本發(fā)明涉及推進(jìn)器，具體涉及液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器。

背景技術(shù)：

1、鉆進(jìn)作業(yè)中的液力推進(jìn)器的作用在于：提高鉆進(jìn)效率、保護(hù)鉆頭/鉆具，并結(jié)合了機(jī)械沖擊振動(dòng)和水力脈沖對(duì)鉆頭施加壓力，利用液體的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，?從而驅(qū)動(dòng)鉆頭進(jìn)行鉆探作業(yè)。

2、結(jié)合上述內(nèi)容需要說(shuō)明的是：推進(jìn)器的本質(zhì)在于液體（鉆井液）的注入/釋放兩過程中所產(chǎn)生的動(dòng)力，可以參照脈沖式動(dòng)力結(jié)構(gòu)，但是針對(duì)井道結(jié)構(gòu)特性來(lái)說(shuō)，在鉆井液“釋放動(dòng)力”這一過程中，動(dòng)力并非完全沿平行于鉆頭鉆進(jìn)方向作用到鉆頭位置上，反之而是產(chǎn)生向外部不定向的力擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，這一狀態(tài)時(shí)會(huì)“增大”推進(jìn)器的振動(dòng)幅度而直接影響到鉆頭的工作效率及推進(jìn)器自身的工作穩(wěn)定性，也會(huì)出現(xiàn)鉆頭動(dòng)力脫壓頻繁發(fā)生、跳鉆、影響井道結(jié)構(gòu)等問題。

3、對(duì)此本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，針對(duì)鉆井作業(yè)中的推進(jìn)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，受井道結(jié)構(gòu)限制，在鉆井液“釋放動(dòng)力”這一過程中，動(dòng)力釋放方向并非完全指向鉆頭鉆進(jìn)方向，從而其中一部分動(dòng)力導(dǎo)致整體推進(jìn)器產(chǎn)生不定向振動(dòng)，直接影響到鉆頭工作效率、推進(jìn)器自身穩(wěn)定性，甚至影響到井道結(jié)構(gòu)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，包括定向套管、脈沖節(jié)管、震蕩節(jié)管、脈沖組件、射流組件和節(jié)流盤組件，所述脈沖組件設(shè)置在脈沖節(jié)管中，所述射流組件和節(jié)流盤組件設(shè)置在震蕩節(jié)管中；

3、所述脈沖節(jié)管、震蕩節(jié)管對(duì)應(yīng)脈沖組件和射流組件的中間位置上設(shè)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(jié)管到震蕩節(jié)管的方向依次設(shè)置；

4、所述重力擺組件包括中間球套、重力擺球套、下限倉(cāng)塊和上限倉(cāng)塊，所述限流組件包括中心環(huán)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(jié)管到震蕩節(jié)管的方向依次設(shè)置，所述重力擺球套位于中間球套內(nèi)部，且重力擺球套中開設(shè)有對(duì)應(yīng)脈沖節(jié)管、震蕩節(jié)管的流道，所述下限倉(cāng)塊和上限倉(cāng)塊分別安裝在重力擺球套中流道的上下兩側(cè)內(nèi)部位置中。

5、進(jìn)一步設(shè)置為：所述脈沖節(jié)管對(duì)應(yīng)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(jié)管的圓心點(diǎn)呈環(huán)形陣列設(shè)置，且斜套口中滑動(dòng)安裝有定向?qū)U，所述定向?qū)U末端位置上設(shè)置有滾珠。

6、進(jìn)一步設(shè)置為：所述定向?qū)U沿重力擺組件到限流組件的方向呈傾斜設(shè)置，且定向?qū)U對(duì)應(yīng)滾珠和斜套口的中間位置上設(shè)置有連接彈簧。

7、進(jìn)一步設(shè)置為：所述中間球套安裝在脈沖節(jié)管上，所述重力擺球套與中間球套的圓心點(diǎn)處于同一點(diǎn)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(jié)管的圓心點(diǎn)呈環(huán)形陣列設(shè)置。

8、進(jìn)一步設(shè)置為：所述中間球套內(nèi)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(cāng)塊和上限倉(cāng)塊的設(shè)置方向與流道的設(shè)置方向相垂直；

9、所述下限倉(cāng)塊內(nèi)部為實(shí)心狀，且下限倉(cāng)塊設(shè)置為配重定塊，所述上限倉(cāng)塊內(nèi)部設(shè)置為空心狀，且上限倉(cāng)塊中填充有流體并設(shè)置為配重活塊。

10、進(jìn)一步設(shè)置為：所述中心環(huán)座在震蕩節(jié)管內(nèi)壁位置中為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且中心環(huán)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(huán)座、后環(huán)座，對(duì)應(yīng)所述中葉輪、前葉輪和后葉輪中圓心點(diǎn)位置上設(shè)置有連桿。

11、進(jìn)一步設(shè)置為：所述前環(huán)座、后環(huán)座外直徑小于震蕩節(jié)管的內(nèi)直徑，且前環(huán)座、后環(huán)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(diǎn)呈環(huán)形陣列設(shè)置，且弧形碰桿末端位置上呈球體，所述弧形碰桿沿對(duì)應(yīng)中葉輪、前葉輪和后葉輪的旋轉(zhuǎn)方向呈彎曲弧形狀。

12、進(jìn)一步設(shè)置為：所述中葉輪、前葉輪和后葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。

13、進(jìn)一步設(shè)置為：所述連桿對(duì)應(yīng)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(diǎn)位置上安裝有對(duì)應(yīng)球頭的球套，所述連桿一端與后葉輪之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

