[发明专利]涡流发生器

说明书

涡流发生器，属于钻井技术领域。上接头包括钻杆母扣、上圆柱体、上凸台，上圆柱体外表面均匀设有上螺旋条，上凸台端面轴向设有若干上过流孔，上过流孔与钻杆母扣内孔连通；接头包括下凸台、下圆柱体、钻杆公扣，下圆柱体外表面均匀设有若干下螺旋条，下凸台端面轴向设有若干下过流孔，该过流孔与钻杆公扣内孔连通；上、下接头通过中心轴连接，涡轮套于中心轴上，涡轮两端口分别套于上、下凸台上，涡轮外表面均匀设有若干扶正条；涡轮端面轴向设有若干通孔，该通孔上、下端分别与上、下过流孔相通。流体经上过流孔流经涡轮通孔，冲击涡轮，使扶正条旋转，从而刮削岩屑，而后从下过流孔流出。

技术领域

本发明涉及一种涡流发生器，用于破坏岩屑床，属于钻井技术领域。

背景技术

在直井钻井中，钻屑在环空下沉的方向和钻井液流动的方向平行相反，钻井液可以有效的把岩屑带到地面。但是在大斜度井段或水平井段钻井中，钻屑在重力的作用下垂直下沉，下沉的方向和钻井液流动的方向具有一定的角度甚至垂直，钻井液不能有效的把岩屑带到地面，沉积的岩屑在井底形成一个垫层（又称岩屑床），其产生的摩擦力阻碍了钻压的有效传递，严重时钻压加不上去，大大降低了钻进速度，甚至造成卡钻事故，并影响到固井质量。因此，如何清除井底岩屑床成为了钻井工程技术人员致力攻克的难题之一。

目前，现场使用的岩屑床破坏器主要有辅助加压器附带轴向脉动破坏岩屑床、人字槽岩屑床破坏器、莲花瓣型岩屑床破坏器。第一种岩屑床破坏器优点是自身摩阻小，工作频率高，辅助加压和清除岩屑床兼顾，不足之处是轴向运动时光滑的外表面对清除岩屑床效果不明显，当中心轴达到最大行程时必须重新给钻头加压；第二和第三种在钻柱旋转时对清除岩屑床具有较为显著的效果，但是当滑动钻进时, 由于岩屑床破坏器较长，出于控制井身质量的需要，往往把岩屑床破坏器接在动力钻具上面，钻进时动力钻具以上的钻具是不转动的，因而上述的岩屑床破坏器也是不转动的，这样就失去了破坏岩屑床的作用，并产生额外的摩擦阻力阻碍钻压的有效传递。而打斜井段时经常采用滑动钻进，非常渴望有一种好的岩屑床破坏器，但到目前为止，上述问题仍未得到较好解决。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，在分析了井下工况及各种井下工具的基础上，提供一种井下涡流发生器，用来破坏岩屑床。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：涡流发生器，其特征是，包括上接头、下接头以及涡轮，所述上接头包括上部的钻杆母扣、中部的上圆柱体、下部的上凸台，所述钻杆母扣与钻杆连接，并与之相通；所述上圆柱体外表面均匀设有若干左旋或右旋的上螺旋条；所述上凸台端面轴向设有若干上过流孔，上过流孔上端向上延伸并穿过上圆柱体，与钻杆母扣内孔连通；

所述下接头包括上部的下凸台及芯轴、中部的下圆柱体、下部的钻杆公扣，所述钻杆公扣与钻杆连接，并与之相通；所述下圆柱体外表面均匀设有若干下螺旋条，下螺旋条与上螺旋条旋向相反；下凸台外径与上凸台外径相同，下凸台端面轴向设有若干下过流孔，该过流孔的下端向下延伸并穿过下圆柱体，与钻杆公扣内孔连通；

所述上接头、下接头通过芯轴连接，所述涡轮中心设有通孔，并通过通孔套于芯轴上；所述涡轮两端口分别套于上、下凸台上，涡轮外表面均匀设有若干扶正条；所述涡轮端面轴向设有若干通孔，该通孔上、下端分别与上、下过流孔相通，流体经上过流孔流经涡轮通孔，冲击涡轮，使扶正条旋转，从而刮削岩屑，而后从下过流孔流出。

所述扶正条为竖直扶正条。

所述扶正条中部开有T形孔，孔内安放T形伸缩块，T形孔与T形伸缩块间隙配合。

所述T形孔由轴向孔、径向孔构成，所述T形伸缩块由轴向限位块、径向刮削块构成，轴向限位块置于轴向孔内，径向刮削块置于径向孔内，轴向孔的深度大于轴向限位块的厚度；

当扶正条处于涡轮下方时，对应的T形伸缩块在离心力和重力作用下，伸出T形孔外，即径向刮削块刮削井底的岩屑，当扶正条处于涡轮上方时，对应的T形伸缩块则缩回T形孔内。