本实用新型涉及振动减阻技术领域,具体而言,涉及振动减阻装置及管柱。
背景技术:
目前,国内外专家学者对振动减阻的研究和相关工具的设计主要在轴向振动方面,有基于旋转激励的钻柱激振减阻工具、水力振荡器和产生脉冲水力冲击力的降摩阻短节等,部分经过现场试验并投入使用,但多数结构较为复杂。
现有技术中没有径向振动的减阻工具。
因此,提供一种径向振动减阻的振动减阻装置成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种振动减阻装置及管柱,以缓解现有技术中没有径向振动减阻的技术问题。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种振动减阻装置,包括基管、圆筒和叶扇;
所述圆筒可转动的安装在所述基管内,所述圆筒的轴线与所述基管的轴线重合;
所述叶扇固定设置在所述圆筒内,且所述叶扇的旋转中心线与所述圆筒的轴线平行,在钻井液的冲击下所述叶扇能够带动所述圆筒转动;
所述圆筒的上设置有偏心件。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述圆筒通过轴承安装在所述基管内。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述基管内设置有限位台和定位件;
所述轴承位于所述限位台与所述定位件之间。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述定位件与所述基管可拆卸连接。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述定位件包括定位销钉和定位胶塞;
所述基管上开设有用于安装所述定位销钉的定位孔;
所述定位胶塞通过定位销钉安装在所述基管内。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述定位胶塞与所述基管密封连接。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述圆筒的两端均设置有所述叶扇。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述偏心件为偏心块,所述偏心块固定设置在所述圆筒的外壁,在所述圆筒转动时,所述偏心块能够产生激振力。
结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述偏心块沿所述圆筒轴向的剖面呈翼型。
第二方面,本实用新型实施例提供了一种管柱,包括多个所述振动减阻装置;
相邻两所述基管通过联轴器连接,且相邻两所述圆筒内的叶扇的转动方向相反。
有益效果:
本实用新型提供的一种振动减阻装置,包括基管、圆筒和叶扇;圆筒可转动的安装在基管内,圆筒的轴线与基管的轴线重合;叶扇固定设置在圆筒内,且叶扇的旋转中心线与圆筒的轴线平行,在钻井液的冲击下叶扇能够带动圆筒转动;圆筒上设置有偏心件。
在使用时,钻井液能够进入基管内,冲击叶扇并驱动叶扇转动,叶扇转动会带动圆筒转动,圆筒上的偏心件会同步转动,偏心件会产生激振力,基管上位于偏心件所处的方位会发生径向振动,从而减少基管与井壁的接触时间,从而有效减少基管所受到的摩阻力,防止卡钻。
本实用新型提供的一种管柱,包括多个振动减阻装置;相邻两基管通过联轴器连接,且相邻两圆筒内的叶扇的转动方向相反。管柱与现有技术相比具有上述的优势,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的振动减阻装置的俯视图;
图2为图1的a-a剖视图;
图3为本实用新型实施例提供的管柱的示意图。
图标:
100-基管;110-轴承;120-限位台;130-定位件;131-定位销钉;132-定位胶塞;
200-圆筒;210-偏心件;
300-叶扇。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
参见图1所示,本实施例提供了一种振动减阻装置,包括基管100、圆筒200和叶扇300;圆筒200可转动的安装在基管100内,圆筒200的轴线与基管100的轴线重合;叶扇300固定设置在圆筒200内,且叶扇300的旋转中心线与圆筒200的轴线平行,在钻井液的冲击下叶扇300能够带动圆筒200转动;圆筒200上设置有偏心件210。
在使用时,钻井液能够进入基管100内,冲击叶扇300并驱动叶扇300转动,叶扇300转动会带动圆筒200转动,圆筒200上的偏心件210会同步转动,偏心件会产生激振力,基管100上位于偏心件所处的方位会发生径向振动,从而减少基管100与井壁的接触时间,从而有效减少基管100所受到的摩阻力,防止卡钻。
