/釋放兩過程中所產生的動力，可以參照脈沖式動力結構，但是針對井道結構特性來說，在鉆井液“釋放動力”這一過程中，動力并非完全沿平行于鉆頭鉆進方向作用到鉆頭位置上，反之而是產生向外部不定向的力擴散運動，這一狀態時會“增大”推進器的振動幅度而直接影響到鉆頭的工作效率及推進器自身的工作穩定性，也會出現鉆頭動力脫壓頻繁發生、跳鉆、影響井道結構等問題。

3、對此本申請提出了一種解決方案。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供液力穩定震蕩推進器，針對鉆井作業中的推進器結構進行說明，受井道結構限制，在鉆井液“釋放動力”這一過程中，動力釋放方向并非完全指向鉆頭鉆進方向，從而其中一部分動力導致整體推進器產生不定向振動，直接影響到鉆頭工作效率、推進器自身穩定性，甚至影響到井道結構。

2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現：液力穩定震蕩推進器，包括定向套管、脈沖節管、震蕩節管、脈沖組件、射流組件和節流盤組件，所述脈沖組件設置在脈沖節管中，所述射流組件和節流盤組件設置在震蕩節管中；

3、所述脈沖節管、震蕩節管對應脈沖組件和射流組件的中間位置上設置有重力擺組件和限流組件，所述重力擺組件和限流組件沿脈沖節管到震蕩節管的方向依次設置；

4、所述重力擺組件包括中間球套、重力擺球套、下限倉塊和上限倉塊，所述限流組件包括中心環座、中葉輪、前葉輪和后葉輪，所述前葉輪、中葉輪和后葉輪沿脈沖節管到震蕩節管的方向依次設置，所述重力擺球套位于中間球套內部，且重力擺球套中開設有對應脈沖節管、震蕩節管的流道，所述下限倉塊和上限倉塊分別安裝在重力擺球套中流道的上下兩側內部位置中。

5、進一步設置為：所述脈沖節管對應重力擺組件和限流組件的中間位置上安裝有斜套口，所述斜套口沿脈沖節管的圓心點呈環形陣列設置，且斜套口中滑動安裝有定向導桿，所述定向導桿末端位置上設置有滾珠。

6、進一步設置為：所述定向導桿沿重力擺組件到限流組件的方向呈傾斜設置，且定向導桿對應滾珠和斜套口的中間位置上設置有連接彈簧。

7、進一步設置為：所述中間球套安裝在脈沖節管上，所述重力擺球套與中間球套的圓心點處于同一點位置上，且重力擺球套外壁位置上安裝有弧形間條，所述弧形間條沿脈沖節管的圓心點呈環形陣列設置。

8、進一步設置為：所述中間球套內壁半徑與重力擺球套外壁半徑之差等于弧形間條的厚度，所述下限倉塊和上限倉塊的設置方向與流道的設置方向相垂直；

9、所述下限倉塊內部為實心狀，且下限倉塊設置為配重定塊，所述上限倉塊內部設置為空心狀，且上限倉塊中填充有流體并設置為配重活塊。

10、進一步設置為：所述中心環座在震蕩節管內壁位置中為轉動連接，且中心環座與中葉輪之間為固定連接，所述前葉輪、后葉輪外部分別安裝有前環座、后環座，對應所述中葉輪、前葉輪和后葉輪中圓心點位置上設置有連桿。

11、進一步設置為：所述前環座、后環座外直徑小于震蕩節管的內直徑，且前環座、后環座外壁位置上均安裝有弧形碰桿，所述弧形碰桿沿連桿的圓心點呈環形陣列設置，且弧形碰桿末端位置上呈球體，所述弧形碰桿沿對應中葉輪、前葉輪和后葉輪的旋轉方向呈彎曲弧形狀。

12、進一步設置為：所述中葉輪、前葉輪和后葉輪的旋轉方向一致。

13、進一步設置為：所述連桿對應中葉輪和前葉輪的位置上安裝有球頭，所述中葉輪和前葉輪的圓心點位置上安裝有對應球頭的球套，所述連桿一端與后葉輪之間為轉動連接。

14、本發明具備下述有益效果：

15、整體結構以常規液力推進器結構為基礎，在不改變其基本結構的基礎上增設了重力擺組件和限流組件兩種結構總成，其本質在于配合到不同結構外形的井道外形，受重力場作用，其中的重力擺球套可以進行自由擺正從而“強制限制”鉆井液的流動方式，對此還需要說明的是：其中的上限倉塊和下限倉塊相較于重力擺球套可以進行“二次擺動”，從而限制了鉆井液針對于重力擺球套的“釋放過程”，在鉆井液“強制釋放”過程中，可以進一步作用到定向導桿中，使定向導桿進行不定距的延伸，主要是配合井道內壁結構，可以對整體結構進行初步維穩；

