[其他]高壓噴射噴嘴脈沖射流調節裝置

無效

• 申請號: 85100562
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100562B
• 公開（公告）日: 1988-01-27
• 發明（設計）人: 王世烈
• 申請（專利權）人: 王世烈
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;B05B12/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明可以用于石油鉆井、采礦、坑道、加工、建筑等工業，是一種破碎、切割、清洗技術。

由管柱內部液流產生脈動射流的裝置，可以由渦輪軸帶動葉片旋轉，交替開通或關閉閥孔而產生，但現有技術中，閥孔不能全部關閉，而要保留部分液流繼續流動的旁孔，否則渦輪軸不能連續轉動。葉片也不能提離孔板，因為沒有自動機構。反映這些問題的文件請參閱：

歐洲專利，公布號0131451

本發明的目的是為了使脈沖壓力最大限度的提高，并使管柱裝置在不工作時流道通暢，本發明的裝置可以在工作時一瞬間全部關閉閥孔。

本發明的優點是可產生最大限度的附加水擊壓力，脈沖峰值可達到最大，葉片在不工作時可提高孔板，保持流道暢通，這點在石油鉆井中是重要的。離心慣性裝置使葉片連續轉動。

圖1是本發明的一個實施例的縱向剖面圖。

圖2是圖1的A-A剖面圖。

圖3是圖1的B-B剖面圖。

圖4是本發明的另一個實施例的縱向剖面圖。

圖5是圖4的A-A剖面圖。

在圖1、2、3中，流體通過固定于管柱外筒10上的渦輪定子7，推動渦輪轉子6、渦輪軸8、立軸15、葉片22旋轉，渦輪軸8懸掛于軸承座5和軸承4上，初始彈簧11處于壓縮狀態，其彈力平衡立軸15上各部件所受的流體沖擊力，當流體達到額定排量時，立軸15轉動加快，離心重快18的離心力克服拉伸彈簧27的彈力向外移動，其頂部的阻力面積增加，流體對其頂面的沖擊力增加，立軸15被推動，葉片22下移，此時，防沖彈簧12起作用，防止葉片22下移過快，當葉片下移接近底板23時，防吸彈簧14起作用，克服噴嘴25的空吸力，葉片22在底板23〈DP〉上靠扭力和慣性力滑動旋轉，底板23固定在鉆頭26的內腔中，葉片22旋轉時關閉或開通鉆頭噴嘴25交替進行，關閉的瞬間，由于流體的慣性和壓縮性，流速突然改變，導致壓能的急劇變化，開通的瞬間，壓能變成速度能，噴嘴25發射出不連續的高壓脈沖射流。

葉片22的葉片數可以與鉆頭噴嘴數一致，也可以不一致，即可以在某瞬間全部蓋住或留有孔眼，當排量一定時，前者的脈沖射流速度峰值比后者高，但前者的水擊力大，后者的水擊力小。為了增加葉片22、底板23的耐磨性和強度，必須采用高強度高耐磨的硬質合金或進行噴涂耐磨層等措施，并且要求使底板23上受到正壓力減小，以減小摩擦力，減少葉片22和底板23的磨損，調節各個彈簧的彈力，調節受沖擊力的面積，可以做到這點，更換大小不同的沖力調節板20，可以調節沖擊力和空吸力之間大小的關系，減小葉片22上因關閉和開通噴嘴25而造成的壓力波動。

防震接頭19的作用在于減少葉片22的上下震動，也調節因軸承4的磨損而出現的上下距離誤差，其結構是方套28上下各有蝶形彈簧29或裝其它彈性體。萬向節21是為了調節葉片22和立軸15之間的角度和軸向偏差。葉片22和底板23之間靠流體本身潤滑。

所有部件都處于高壓流體及渦流中，并有水擊現象發生，所以要求對零部件表面進行耐磨、耐蝕、強度處理。在本裝置為水平放置、或長度很長時，要設計扶正裝置，作內部軸件的扶正。

在流體排量達不到額定值時，離心重塊18的離心力減小，在彈簧27作用下，向方套16靠攏，受沖擊力減小，葉片22在彈簧11、12、14作用下提高底板23。

葉片可以設計成各種形態，可以是彎把單葉片、多葉片、開孔盤形葉片，對稱或不對稱的，開孔、開口也可以多種形態。噴嘴25可以是一般聚能噴嘴，也可以是特殊的氣穴噴嘴。

渦輪轉子6產生的扭距由渦輪的級數、排量、渦輪的結構尺寸等決定，渦輪的轉速與排量成正比，根據葉片22的摩擦阻力和其它阻力來決定渦輪的級數。渦輪轉子6的轉向，即葉片22的轉向，可以設計成與鉆頭26的轉向一致或相反，在排量一定時，前者的脈沖頻率減少，后者的脈沖頻率增加，例如排量24升/秒，渦輪轉速為600轉/分，鉆頭轉速75轉/分，噴嘴為3個，葉片的葉片數為3個，渦輪與鉆頭轉向相同時，每個噴嘴的脈沖頻率為（600-75）÷60×3＝26.25次/秒，渦輪與鉆頭轉向相反時，脈沖頻率為（600+75）÷60×3＝33.75次/秒，當鉆頭與渦輪轉速相同時，應設計成轉向相反，否則二者相對靜止，不會產生脈沖射流。

無論在地面或地下，脈沖頻率可以由測頻儀測得，水擊波脈沖轉化為電脈沖信號，再經電纜送到二次儀表，在地下時，特別是井深時，水擊波由于含氣流體的可壓縮性和管柱的彈性，傳播速度大為降低，測頻儀靈敏度高時才能測出。