一种可调压液力推力器的制作方法

本实用新型涉及一种可调压液力推力器，属石油钻井工具机械技术领域。

背景技术：

在常规钻井作业中，无论是传统的转盘钻进，还是井底动力钻具钻进，都是依靠钻柱的重量施加钻压。但是，在大斜度井和水平井钻井过程中，受井斜角增加、井壁摩擦阻力大及小尺寸钻具刚性差等因素影响，常规钻井中传统的依靠钻柱重量施加钻压的方法已经不能很好地满足施工需要。随后，相继出现了一些利用柔性水力加压的井下工具，如20世纪末，燕山大学的李子丰团队设计并研发了一级单行程的水力控制推进器，该装置为了更好地减振在其外筒上装上了稳定器；又如21世纪初，西南石油大学研制了一种长距离的二级单行程的液力加压器，该装置的活塞行程比以往的水力加压器要长得多，大大减轻工作人员的劳动量；再如20世纪末，胜利油田设计了一款三级只有一个行程的水力加压器，该装置由多个活塞组成的推加机构，比之前的水力加压器所能推加的钻压要大得多。以上柔性水力加压的井下工具都较好的解决了水平井、大位移延伸井等钻压不易施加问题。此外，液力推力器还能实现钻压恒定不变和均匀送钻，提高机械钻速及保护钻具和钻头，减少起下钻次数，可以最大限度地减少井下复杂情况和事故，提高工作效率，减轻职工的劳动强度，节约钻井周期等。因此，在大位移井、水平井的钻井和修井作业中得到广泛的应用，具有良好的发展前景。但是，当钻具下放过快时，突变的压力将会使得液力推力器迅速被压紧，此时液力推力器就会失去柔性加压的效果，从而与钻铤加压的效果并无二致。这种情况下，水力加压器就很容易损坏。而如果钻具下放速度比较慢，那么钻头就会空转，造成钻井效率的浪费。这都不利于液力推力器的正常钻井工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种可有效的调节钻具下放过快或过慢时的钻压；以解决现有钻具下放过快或钻具下放过慢时钻头空转而降低钻井效率问题的可调压液力推力器。

本实用新型的技术方案是：

一种可调压液力推力器，包括上接头、芯轴、中间接头、一级副缸体、二级副缸体和阻流茅塞，其特征在于：芯轴上滑动安装有主缸体，主缸体一侧通过中间接头螺纹安装有一级副缸体和二级副缸体，二级副缸体的一端与主缸体螺纹连接，一级副缸体的端头螺纹安装有上接头，上接头内侧设置有阻流茅塞；阻流茅塞上通过阻流环装有副活塞杆；副活塞杆上通过限位凸台和压帽A装有副活塞；副活塞杆一侧的芯轴上通过压帽B和卡簧装有主活塞，主活塞与二级副缸体滑动连接。

所述的副活塞杆与中间接头滑动连接。

所述的副活塞与一级副缸体滑动连接。

所述的阻流茅塞为管状体，阻流茅塞的一端端头设置有装配凸缘，装配凸缘的圆周上设置有螺纹，装配凸缘的端面上均布有液流通孔，阻流茅塞的管体上设置有环形凹槽。

所述的阻流茅塞通过装配凸缘上的螺纹与一级副缸体螺纹连接。

所述的阻流茅塞环形凹槽两端的管体直径与阻流环内孔直径对应。

所述的一级副缸体和二级副缸体上分别设置有液流孔。

所述的芯轴上设置有限位凸缘，主缸体与限位凸缘接触连接。

本实用新型的有益效果在于：

该可调压液力推力器工作过程中，阻流环可随活塞一起做轴向运动，当遇到钻具下放过快或过慢时会与阻流矛塞凹槽两端的管体互相重合，使钻井液的过流截面积会骤然变小，由此产生压降，使轴向推力增加。从而有效的解决了现有钻具下放过快时压紧液缸及钻具下放过慢时钻头空转降低钻井效率的问题。该可调压液力推力器结构简单，实用性好的特点，钻井作业操作者可以通过观察钻井液的压力示数的变化来指导钻井的正常进行；特别适用于水平井、大位移延伸井等钻井安装使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A—A向的截面结构示意图；