其中,通过将叶扇300固定在圆筒200上,当钻井液从基管100内向地面流道时或者钻井液从地面向井内流动时,钻井液都能够驱动叶扇300转动,叶扇300转动的同时能够带动圆筒200随叶扇300同步转动。
其中,当圆筒200随叶扇300同步转动后,设置在圆筒200上的偏心件210也会随圆筒200同步转动,偏心件210转动时能够产生极大的偏心力,从而驱动基管100产生振动。
具体的,偏心件210可以固定设置在圆筒200的端部,也可以固定设置在圆筒200的内壁,还可以固定设置在圆筒200的外壁,只要偏心件210能够固定设置在圆筒200上即可。
优选地,偏心件210固定设置在圆筒200的外壁,将偏心件210固定设置在圆筒200的外壁,能够避免钻井液与偏心件210接触,能够减小钻井液对偏心件210的冲蚀,并且避免钻井液与偏心件210接触时产生的阻力,从而降低圆筒200转动时受到的阻力,提高圆筒200的转动速度。并且将偏心件210固定设置在圆筒200的外壁,还能够提高离心力,从而增大基管100的径向振动幅度,进一步减小基管100与井壁的摩擦力。
其中,叶扇300包括环形支架和多个扇叶,多个扇叶固定设置在支架上,支架与圆筒200固定连接,因此当钻井液冲击扇叶时,能够带动扇叶转动,从而带动叶扇300转动,进而带动圆筒200转动。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,圆筒200通过轴承110安装在基管100内。
具体的,圆筒200通过轴承110套设在基管100内,以使钻井液驱动叶扇300转动时,圆筒200能够随叶扇300在基管100内转动。通过轴承110的设置能够减小圆筒200转动时所受到的摩擦力。
其中,圆筒200的两端均设置有轴承110,通过轴承110的设置能够保持圆筒200的稳定,避免圆筒200在转动时会发生翘曲。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,基管100内设置有限位台120和定位件130;轴承110位于限位台120与定位件130之间。
具体的,通过基管100内设置的限位台120和定位件130对轴承110进行安装定位,保证轴承110在圆筒200转动过程中不会出现轴线位移,保证圆筒200能够正常转动工作。
在安装轴承110时,先将轴承110的一端与限位台120抵接,然后再通过定位件130对轴承110限位,使轴承外圈与基管100相对固定,不会发生位移,保证内筒的稳定。
其中,限位台120为挡圈,挡圈固定设置在基管100上,从而完成对轴承110的阻挡限位。或者,限位台120为基管100的一部分,结构强度更高,并且无需单独加工限位台120,减小加工成本。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,定位件130与基管100可拆卸连接。
具体的,先安装轴承110,然后再将定位件130固定在基管100上;当需要更换或拆卸轴承110时,可以先将定位件130拆下,然后取出轴承110,方便维修。
定位件130设置成可拆卸方式,当轴承110出现较大磨损时,可以对轴承110进行更换,减小设备成本。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,定位件130包括定位销钉131和定位胶塞132;基管100上开设有用于安装定位销钉131的定位孔;定位胶塞132通过定位销钉131安装在基管100内。
具体的,通过定位胶塞132对轴承110进行限位,限位可靠,减少甚至避免了轴承110的轴向跳动。
其中,基管100上设置有定位孔,在安装定位胶塞132时,先将定位胶塞132放入基管100内,然后将定位销钉131插入定位孔内,并使定位销钉插入定位胶塞132,从而完成定位胶塞132的安装工作。
其中,定位销钉131也可以采用沉头螺钉。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,定位胶塞132与基管100密封连接。
具体的,定位胶塞132呈环形,当定位胶塞132安装在基管100内时,定位胶塞132的外圆面能够与基管100的内壁抵接在一起,从而保证定位胶塞132与基管100之间处于密封状态。
并且,定位胶塞132与轴承110之间紧紧抵接,并且定位胶塞132的端面能够封堵轴承110内圈与外圈的间隙,从而保证钻井液不会流入轴承110内部,也不会流入基管100与圆筒200之间。
其中,定位胶塞132不会与圆筒200接触,从而避免定位胶塞132对圆筒200造成影响。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,圆筒200的两端均设置有叶扇300。
具体的,通过在圆筒200两端设置叶扇300,能够提高圆筒200转动的转速,从而提高基管100径向的振动幅度和频率。