16、針對限流結構進行說明的是：其中的前葉輪和后葉輪也會在重力場作用下進行自由擺動，且受鉆井液流動/釋放這一過程的影響，前葉輪、中葉輪和后葉輪進行定向旋轉，但關鍵在于：其中的前葉輪和后葉輪會因為連桿的自由擺動過程，二者的傾斜角度發生明顯區別，但是又因為受鉆井液釋放過程，“強制撥正”鉆井液的釋放方向，其本質是：降低動力向外部的不定向擴散程度，使鉆井液的動力得到充分利用，避免因為向外部的不定向擴散過程加劇整體推進器的橫向/縱向的振動幅度，用于維持整體結構的運行穩定。

技術特征：

1.液力穩定震蕩推進器，包括定向套管（1）、脈沖節管（2）、震蕩節管（4）、脈沖組件（201）、射流組件（401）和節流盤組件（402），其特征在于，所述脈沖組件（201）設置在脈沖節管（2）中，所述射流組件（401）和節流盤組件（402）設置在震蕩節管（4）中；

2.根據權利要求1所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述脈沖節管（2）對應重力擺組件和限流組件的中間位置上安裝有斜套口（8），所述斜套口（8）沿脈沖節管（2）的圓心點呈環形陣列設置，且斜套口（8）中滑動安裝有定向導桿（21），所述定向導桿（21）末端位置上設置有滾珠（10）。

3.根據權利要求2所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述定向導桿（21）沿重力擺組件到限流組件的方向呈傾斜設置，且定向導桿（21）對應滾珠（10）和斜套口（8）的中間位置上設置有連接彈簧（9）。

4.根據權利要求1所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述中間球套（3）安裝在脈沖節管（2）上，所述重力擺球套（7）與中間球套（3）的圓心點處于同一點位置上且，且重力擺球套（7）外壁位置上安裝有弧形間條（6），所述弧形間條（6）沿脈沖節管（2）的圓心點呈環形陣列設置。

5.根據權利要求4所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述中間球套（3）內壁半徑與重力擺球套（7）外壁半徑之差等于弧形間條（6）的厚度，所述下限倉塊（12）和上限倉塊（13）的設置方向與流道的設置方向相垂直；

6.根據權利要求1所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述中心環座（5）在震蕩節管（4）內壁位置中為轉動連接，且中心環座（5）與中葉輪（17）之間為固定連接，所述前葉輪（19）、后葉輪（14）外部分別安裝有前環座（11）、后環座（20），對應所述中葉輪（17）、前葉輪（19）和后葉輪（14）中圓心點位置上設置有連桿（15）。

7.根據權利要求6所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述前環座（11）、后環座（20）外直徑小于震蕩節管（4）的內直徑，且前環座（11）、后環座（20）外壁位置上均安裝有弧形碰桿（18），所述弧形碰桿（18）沿連桿（15）的圓心點呈環形陣列設置，且弧形碰桿（18）末端位置上呈球體，所述弧形碰桿（18）沿對應中葉輪（17）、前葉輪（19）和后葉輪（14）的旋轉方向呈彎曲弧形狀。

8.根據權利要求7所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述中葉輪（17）、前葉輪（19）和后葉輪（14）的旋轉方向一致。

9.根據權利要求6所述的液力穩定震蕩推進器，其特征在于，所述連桿（15）對應中葉輪（17）和前葉輪（19）的位置上安裝有球頭（16），所述中葉輪（17）和前葉輪（19）的圓心點位置上安裝有對應球頭（16）的球套，所述連桿（15）一端與后葉輪（14）之間為轉動連接。

技術總結
本發明公開了液力穩定震蕩推進器，涉及推進器技術領域，針對常規的液力推進器結構來說，在不改變其基本結構的基礎上增設重力擺組件和限流組件兩種結構總成，二者不會影響到整體結構的基本運行狀態，但是以運行過程中的鉆井液為“動力源”實現自主動作，其本質是：整體結構配合井道外形的不同角度而進行自由傾斜，從而配合重力場作用重力擺球套進行定向擺正，以及前葉輪和后葉輪配合連桿進行強制擺正，具體過程中是鉆井液流經重力擺球套、前葉輪、后葉輪時，經過“被動形式”的機械運動對鉆井液進行“強制定向限流”，其目的在于：配合不同角度的井道外形結構，通過“定向”釋放鉆井液，降低向外部不定向的力擴散程度，維持整體結構的運行穩定。

技術研發人員：劉志坤,程宇,黎勝國,徐春祥
受保護的技術使用者：牡丹江瑞泰石油機械有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21