14、本發(fā)明具備下述有益效果：

15、整體結(jié)構(gòu)以常規(guī)液力推進(jìn)器結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，在不改變其基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)了重力擺組件和限流組件兩種結(jié)構(gòu)總成，其本質(zhì)在于配合到不同結(jié)構(gòu)外形的井道外形，受重力場(chǎng)作用，其中的重力擺球套可以進(jìn)行自由擺正從而“強(qiáng)制限制”鉆井液的流動(dòng)方式，對(duì)此還需要說(shuō)明的是：其中的上限倉(cāng)塊和下限倉(cāng)塊相較于重力擺球套可以進(jìn)行“二次擺動(dòng)”，從而限制了鉆井液針對(duì)于重力擺球套的“釋放過程”，在鉆井液“強(qiáng)制釋放”過程中，可以進(jìn)一步作用到定向?qū)U中，使定向?qū)U進(jìn)行不定距的延伸，主要是配合井道內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，可以對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步維穩(wěn)；

16、針對(duì)限流結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的是：其中的前葉輪和后葉輪也會(huì)在重力場(chǎng)作用下進(jìn)行自由擺動(dòng)，且受鉆井液流動(dòng)/釋放這一過程的影響，前葉輪、中葉輪和后葉輪進(jìn)行定向旋轉(zhuǎn)，但關(guān)鍵在于：其中的前葉輪和后葉輪會(huì)因?yàn)檫B桿的自由擺動(dòng)過程，二者的傾斜角度發(fā)生明顯區(qū)別，但是又因?yàn)槭茔@井液釋放過程，“強(qiáng)制撥正”鉆井液的釋放方向，其本質(zhì)是：降低動(dòng)力向外部的不定向擴(kuò)散程度，使鉆井液的動(dòng)力得到充分利用，避免因?yàn)橄蛲獠康牟欢ㄏ驍U(kuò)散過程加劇整體推進(jìn)器的橫向/縱向的振動(dòng)幅度，用于維持整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，包括定向套管（1）、脈沖節(jié)管（2）、震蕩節(jié)管（4）、脈沖組件（201）、射流組件（401）和節(jié)流盤組件（402），其特征在于，所述脈沖組件（201）設(shè)置在脈沖節(jié)管（2）中，所述射流組件（401）和節(jié)流盤組件（402）設(shè)置在震蕩節(jié)管（4）中；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述脈沖節(jié)管（2）對(duì)應(yīng)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(jié)管（2）的圓心點(diǎn)呈環(huán)形陣列設(shè)置，且斜套口（8）中滑動(dòng)安裝有定向?qū)U（21），所述定向?qū)U（21）末端位置上設(shè)置有滾珠（10）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述定向?qū)U（21）沿重力擺組件到限流組件的方向呈傾斜設(shè)置，且定向?qū)U（21）對(duì)應(yīng)滾珠（10）和斜套口（8）的中間位置上設(shè)置有連接彈簧（9）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述中間球套（3）安裝在脈沖節(jié)管（2）上，所述重力擺球套（7）與中間球套（3）的圓心點(diǎn)處于同一點(diǎn)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(jié)管（2）的圓心點(diǎn)呈環(huán)形陣列設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述中間球套（3）內(nèi)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(cāng)塊（12）和上限倉(cāng)塊（13）的設(shè)置方向與流道的設(shè)置方向相垂直；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述中心環(huán)座（5）在震蕩節(jié)管（4）內(nèi)壁位置中為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且中心環(huán)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(huán)座（11）、后環(huán)座（20），對(duì)應(yīng)所述中葉輪（17）、前葉輪（19）和后葉輪（14）中圓心點(diǎn)位置上設(shè)置有連桿（15）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述前環(huán)座（11）、后環(huán)座（20）外直徑小于震蕩節(jié)管（4）的內(nèi)直徑，且前環(huán)座（11）、后環(huán)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(diǎn)呈環(huán)形陣列設(shè)置，且弧形碰桿（18）末端位置上呈球體，所述弧形碰桿（18）沿對(duì)應(yīng)中葉輪（17）、前葉輪（19）和后葉輪（14）的旋轉(zhuǎn)方向呈彎曲弧形狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述中葉輪（17）、前葉輪（19）和后葉輪（14）的旋轉(zhuǎn)方向一致。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，其特征在于，所述連桿（15）對(duì)應(yīng)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(diǎn)位置上安裝有對(duì)應(yīng)球頭（16）的球套，所述連桿（15）一端與后葉輪（14）之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了液力穩(wěn)定震蕩推進(jìn)器，涉及推進(jìn)器技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)常規(guī)的液力推進(jìn)器結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，在不改變其基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)重力擺組件和限流組件兩種結(jié)構(gòu)總成，二者不會(huì)影響到整體結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)行狀態(tài)，但是以運(yùn)行過程中的鉆井液為“動(dòng)力源”實(shí)現(xiàn)自主動(dòng)作，其本質(zhì)是：整體結(jié)構(gòu)配合井道外形的不同角度而進(jìn)行自由傾斜，從而配合重力場(chǎng)作用重力擺球套進(jìn)行定向擺正，以及前葉輪和后葉輪配合連桿進(jìn)行強(qiáng)制擺正，具體過程中是鉆井液流經(jīng)重力擺球套、前葉輪、后葉輪時(shí)，經(jīng)過“被動(dòng)形式”的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)鉆井液進(jìn)行“強(qiáng)制定向限流”，其目的在于：配合不同角度的井道外形結(jié)構(gòu)，通過“定向”釋放鉆井液，降低向外部不定向的力擴(kuò)散程度，維持整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志坤,程宇,黎勝國(guó),徐春祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：牡丹江瑞泰石油機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21