1.本实用新型属于石油开采设备，特别涉及一种水平井用双行程五级液力加压器。
背景技术：
2.目前在水平井、大位移井、大斜率井等特殊井眼的开采过程中，随着斜率的增加，钻杆、钻铤在水平方向上的分力越来越小，钻杆、钻铤与井壁之间的摩擦力越来越大，导致通过钻杆、钻铤传递给钻头的钻压不足以破岩。为了解决这个问题，大多会使用到液力加压器这种通过节流作用将泥浆动力转化为轴向动力，在井底产生钻压的设备来为钻头施加钻压。为了适应更多的地形特点，为钻头提供最合适的钻压，出现了许多可调节钻压式液力加压器，比如嵌入式液力加压器，但这类加压器容易出现变形、松动、寿命短、缸体柔性大、结构不稳定等缺点。
技术实现要素：
3.本实用新型目的是为了克服市场现有可调节钻压式液力加压器存在的易出现变形、松动、寿命短、缸体柔性大、结构不稳定等缺点，提供了一种新型水平井用双行程五级液力加压器，能够保证可调节钻压式液力加压器的刚度，能够在更为严苛的工作环境下正常稳定的工作。本实用新型所采用的技术方案是：
4.一种水平井用双行程五级液力加压器，主要由上接口1、缸筒a 2、缸筒b 3、缸筒c 4、缸筒d 5、缸筒e 6、缸筒f 7、缸筒g 8、缸筒h 9、花键筒10、花键轴11、喷嘴短接12、喷嘴13、u形密封圈a 14、支撑环a 15、u形密封圈b 16、挡圈a 17、五级活塞杆18、支撑环b 19、四级活塞杆20、挡圈b 21、u形密封圈c 22、三级活塞杆23、二级活塞杆24、支撑环c 25、一级活塞26、挡圈c 27和u形密封圈d 28组成，其特征在于：所述一级活塞26与二级活塞杆24之间通过直螺纹连接，一级活塞26和二级活塞杆24共同提供小钻压；二级活塞杆24和三级活塞杆23之间不固连；三级活塞杆23和四级活塞杆20通过锥螺纹连接，四级活塞杆20和五级活塞杆18通过锥螺纹连接，三级活塞杆23、四级活塞杆20、五级活塞杆18共同提供高钻压；花键轴11与五级活塞杆18通过锥螺纹连接，并与花键筒10配合为下部钻具传递钻压与扭矩；花键轴11与喷嘴短接接12通过锥螺纹连接，并放置喷嘴13，降低环空钻井液压力。
5.本实用新型的优点：通过改变工作活塞数量实现钻压的调节，不会使液力加压器的刚性降低，小钻压行程用于较软地层，由一级活塞26和二级活塞杆24施加钻压，能够保护钻头，减少钻井成本，大钻压行程用于较硬地层，由三级活塞杆23、四级活塞杆20和五级活塞杆18串联施加钻压，能够提高钻井效率，节约钻井时间。
附图说明
6.图1是本实用新型一种水平井用双行程五级液力加压器的结构示意图。
7.图2是图1(a—a)剖视图。
8.图中：1.上接口,2.缸筒a，3.缸筒b，4.缸筒c，5.缸筒d，6.缸筒e，7.缸筒f，8.缸筒
g，9.缸筒h，10.花键筒，11.花键轴，12.喷嘴短接，13.喷嘴，14.u形密封圈a，15.支撑环a，16.u形密封圈b，17.挡圈a，18.五级活塞杆，19.支撑环b，20.四级活塞杆，21.挡圈b，22.u形密封圈c，23.三级活塞杆，24.二级活塞杆，25.支撑环c，26.一级活塞，27.挡圈c，28.u形密封圈d。
具体实施方式
9.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
10.如图1、图2所示，本实用新型一种水平井用双行程五级液力加压器，主要主要由上接口1、缸筒a 2、缸筒b 3、缸筒c 4、缸筒d 5、缸筒e 6、缸筒f 7、缸筒g 8、缸筒h 9、花键筒10、花键轴11、喷嘴短接12、喷嘴13、u形密封圈a 14、支撑环a 15、u形密封圈b 16、挡圈a 17、五级活塞杆18、支撑环b 19、四级活塞杆20、挡圈b 21、u形密封圈c 22、三级活塞杆23、二级活塞杆24、支撑环c 25、一级活塞26、挡圈c 27和u形密封圈d 28组成。所述三级活塞杆23、四级活塞杆20和五级活塞杆18都设计有大钻压活塞和小钻压活塞，所述缸筒d 5、缸筒f 7和缸筒h 9的内径都设置有内凸台。各级缸筒之间通过锥螺纹连接传递扭矩，活塞杆与缸筒之家通过花键传递扭矩至钻头，各级活塞杆通过锥螺纹相互连接，活塞杆上的活塞和缸筒上的间隔套组成密封空间，产生轴向推力，产生加压效果。