图3为图1中B—B向的截面结构示意图；

图4为本实用新型的阻流矛塞的结构示意图；

图5为图4的端面结构示意图。

图中：1、上接头，2、一级副缸体，3、阻流茅塞，4、阻流环，5、副活塞，6、副活塞杆，7、中间接头，8、压帽B，9、主活塞，10、卡簧，11、主缸体，12、芯轴，13、二级副缸体，14、装配凸缘，15、液流通孔，16、环形凹槽，17、限位凸台，18、压帽A，19、液流孔，20、限位凸缘；21、液压孔。

具体实施方式

该可调压液力推力器，包括上接头1、芯轴12、中间接头7、一级副缸体2、二级副缸体13和阻流茅塞3。芯轴12上滑动安装有主缸体11，主缸体11一侧通过中间接头7螺纹安装有一级副缸体2和二级副缸体13，二级副缸体13的一端与主缸体11螺纹连接。

一级副缸体2的端头螺纹安装有上接头1，上接头1内侧设置有阻流茅塞3；阻流茅塞4为管状体，阻流茅塞4的一端端头设置有装配凸缘14，装配凸缘14的圆周上设置有螺纹，装配凸缘14的端面上均布有液流通孔15，阻流茅塞的管体上设置有环形凹槽16；阻流茅塞4通过装配凸缘14上的螺纹与一级副缸体2螺纹连接。

阻流茅塞3上套装有阻流环4，阻流环4上螺纹安装有副活塞杆6；副活塞杆6与中间接头7之间为滑动连接。阻流茅塞3环形凹槽16两端的管体直径与阻流环4的内孔直径对应。即阻流环4可滑动至环形凹槽16两端的管体上，从而形成密封。

副活塞杆6上通过限位凸台17和压帽A18装有副活塞5；副活塞5与一级副缸体2之间为滑动连接。副活塞杆16一侧的芯轴12上通过压帽B8和卡簧10装有主活塞9，主活塞9与二级副缸体13滑动连接。

该可调压液力推力器的一级副缸体2和二级副缸体13上分别设置有液流孔19。芯轴11上设置有限位凸缘20，主缸体11的一端与限位凸缘接20触连接。

该可调压液力推力器的阻流环4通过螺纹安装在副活塞杆6的内壁上，能随副活塞杆6一起做轴向移动；芯轴12与主缸体11之间通过矩形花键联接，两者之间可以做轴向的相对运动。

该可调压液力推力器工作时，上接头1为NC50接头用于连接管柱；芯轴12用于连接钻头；工作过程中；遇到钻具下放过快时，由上接头1进入的钻井液一部分经阻流茅塞3、副活塞杆6、芯轴12的中心通孔作用在钻头上，其中有部分通过副活塞杆6上的液压孔21进入至副活塞杆6与二级副缸体13之间的环形空腔内，并作用在主活塞9上，从而实现破岩扭矩的传递。

另一部分钻进液由阻流茅塞3的液流通孔15进入至一级副缸体2与阻流茅塞3之间的环形空腔内，并作用在副活塞5上，从而推动副活塞5并带动副活塞杆6向下运动；这一过程中，当阻流环4脱离与环形凹槽16左端管体的密封状态并运行至环形凹槽16段时，作用在副活塞5上的钻进液由阻流环4与环形凹槽16之间的缝隙流出，并与中心通内的钻进液汇集，实现对钻头加压的目的。

当阻流环4运行至环形凹槽16右端的管体上，即阻流环4与环形凹槽16右端的管体互相重合时，钻井液的过流截面积会骤然变小，从而产生压降，使钻井液对副活塞5的压力增加并作用在钻头上，由此提高钻井作业的效率。

工作过程中遇到钻具下放过慢时，井内压力由液流孔19进入至该推力器中，同时在钻柱作用下，使副活塞杆6和芯轴12相对一级副缸体2、中间接头7、二级副缸体13和主缸体11运动，当阻流环4运行至环形凹槽16左端的管体上，即阻流环4与环形凹槽16左端的管体互相重合时，钻井液的过流截面积会再次骤然变小，操作者可以通过观察示数的变化再次打压，从而可有效的解决钻具下放过快或慢时钻头空转降低钻井效率的问题。

该可调压液力推力器结构简单，实用性好的特点，钻井作业操作者可以通过观察钻井液的压力示数的变化来指导钻井的正常进行；特别适用于水平井、大位移延伸井等钻井安装使用。