专利名称：流道式井下动力装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种提供低转速、稳定较大扭矩的流道式井下动 力装置，特别是适用于高密度、高温深井、定向井和水平井作业的井 下动力装置。
背景技术：
井下动力可以由螺杆钻具或涡轮钻具提供，也可以用电马达来获 得。但在我国电动钻具几乎没有被使用，其它两种井下钻具都有各自 缺点螺杆钻具不适用于高密度和深井作业，而涡轮钻具较长，结构 复杂，安装调整轴向间隙繁琐，转速较高，扭矩较低。
为了解决这个问题，通常的做法是串联、加长螺杆马达或改进涡轮 钻具结构和形状。但对于某一种井下动力装置来说，往往很难同时解 决问题。因为螺杆钻具和涡轮钻具是两种不同类型的装置，要求它们 的优缺点互补是很有难度的。
发明内容
本实用新型目的是为了能有效简化钻具并降低转速，增大扭矩， 能适用于高密度高温深井、定向井和水平井作业，特提供一种流道式 井下动力装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种流道式井下 动力装置，是由流道转子、外壳定子、流道段一、二、三、环空槽及 挡板环空组成，其结构特征是装置内部安装有八十至一百二十个流道转子，每个转子内有二至八个流道，流道进口与上侧面环空槽连通，
流道出口与下侧面周布挡板环空连通；且每个流道分为依次连通的三 段，即段一、段二、段三，并规定流体在其内流动方向为段一、段二 和段三正方向，段一和段三的正方向相反或相互垂直。流道内段一和 段三或段三是与通过该末端子轴径垂直。流道的横截面面积是相等的。 该装置保证了高压流体经过转子内流道时，其动量发生改变，其反作 用力产生动量矩。
本实用新型因为转子串联在一起，与外壳定子相对独立，所以结构 简单，不需要调整轴间隙，能适用于定向井和水平井作业；同时没有 橡胶元件，U型流道横截面积较大，能适用于高密度高温深井复杂井 作业同时钻井泵压一定，流体密度p流体流量2,—定，流道横截面4 一定，在某转速n下，U型流道内流体相对速度v,—定，所以U型流道 入口出的绝对速度和出口处的绝对速度分别为"，=w, + v,.和Wl = w, -v, 根据动量定理知，流体作用于c,级U型流道转子的力矩为 本实用新型转化的功率为p,^^;根据能量守恒可知单位流量流 体转化为机械能的压头为v^^;该U型流道转子的力矩公式表明
本实用新型输出力矩的大小与转速无关；该转化功率公式表明本实用 新型转化的功率与转速成正比；该转化压头公式表明本实用新型单位 流量流体转化机械能与转速成正比。所以在设计本实用新型时，可以 取适当大的流道横截面，以增加其内流量a，降低流道内流体相对运 动速度巧，又因为转子在稳定工作时v,二w,cos45。即^^，从而实现降 低转速、增大扭矩的目的。本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果(l)装置结构简 单、全金属元件、转速低且扭矩大而稳定，适用于定向井和水平井作 业；(2)流道横截面面积较大且无橡胶元件，适用于高密度、高温深 井、复杂井作业。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1为本实用新型流道式井下动力装置的结构示意图。图2为该流道式井下动力装置的1-1断面图。图中1、 U型流道转子，2、外壳定子，3、 U型流道段一，4、 U 型流道段二， 5、 U型流道段三，6、环空槽，7、挡板环空。
具体实施方式
实施例1。该装置包括八十至一百二十级U型流道转子1和外壳 定子2，每一级U型转子内周布了四个U型流道，其分为三段段一3、 段二4和段三5，其进口与上侧面环空槽6连通，其出口与下侧面周 布挡板环空7相通。流体沿流道段一3正方向运动，经U型流道段一3后，变为沿流 道段三5正方向运动，其动量发生改变，从而产生了稳定的动量矩。实施例2。可以将U型流道的段一改为沿转子径向布置，流体沿 流道段一正方向，经流道后，变为沿流道段三正方向运动，动量发生 改变，从而也将产生稳定的动量矩。后一种方式虽然加工简单但也能 完全实现目的。
权利要求1.一种流道式井下动力装置，是由流道转子、外壳定子、流道段一、二、三，环空槽及挡板环空组成，其特征是装置内部安装有八十至一百二十个流道转子，每个转子内有二至八个流道，流道进口与上侧面环空槽连通，流道出口与下侧面周布挡板环空连通；且每个流道分为依次连通的三段，即段一、段二、段三，并规定流体在其内流动方向为段一、段二和段三正方向，段一和段三的正方向相反或相互垂直。
2. 根据权利要求1所述的流道式井下动力装置，其特征是流道段 一和段三或段三是与通过该末端子轴径垂直。
3. 根据权利要求1所述的流道式井下动力装置，其特征是流道的 横截面面积是相等的。
专利摘要本实用新型涉及一种用于高密度、高温深井、定向井和水平井作业的流道式井下动力装置。它能有效简化钻具、降低转速、增大扭矩，保证高压流体经转子内流道，其动量发生改变产生动量矩。其技术方案是装置内部安装有八十至一百二十个流道转子，每个转子内有二至八个流道，流道进口与上侧面环空槽连通，流道出口与下侧面周布挡板环空连通；且每个流道分为依次连通的三段，即段一、段二、段三，并规定流体在其内流动方向为段一、段二和段三正方向，段一和段三的正方向相反或相互垂直。本装置结构简单、全金属元件、转速低且扭矩大而稳定；流道横截面面积较大、无橡胶元件，适用于高密度、高温深井、定向井和水平井作业。
文档编号F01D1/34GK201110197SQ200720082098
公开日2008年9月3日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者刘运荣, 石晓兵, 章浩炯 申请人:西南石油大学