[发明专利]一种圆柱凸轮驱动新型阀结构的涡轮式钻井提速工具

权利要求书

1.一种圆柱凸轮驱动新型阀结构的涡轮式钻井提速工具，由上接头（1）、流体入口锥（2）、新型阀口套（3）、新型阀套（4）、弹簧（5）、O形密封圈A（6）、新型阀（7）、O形密封圈B（8）、隔离套（9）、套筒（10）、套筒外壳（11）、圆柱凸轮（12）、外壳（13）、心轴（14）、涡轮（15）、下接头（16）组成，其技术特征在于，上接头（1）和下接头（16）通过螺纹连接在外壳（13）两端；流体入口锥（2）与新型阀套（4）通过螺纹连接在新型阀口套（3）两端；流体入口锥（2）位于上接头（1）与新型阀口套（3）之间，用于提升流体压差；新型阀口套（3）上端开有新型阀孔；新型阀套（4）安装于新型阀口套（3）的下端，其上开有先入次流体孔；新型阀（7）位于新型阀套（4）内部，并在新型阀下端形成新型阀压力室；O形密封圈A（6）安装于新型阀下端环槽内，用于将流体压力全部作用于新型阀上；弹簧（5）安装于新型阀套（4）与新型阀（7）之间；心轴（14）安装于外壳（13）内，位于中心和轴向位置；套筒外壳（11）位于新型阀套（4）与心轴（14）之间，并与之同心；隔离套（9）利用新型阀套（4）和外壳（13）内部一台阶进行轴向定位，其环槽内装有两个O形密封圈B（8），在其一端面开有沟槽用以让先入次流体通过；套筒（10）内表面有凸起部分；圆柱凸轮（12）位于套筒（10）内，圆柱表面开有沟槽与套筒（10）内表面的凸起部分相配合，内部与心轴（14）相连接，涡轮（15）设置于心轴（14）上，利用外壳（13）内部另一台阶和下接头（16）进行轴向定位；所述的流体入口锥（2）与上接头（1）之间形成先入次流体入口通道；所述的外壳（13）与流体入口锥（2）、新型阀口套（3）、新型阀套（4）形成先入次流体环空通道；所述的新型阀套（4）与隔离套（9）形成先入次流体出口通道；所述的新型阀（7）、新型阀口、新型阀压力室，将钻井液分为入口主流体和先入次流体；所述的先入次流体先进入先入次流体入口，再流经先入次流体环空，随后通过先入次流体孔进入新型阀后面的新型阀压力室，激活新型阀（7）；所述的先入次流体通过先入次流体出口流出，使得先入次流体和入口主流体流重新组合以形成主流，然后该主流驱动所述涡轮（15）旋转，心轴（14）随涡轮（15）转动，心轴（14）带动圆柱凸轮（12）旋转，使与圆柱凸轮（12）相配合的套筒（10）上下移动，这种移动导致新型阀上下移动，关闭或开启新型阀孔，从而引起过流面积的改变，在钻柱中形成周期的脉冲振荡。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱凸轮驱动新型阀结构的涡轮式钻井提速工具，其特征在于：所述的心轴（14）安装于涡轮（15）内，并因涡轮（15）旋转，将线性流体流动转换为旋转流体流动，其中旋转流体流动运动通过心轴（14）从涡轮转移到圆柱凸轮（12）。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱凸轮驱动新型阀结构的涡轮式钻井提速工具，其特征在于：所述的圆柱凸轮（12）的转速直接影响新型阀（7）开合的频率，新型阀的工作频率可以达到10HZ到20HZ，从而影响压力脉冲的频率。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱凸轮驱动新型阀结构的涡轮式钻井提速工具，其特征在于：所述的新型阀套（4）上的先入次流体孔允许先入次流体离开新型阀（7）压力室，新型阀（7）在上下压差和弹簧（5）的作用下返回到相对于新型阀孔的打开位置。