专利名称：螺旋面换向螺杆马达增压器的制作方法
技术领域：
在一些深井、超深井钻井过程中，常常会遇到岩层比较复杂的地段，钻井速度非常慢。为此特设计一种螺旋面换向螺杆马达增压器，以提高钻井速度，减少钻井时间。
背景技术：
目前超高压射流技术在钻井领域得到了广泛的应用，当喷射液流的压力超过岩石的强度时，钻井速度就会大幅度提高。现有的增压措施大致可分为两种一种是对钻井液地面增压，即在地面上将全部的钻井液进行增压，然后将增压后的钻井液通过钻柱输送到钻头的喷嘴，以达到破岩增速的目的。但是地面增压由于受到增压管路的制约，增压过程中压力损耗大，能效比很差，因此没有得到广泛应用。另一种就是井下增压，已经问世的有静压式增压器和射流式增压器，工作原理都是通过井下近钻头增压器将部分钻井液增至高压。由于这些增压装置都有比较复杂的液压换向机构，增加了其制造难度，而且内部的振动冲击比较大，造成零部件磨损比较严重，工作寿命较短。基于以上分析研究，为了改善上述增压措施中的不足，我们设计出一种螺旋面换向螺杆马达增压器。
发明内容本实用新型的目的就是将部分钻井液在井下增压，提高钻井速度，解决钻井速度慢的问题，同时克服了已有增压泵存在的寿命短的缺陷。本实用新型的技术方案是在分为三节的外壳内，从上而下安装有螺杆马达1， 螺旋面主动轴2，螺旋面花键轴3，弹簧4，外壳5，防滑止动螺母6，过滤筒体7，弹簧销轴8， 柱塞9，柱塞筒体10，进液阀11，阀芯12和排液阀13，螺旋面主动轴2与螺旋面花键轴3之间的接触面是一副螺旋面。螺杆马达1作为动力源带动着螺旋面主动轴2 —起旋转，通过螺旋面花键轴3和弹簧4的作用将输入的旋转运动转换为上下往复运动，从而带动过滤筒体7和柱塞9作上下往复运动，使一部分钻井液从进液阀吸入，从排液阀排出，达到增压的目的。本实用新型驱动用的螺杆马达技术成熟、可靠；所设计的上下螺旋面换向机构，结构简单，容易加工，使用寿命长。所安装的液体入口过滤装置，能够防止较大颗粒进入泵体， 减少运动部件磨损，避免喷嘴堵塞。进液阀设计在柱塞内部，减小泵体体积。
附图是本实用新型的结构简图，其中左边的“A-A”图为从主视图中所取的断面图， 说明该断面处的结构情况。
具体实施方式
作为动力源的螺杆马达1，通过丝扣与螺旋面主动轴2连接，带动其一起转动；同时将力传到螺旋面花键轴3上，螺旋面花键轴安装在壳体5上的内花键里，由于花键的导向作用，花键轴3只能往下做直线运动；当螺旋面到达最高点后，安装在花键轴和壳体之间的弹簧4推动花键轴往上运动，完成一个往复周期。螺旋面花键轴3进而带动过滤筒体7和柱塞9 一起上下往复运动，上升时，装在柱塞9下端的进液阀11打开，下降时，装在柱塞筒体10下端的排液阀13打开，从而达到增压的目的。 为了便于组装，整个外壳采用三节，通过螺纹联接而成，其中上端的外壳5上加工有内花键；螺旋面花键轴3与过滤筒体7通过螺纹联接，并安装一个防滑止动螺母6，以免松动；过滤筒体7与柱塞9通过弹簧销轴8联接，方便了安装；过滤筒体7保证吸入的钻井液中不会有大颗粒，起到保护增压器的作用，本过滤装置由于设计在钻井液的主流道中，受到液流的冲洗，故同时具有自清洗功能，不会堵塞；进液阀11设计在柱塞内部，从而减小了增压器的体积；阀芯采用锥面密封。
权利要求1.一种用于提高油田钻井速度的螺旋面换向螺杆马达增压器，其特征是在分为三节的外壳内，从上而下安装有螺杆马达(1)，螺旋面主动轴O)，螺旋面花键轴(3)，弹簧(4)， 外壳(5)，防滑止动螺母(6)，过滤筒体(7)，弹簧销轴(8)，柱塞(9)，柱塞筒体(10)进液阀 (11)，阀芯(12)和排液阀(13)。
2.根据权利要求1所述的增压器，其特征是螺旋面主动轴( 与螺旋面花键轴(3)之间的接触面是一副螺旋面。
3.根据权利要求1所述的增压器，其特征是螺旋面花键轴C3)下端的外花键安装在外壳(5)的内花键里，中间安装一个弹簧G)。
4.根据权利要求1所述的增压器，其特征是螺旋面花键轴C3)下端通过螺纹与过滤筒体(7)联接，并采用了防滑止动螺母(6)。
5.根据权利要求1所述的增压器，其特征是过滤筒体(7)与柱塞通过弹簧销轴(8)联接。
6.根据权利要求1所述的增压器，其特征是阀芯(1 的密封面为锥面，进液阀(11) 安装在柱塞(9)内部。
专利摘要本实用新型提供了一种螺旋面换向螺杆马达增压器，用于提高油田钻井速度。该增压器外壳分为三节，壳内设计有螺旋面主动轴、螺旋面花键轴、弹簧、过滤筒体、柱塞等零件。螺杆马达作为动力源带动着螺旋面主动轴一起旋转，通过螺旋面花键轴和弹簧的作用将输入的旋转运动转换为上下往复运动，从而带动过滤筒体和柱塞作上下往复运动，使一部分钻井液从进液阀吸入，从排液阀排出，达到增压的目的。本实用新型驱动用的螺杆马达技术成熟；所设计的上下螺旋面换向机构，结构简单；所安装的液体入口过滤装置，能够防止较大颗粒进入泵体，避免喷嘴堵塞；过滤筒与柱塞之间采用了弹簧销轴连接，装卸方便；进液阀设计在柱塞内部，减小泵体体积。
文档编号F04B53/00GK202056034SQ20112006216
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者张振国, 徐依吉, 成植刚, 赵军友, 赵峰, 邹俊艳 申请人:中国石油大学(华东)