参见图1和图2所示,本实施例的可选方案中,偏心件210为偏心块,偏心块固定设置在圆筒200的外壁,在圆筒200转动时,偏心块能够产生激振力。
具体的,偏心块在随圆筒200同步转动时,会产生径向偏心力,径向偏心力的存在会驱动基管100产生径向的振动,从而减少基管100外壁受到的阻力。
本实施例的可选方案中,偏心块沿圆筒200轴向的剖面呈翼型。
翼型的偏心块在转动时,能够减小空气阻力,从而提高圆筒200的转速,提高偏心力,即提高基管100径向振动的幅度和频率。
参见图1、图2和图3所示,本实施例提供了一种管柱,包括多个振动减阻装置;相邻两基管100通过联轴器连接,且相邻两圆筒200内的叶扇300的转动方向相反。
管柱与现有技术相比具有上述的优势,此处不再赘述。
具体的,当多个基管100相连后,相邻两圆筒200内的叶扇300的转动方向相反,这样设置后,能够提高基管100的径向振动频率,而且能够降低多个基管100整体的振动幅度,从而避免多个基管100之间出现断裂的情况发生。
其中,相邻两圆筒200内的叶扇300的转动方向相反指的是,以图3中位于上方的振动减阻装置为第一振动减阻装置、位于下方的振动减阻装置为第二振动减阻装置为例,其中,第一振动减阻装置中的基管为第一基管,叶扇为第一叶扇,偏心件为第一偏心件;第二振动减阻装置中的基管为第二基管,叶扇为第二叶扇,偏心件为第二偏心件。当同一方向的钻井液冲击第一叶扇和第二叶扇时,第一基管内的第一叶扇会顺时针转动,而第二基管内的第二叶扇会逆时针转动。当第一叶扇带动第一偏心件转动至0度时,第二叶扇带动第二偏心件转动至180度时,两偏心力抵消,消除振动;当第一叶扇带动第一偏心件转动至0度时,第二叶扇带动第二偏心件转动至0度时,两偏心力相互叠加,振动最大;但是在实际情况中,因为摩擦力和装配的精度的存在,使得第一偏心件和第二偏心件不停地交错,第一偏心件和第二偏心件叠加形成的振动最大和振动最小的情况会降低,而两者时刻处于不同角度会产生频率更高的振动。
需要指出的是,将相邻两圆筒200内的叶扇300的转动方向相反,在使用时,能够最大程度的使相邻两偏心件处于距离较远的情况,从而在一定程度上保证振动频率的情况下削减振动幅度,从而减小多根基管100整体外壁所受到的阻力。
具体的,联轴器可以采用十字联轴器。
其中,联轴器不限于十字联轴器,根据实际情况工作人员可以选择更加合适的联轴器。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。
1.一种振动减阻装置,其特征在于,包括:基管(100)、圆筒(200)和叶扇(300);
所述圆筒(200)可转动的安装在所述基管(100)内,所述圆筒(200)的轴线与所述基管(100)的轴线重合;
所述叶扇(300)固定设置在所述圆筒(200)内,且所述叶扇(300)的旋转中心线与所述圆筒(200)的轴线平行,在钻井液的冲击下所述叶扇(300)能够带动所述圆筒(200)转动;
所述圆筒(200)的上设置有偏心件(210)。
2.根据权利要求1所述的振动减阻装置,其特征在于,所述圆筒(200)通过轴承(110)安装在所述基管(100)内。
3.根据权利要求2所述的振动减阻装置,其特征在于,所述基管(100)内设置有限位台(120)和定位件(130);
所述轴承(110)位于所述限位台(120)与所述定位件(130)之间。
4.根据权利要求3所述的振动减阻装置,其特征在于,所述定位件(130)与所述基管(100)可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的振动减阻装置,其特征在于,所述定位件(130)包括定位销钉(131)和定位胶塞(132);
所述基管(100)上开设有用于安装所述定位销钉(131)的定位孔;
所述定位胶塞(132)通过定位销钉(131)安装在所述基管(100)内。
6.根据权利要求5所述的振动减阻装置,其特征在于,所述定位胶塞(132)与所述基管(100)密封连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的振动减阻装置,其特征在于,所述圆筒(200)的两端均设置有所述叶扇(300)。
8.根据权利要求1-6任一项所述的振动减阻装置,其特征在于,所述偏心件(210)为偏心块,所述偏心块固定设置在所述圆筒(200)的外壁,在所述圆筒(200)转动时,所述偏心块能够产生激振力。
9.根据权利要求8所述的振动减阻装置,其特征在于,所述偏心块沿所述圆筒(200)轴向的剖面呈翼型。
10.一种管柱,其特征在于,包括多个如权利要求1-9任一项所述的振动减阻装置;
相邻两所述基管(100)通过联轴器连接,且相邻两所述圆筒(200)内的叶扇(300)的转动方向相反。
技术总结