[发明专利]一种油井涡轮分流设备

说明书

本发明公开了一种油井涡轮分流设备，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。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种油井涡轮分流设备。

背景技术

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

本发明所要解决的技术问题是：提供一种油井涡轮分流设备，通过在涡轮前增设油井涡轮分流设备，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。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种油井涡轮分流设备，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。

所述在滤筒上端部固定有导流罩。

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。

本发明的有益效果是：

本发明由阀座、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

图1本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种油井涡轮分流设备，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9，在阀杆10顶端，以螺母3将弹簧4与垫片7轴向压紧，构成弹簧预紧系统。按照设定的预紧力，将阀杆10与阀座5形成的开关阀关闭。涡轮本体11上安装有导流罩2和滤筒8，导流罩2可以使弹簧预紧系统不受钻井液冲蚀；滤筒8对流经开关阀的钻井液进行过滤，防止钻井液的杂物卡住开关阀。

本发明的工作过程如下：在钻井过程中，当钻井液的排量比较小，涡轮压降小于弹簧预紧系统压力时，阀杆10处于初始状态，流入涡轮叶片6的钻井液排量为钻铤1内钻井液排量；当钻井液排量增大，涡轮压降大于弹簧预紧系统的压力时，钻井液推动阀杆10向下运动，一部分钻井液流过阀座孔9，从而降低涡轮压降，当涡轮压降与弹簧预紧系统的压力相等的时候，流入涡轮叶片的钻井液排量保持不变，有效分流钻井液，避免流入涡轮的钻井液排量过大导致涡轮转速过高，确保涡轮平稳工作。