11.当高压流体流经液力加压器后，通过安装在液力加压器下部分的喷嘴与钻头后，产生压降，进入环空。此时液力加压器内部的高压流体的压力比环空内流体的压力高。在小钻压行程，一级活塞26上端能够接触到高压流体，二级活塞杆24的上端通过一级活塞26上的水眼，能够接触到高压流体；一级活塞26的下端通过缸筒a 2上的水眼，能够接触到环空内部的低压流体，二级活塞24的下端通过缸筒b 3上的水眼，能够接触到环空内部的低压流体，一级活塞26与二级活塞杆24的上下两端由于接触到流体的压力差，故能够产生轴向推力给下部钻具。此时，三级活塞杆23上的水眼在由缸筒c 4和缸筒d 5组成的密封腔内；四级活塞杆20上的水眼在由缸筒e 6和缸筒f 7组成的密封腔内；五级活塞杆18上的水眼在由缸筒g 8和缸筒h 9组成的密封腔内，三级活塞杆23、四级活塞杆20和五级活塞杆18上的高压活塞没有接触到高压流体，故此时三级活塞杆23、四级活塞杆20和五级活塞杆18不能产生轴向推力给下部钻具。当液力加压器向下伸长300mm后，小钻压活塞组由于缸筒c 4的阻挡，不能再向下伸长，此时小钻压活塞组和大钻压活塞组分离，一级活塞26和二级活塞杆24不再继续工作。由于向下运行了300mm，u形密封圈c 22被缸筒d 5、缸筒f 7、缸筒h 9上的内凸台压紧产生密封，u形密封圈b 16被三级活塞杆23、四级活塞杆20、五级活塞杆18压紧产生密封；三级活塞杆23上的水眼伸出由缸筒c 4和缸筒d 5组成的密封腔，钻井液通过水眼流入由缸筒d 5和三级活塞杆23组成的密封腔内；四级活塞杆20上的水眼伸出由缸筒e 6和缸筒f 7组成的密封腔，钻井液通过水眼流入缸筒f 7和四级活塞杆20组成的密封腔内；五级活塞杆18上的水眼伸出由缸筒g 8和缸筒h 9组成的密封腔，钻井液通过水眼流入由缸筒h 9和五级活塞杆18组成的密封腔内。
12.高压钻井液通过三级活塞杆23上的水眼、四级活塞杆20上的水眼和五级活塞杆18上的水眼与三级活塞杆、四级活塞杆和五级活塞杆的高压活塞接触，三级活塞杆23、四级活塞杆20和五级活塞杆18的低压活塞则通过缸筒d 5、缸筒f 7和缸筒h 9上的水眼与环空内的低压钻井液相接触，由于三级活塞杆23、四级活塞杆20和五级活塞杆18上的高压活塞与
低压活塞所接触到钻井液的压力差，能够产生轴向推力至钻头，使其能够再向下伸长200mm，小钻压行程和大钻压行程一共可以向下伸长500mm。
技术特征：
1.一种水平井用双行程五级液力加压器，主要由上接口(1)、缸筒a(2)、缸筒b(3)、缸筒c(4)、缸筒d(5)、缸筒e(6)、缸筒f(7)、缸筒g(8)、缸筒h(9)、花键筒(10)、花键轴(11)、喷嘴短接(12)、喷嘴(13)、u形密封圈a(14)、支撑环a(15)、u形密封圈b(16)、挡圈a(17)、五级活塞杆(18)、支撑环b(19)、四级活塞杆(20)、挡圈b(21)、u形密封圈c(22)、三级活塞杆(23)、二级活塞杆(24)、支撑环c(25)、一级活塞(26)、挡圈c(27)和u形密封圈d(28)组成，其特征在于：所述一级活塞(26)与二级活塞杆(24)之间通过直螺纹连接，一级活塞(26)和二级活塞杆(24)共同提供小钻压；二级活塞杆(24)和三级活塞杆(23)之间不固连；三级活塞杆(23)和四级活塞杆(20)通过锥螺纹连接，四级活塞杆(20)和五级活塞杆(18)通过锥螺纹连接，三级活塞杆(23)、四级活塞杆(20)、五级活塞杆(18)共同提供大钻压；花键轴(11)与五级活塞杆(18)通过锥螺纹连接，并与花键筒(10)配合为下部钻具传递钻压与扭矩；花键轴(11)与喷嘴短接(12)通过锥螺纹连接，并放置喷嘴(13)，降低环空钻井液压力。2.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：三级活塞杆(23)上布置有一组水眼，小钻压行程时，三级活塞杆(23)上的水眼位于缸筒c(4)与缸筒d(5)组成的密封空间内，不参与加压工作，大钻压行程时，三级活塞杆(23)上的水眼位于缸筒d(5)和三级活塞杆(23)组成的密封空间内，通过三级活塞杆(23)上的水眼流入缸筒d(5)和三级活塞杆(23)组成的密封空间内的钻井液压力大于通过缸筒d(5)上的水眼流入缸筒d(5)、缸筒e(6)和三级活塞杆(23)组成的密封空间的钻井液压力，从而为三级活塞杆提供动力。3.