叶轮驱动具有加压推进功能的减摩扶正器的制作方法

本实用新型涉及一种用于石油钻井领域，可为钻柱提供轴向推进力的叶轮驱动具有加压推进功能的减摩扶正器。

背景技术：

在石油天然气开采领域，随着常规油气资源逐渐枯竭，使得石油钻井不断向深井、水平井和大位移井方向发展，与常规钻井不同，在水平井、大位移井钻井过程钻柱与井壁摩擦阻力更大。井眼内的钻柱与井壁的摩阻由径向摩擦扭矩和轴向摩擦阻力组成，钻井方式主要是滑动钻进，钻柱在井眼曲率较大或水平段较长的井段，由于钻柱所受重力方向与井眼轴线方向有很大偏差，井壁差异以及岩屑上返困难等原因，使得钻柱总是贴着井壁滑动，接触面积会比常规井大很多，造成钻柱送进困难，无法有效控制井眼轨迹，严重制约井眼长度的延伸，影响钻井质量。

在钻井过程中，为了降低钻柱与井壁之间的摩擦，有效延伸井眼长度，会普遍使用安装有滚轮的减摩扶正器，将钻柱与井眼之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，然而，常规的滚轮扶正器仅仅能够在一定程度上起到降摩减阻的作用，随着井深的增加，特别是水平段井眼长度的延伸，始终难以保证钻柱的有效送进与钻压的传递。因此，钻井过程中需要一种能够在降低钻柱与井眼摩擦的同时提供主动推进的实用扶正器。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所述的水平井、大位移井钻井过程中存在的钻柱与井壁摩擦阻力大，钻柱送进困难，井眼延伸受限等问题，实现对钻柱的主动送进，有效传递钻压，准确控制井眼轨迹，降低钻井成本，本实用新型提供了一种叶轮驱动具有加压推进功能的减摩扶正器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：叶轮驱动具有加压推进功能的减摩扶正器，由动力端和扶正端组成，其特征在于：所述的动力端包括上接头、紧固螺母、叶轮、叶轮轴、轴密封圈、套筒密封圈、轴套、导流壳、O型密封圈、套筒、上密封圈、中心管；所述的扶正端包括蜗杆、蜗杆座、轴承、下密封圈、下接头、扶正筒、蜗轮座、蜗轮、销轴、螺栓；所述的上接头、扶正筒和下接头依次通过螺纹连接；将轴套、导流壳、叶轮依次安装在叶轮轴上，叶轮为螺旋叶片结构，通过紧固螺母固定在在叶轮轴上，导流壳通过套筒实现轴向定位，叶轮轴、轴套和导流壳之间分别通过轴密封圈、套筒密封圈进行密封，导流壳和叶轮轴之间通过O型密封圈密封，防止钻井液进入；所述的叶轮轴与中心管、蜗杆和蜗杆座由上至下依次通过螺纹连接，中心管心部开有盲孔，中部周向均匀设置有与盲孔连通的三个斜孔，下部加工有安装上密封圈的密封槽，蜗杆座下部用下密封圈与扶正筒密封，通过下接头实现轴向定位；所述的扶正筒为凸棱式结构，周向均匀布置有三个棱台，每个棱台上开有安装蜗轮的凹槽，凹槽与扶正筒中部通孔连通；所述的蜗轮安装在棱台上的凹槽内，并通过销轴、蜗轮座及螺栓与扶正筒相连接，蜗轮与蜗杆相互啮合，实现蜗杆与蜗轮之间的传动，蜗轮在井壁上滚动为钻柱提供轴向推进力，从而降低井下钻具在钻进过程中与井壁之间的摩擦阻力，有效延伸井眼长度。

本实用新型与现有技术比较，其有益效果是：（1）叶轮驱动具有加压推进功能的减摩扶正器利用叶轮带动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮转动，为钻柱提供轴向推进力，改变了传统的钻柱送进方式，从而大大降低了井下钻具在钻进过程中与井壁之间的摩擦阻力，有效延伸井眼长度；（2）本实用新型采用独特的螺旋式叶片结构，利用钻井液驱动控制，简单可靠；（3）本实用新型结构简单，拆卸方便，可以有效缓解钻具下放遇阻或遇卡问题，更易于适应井下复杂的工况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-上接头，2-紧固螺母，、3-叶轮，4-叶轮轴，5-轴密封圈，6-套筒密封圈，7-轴套，8-导流壳，9- O型密封圈，10-套筒，11-上密封圈，12-中心管，13-蜗杆，14-蜗杆座，15-轴承，16-下密封圈，17-下接头，18-扶正筒，19-蜗轮座，20-蜗轮，21-销轴。

图2为本实用新型图1中A-A面的截面图。

图3为本实用新型图1中B-B面的截面图。

图4为本实用新型扶正端的结构示意图。

图中：22-螺栓。

图5为本实用新型扶正端的三维示意图。

图6为本实用新型扶正筒的三维示意图。

图7为本实用新型导流壳的三维示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

根据附图所示，叶轮驱动具有加压推进功能的减摩扶正器，由动力端和扶正端组成，其特征在于：所述的动力端包括上接头1、紧固螺母2、叶轮3、叶轮轴4、轴密封圈5、套筒密封圈6、轴套7、导流壳8、O型密封圈9、套筒10、上密封圈11、中心管12；所述的扶正端包括蜗杆13、蜗杆座14、轴承15、下密封圈16、下接头17、扶正筒18、蜗轮座19、蜗轮20、销轴21、螺栓22；所述的上接头1、扶正筒18和下接头17依次通过螺纹连接；将轴套7、导流壳8、叶轮3依次安装在叶轮轴4上，叶轮3为螺旋叶片结构，通过紧固螺母2固定在叶轮轴4上，导流壳8通过套筒10实现轴向定位，叶轮轴4、轴套7和导流壳8之间分别通过轴密封圈5、套筒密封圈6进行密封，导流壳8和叶轮轴4之间通过O型密封圈9密封，防止钻井液进入；所述的叶轮轴4与中心管12、蜗杆13和蜗杆座14由上至下依次通过螺纹连接，中心管12心部开有盲孔，中部周向均匀设置有与盲孔连通的三个斜孔，下部加工有安装上密封圈11的密封槽，蜗杆座14中部安装有轴承15，下部通过下密封圈16与扶正筒18实现密封，利用下接头17进行轴向定位；所述的扶正筒18为凸棱式结构，周向均匀布置有三个棱台，每个棱台上开有安装蜗轮20的凹槽，凹槽与扶正筒18中部通孔连通；所述的蜗轮20安装在棱台上的凹槽内，并通过销轴21、蜗轮座19及螺栓22与扶正筒18相连接，蜗轮20与蜗杆13相互啮合，实现蜗杆13与蜗轮20之间的传动。

本实用新型采用独特的螺旋式叶轮结构，利用钻井液驱动控制，钻井液流经叶轮（3），导流壳（8），然后通过中心管（12）上的斜孔进入蜗杆（13），最后经过蜗杆座（14）和下接头（17）流出，叶轮（3）带动中心管（12）和蜗杆（13）旋转，蜗杆（13）驱动蜗轮（20）转动，蜗轮（20）在井壁上滚动为钻柱提供轴向推进力，从而降低井下钻具在钻进过程中与井壁之间的摩擦阻力，有效延伸井眼长度。