螺杆式井下增压钻井装置的原理及设计

徐　义 周长李 刘永旺 赵红香

XU 　Yi- Zhou-Chang-Li- Liu-Yong-Wang- Zhao-Hong-Xiang

井下螺杆动力增压系统是从一种全新的原理出发， 利用现有成熟技术， 研制出一套将螺杆钻具作为动力的井下增压装置， 产生超高压水射流， 实现水力机械联合破岩， 提高钻井效率。增压装置主要由动力单元、 动力转换单元、 固液分离单元、 增压单元以及高压流道单元组成， 动力单元将钻柱内的钻井液压能转化为转子的旋转扭矩， 由现场用螺杆钻具改进而成； 动力转换单元将转子的旋转运动转换为柱塞的轴向往复运动， 设计关键是两个斜置圆柱凸轮槽的轨迹； 固液分离单元用以过滤进入增压缸的钻井液， 防止增压缸阀门阻塞； 增压单元通过柱塞的往复运动来压缩增压缸内的钻井液实现增压； 高压流道单元将增压后的钻井液输送给钻头上的超高压喷嘴， 改进高压合金管的连接方式， 提高密封效果。该装置流道简单， 制造容易， 并且性能稳定、 强度高、 使用寿命长， 能满足现场使用的需要， 为新型井下增压器的设计奠定了基础。