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：四级活塞杆(20)上布置有一组水眼，小钻压行程时，四级活塞杆(20)上的水眼位于缸筒e(6)与缸筒f(7)组成的密封空间内，不参与加压工作，大钻压行程时，四级活塞杆(20)上的水眼位于缸筒f(7)和四级活塞杆(20)组成的密封空间内，通过四级活塞杆(20)上的水眼流入缸筒f(7)和四级活塞杆(20)组成的密封空间内的钻井液压力大于通过缸筒f(7)上的水眼流入缸筒f(7)、缸筒g(8)和四级活塞杆(20)组成的密封空间的钻井液压力，从而为四级活塞杆提供动力。4.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：五级活塞杆(18)上布置有一组水眼，小钻压行程时，五级活塞杆(18)上的水眼位于缸筒g(8)与缸筒h(9)组成的密封空间内，不参与加压工作，大钻压行程时，五级活塞杆(18)上的水眼位于缸筒h(9)和五级活塞杆(18)组成的密封空间内，通过五级活塞杆(18)上的水眼流入缸筒h (9)和五级活塞杆(18)组成的密封空间内的钻井液压力大于通过缸筒h(9)上的水眼流入缸筒h(9)、花键筒(10)和五级活塞杆(18)组成的密封空间的钻井液压力，从而为五级活塞杆提供动力。5.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：三级活塞杆(23)上的u形密封圈c(22)和缸筒d(5)上的u形密封圈b(16)在小钻压行程不参与工作，在大钻压行程，在三级活塞杆(23)的运动下，u形密封圈c(22)被缸筒d(5)上的内凸台压紧，u形密封圈b(16)被三级活塞杆(23)上的低压活塞压紧产生密封效果，驱动活塞做功。6.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：四级活塞杆(20)上的u形密封圈c(22)和缸筒f(7)上的u形密封圈b(16)在小钻压行程不参与工作，在大钻压行程，在四级活塞杆(20)的运动下，u形密封圈c(22)被缸筒f(7)上的内凸台压紧，u
形密封圈b(16)被四级活塞杆(20)上的低压活塞压紧产生密封效果，驱动活塞做功。7.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：五级活塞杆(18)上的u形密封圈c(22)和缸筒h(9)上的u形密封圈b(16)在小钻压行程不参与工作，在大钻压行程，在五级活塞杆(18)的运动下，u形密封圈c(22)被缸筒h(9)上的内凸台压紧，u形密封圈b(16)被五级活塞杆(18)上的低压活塞压紧产生密封效果，驱动活塞做功。8.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：三级活塞杆(23)上的活塞分为高压活塞和低压活塞，三级活塞杆(23)在小钻压行程不产生轴向推力，在大钻压行程产生轴向推力。9.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：四级活塞杆(20)上的活塞分为高压活塞和低压活塞，四级活塞杆(20)在小钻压行程不产生轴向推力，在大钻压行程产生轴向推力。10.根据权利要求1所述的一种水平井用双行程五级液力加压器，其特征在于：五级活塞杆(18)上的活塞分为高压活塞和低压活塞，五级活塞杆(18)在小钻压行程不产生轴向推力，在大钻压行程产生轴向推力。
技术总结
本实用新型涉及石油开采设备的一种水平井用双行程五级液力加压器，它由缸筒主体、花键、喷嘴短接、小钻压活塞组、大钻压活塞组组成。所述缸筒主体由缸筒a、缸筒b、缸筒c、缸筒d、缸筒e、缸筒f、缸筒h组成；所述花键通过锥螺纹安装在缸筒主体，内部采用矩形花键与花键轴连接，向井下工具传递扭矩；所述喷嘴短接通过锥螺纹安装在花键轴上，内部安装有降低钻井液压力的喷嘴，降低环空钻井液压力；所述小钻压活塞组由一级活塞与二级活塞杆组成；所述大钻压活塞组由三级活塞杆、四级活塞杆、五级活塞杆组成；本实用新型可通过调整工作活塞数量实现大钻压与小钻压的切换。本实用新型能够保护钻头，减少钻井成本，提高钻井效率，节约钻井时间。间。间。
技术研发人员：李斌 陈子轩 黄希敏 戢亚菲 张文益
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2021.05.06
技术公布日：2022/1/11