轴流式泥浆脉冲缓释器 |
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| 申请号 | CN201510983424.9 | 申请日 | 2015-12-24 | 公开(公告)号 | CN105485465A | 公开(公告)日 | 2016-04-13 |
| 申请人 | 中国地质大学(北京); | 发明人 | 王瑜; 宁媛松; 张蔚; 刘宝林; 杨甘生; 王志乔; 周琴; 邹俊; 王立广; 魏明雪; 李学飞; 刘彬; 马成伟; 孙健越; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种轴流式泥浆脉冲缓释器，包括填充惰性气体的腔体，所述腔体包括外套和 橡胶 内筒，橡胶内筒两端分别连接第一出口管和第二出口管，所述第一出口管和第二出口管的内径相等且小于橡胶内筒的内径。本轴流式泥浆脉冲缓释器通过大直径腔体以及橡胶内筒与外筒间充入的惰性气体来降低吸收管路中的压 力 波动 及流量脉动。另外，利用带矩形 螺纹 的泥浆入口管、加装的预压力 弹簧 以及橡胶内筒自身弹性设计了一种可调节机构，通过旋转端盖外的调节转筒拉伸橡胶内筒，改变橡胶筒的 刚度 ，从而适应不同参数的泥浆流，起到最大限度降低泥浆脉冲的作用。最后，泥浆脉冲缓释器采用了分体式设计，尽管零件数量相对增加，但降低了零件制造加工的难度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种轴流式泥浆脉冲缓释器，其特征在于，包括填充惰性气体的腔体，所述腔体包括外套和橡胶内筒，橡胶内筒两端分别连接第一出口管和第二出口管，所述第一出口管和第二出口管的内径相等且小于橡胶内筒的内径。 |
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| 说明书全文 | 轴流式泥浆脉冲缓释器技术领域[0001] 本发明涉及一种减震器械，尤其涉及一种轴流式泥浆脉冲缓释器。 背景技术[0002] 在现有技术中，由于钻井泥浆泵自身结构上的特点，以及其特殊的工作环境和传输介质，流量脉动引发的压力波动问题也一直是泥浆泵重点解决的难题。尤其是对柱塞泵来说，流量脉动是衡量泵性能的关键指标之一，并且减小水压柱塞泵配流过程中的流量脉动对降低压力冲击和噪声有着十分重要的意义。 [0003] 在钻深井中，钻柱立压高达20MPa-52Mpa以上，泥浆泵突然失控重载，泥浆泵的入口\出口必引发较高的波动压力。现场中，由于考虑停开泵引发的波动压力，在方钻杆中安装单相回止阀，虽阻止了钻杆中钻井液回流，但不能消除泥浆泵入口管线发生较大波动压力，较高的波动压力会给钻井作业带来安全隐患。 [0004] 采用脉冲阻尼器是液压系统中常用的降低压力波动的方法。但是对于泥浆循环系统，因其特殊的工作环境和传输介质，应用于液压系统的脉冲阻尼器很难应用到泥浆循环系统中，即使有使用，缓释效果也并不理想。 发明内容[0005] 针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种接在泥浆循环系统中的轴流式泥浆脉冲缓释器，从而获得稳定的泵压，并且保护设备和仪表。 [0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： [0007] 一种轴流式泥浆脉冲缓释器，包括填充惰性气体的腔体，所述腔体包括外套和橡胶内筒，橡胶内筒两端分别连接第一出口管和第二出口管，所述第一出口管和第二出口管的内径相等且小于橡胶内筒的内径。 [0008] 优选地，所述第一出口管的端部伸入到橡胶内筒中，所述第一出口管外壁沿其径向向外延伸形成第一密封板，所述第一密封板与外筒间隙配合，在第一密封板与外筒之间的间隙设置组合密封圈；所述橡胶内筒的被插入端沿其径向向内延伸至贴合在第一出口管的外壁上形成第一连接部；在第一连接部内设置夹持件，所述夹持件套在伸入到橡胶内筒中的第一出口管部分；所述第一密封板和夹持件夹住第一连接部并通过螺栓固定在一起。 [0009] 优选地，所述第二出口管的端部沿其径向向外延伸形成第二密封板；连接第二出口管的橡胶内筒的端部沿其径向向外延伸形成第二连接部；所述外筒在靠近第二连接板的一端设置有第二端盖，所述第二端盖内径与橡胶内筒外径相同，在第二端盖外壁攻外螺纹，在外筒设置第二端盖的一端内壁攻内螺纹，所述第二端盖与外筒之间螺纹连接且与橡胶内筒过盈配合，所述第二端盖朝向第二连接部的一端具有台阶面；所述台阶面和第二密封板夹住第二连接部并通过螺栓固定在一起。 [0010] 优选地，在外筒靠近第一连接部的端部设置有第一端盖，所述第一端盖和外筒之间螺纹连接。 [0011] 优选地，在位于第一端盖和第一密封板之间的第一出口管上套有预压力弹簧。 [0012] 优选地，在第一出口管外壁上攻有矩形螺纹，所述矩形螺纹位于第一端盖背向外筒一面的第一出口管外壁上，在所述第一出口管攻有矩形螺纹的部分装配调节转筒，所述调节转筒具有与矩形螺纹配合的内螺纹面，调节转筒的一端抵住第一端盖。 [0013] 优选地，在所述第一出口管远离外筒的一端连接液压表短节，所述液压表短节两端均攻内螺纹，液压表短节与第一出口管螺纹连接，在液压表短节上通过液压表接头连接液压表。 [0014] 优选地，在所述第二出口管远离外筒的一端连接液压表短节，所述液压表短节两端均攻内螺纹，液压表短节与第二出口管螺纹连接，在液压表短节上通过液压表接头连接液压表。 [0016] 优选地，在外筒上内壁车制定位槽，所述定位槽内加装限位环，所述限位环卡在第一密封板朝向第一连接部的侧面，阻止第一出口管无限制的向外筒内深入。 [0017] 与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点： [0018] 通过大直径腔体以及橡胶内筒与外筒间充入的惰性气体来降低吸收管路中的压力波动及流量脉动。 [0019] 首先，橡胶内筒直径大于管路直径，形成开端管道容腔，增大泥浆管路横截面积，以此降低管路中泥浆的流量脉动。降低流量波峰，吸收液压冲击并起到蓄能作用的主体是腔体内充入的惰性气体。当泥浆流经缓释器橡胶内筒时，压力波峰通过被具有弹性的橡胶筒 和可压缩的惰性气体衰减，从而使具有较大流量脉动的泥浆流趋于稳定，达到脉冲缓释的作用。 [0020] 另外，利用带矩形螺纹的泥浆入口管、加装的预压力弹簧以及橡胶内筒自身弹性设计了一种可调节机构，通过旋转端盖外的调节转筒拉伸橡胶内筒，改变橡胶筒的刚度，从而适应不同参数的泥浆流，起到最大限度降低泥浆脉冲的作用。 [0022] 图1为本发明轴流式泥浆脉冲缓释器的结构示意图； [0023] 图2为图1中可调节机构的局部结构放大图。 具体实施方式[0024] 下面结合实施例及其图1-2对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。 [0025] 如图1所示，图1为本发明轴流式泥浆脉冲缓释器的结构示意图。 [0026] 一种轴流式泥浆脉冲缓释器，包括填充惰性气体的腔体，腔体包括外筒1和橡胶内筒2，橡胶内筒2两端分别连接第一出口管301和第二出口管302，第一出口管301和第二出口管302的内径相等且小于橡胶内筒2的内径。通过大直径橡胶内筒2以及橡胶内筒2与外筒1间充入的惰性气体来降低吸收管路中的压力波动及流量脉动。橡胶内筒2直径大于第一出口管301 和第二出口管302的直径，形成开端管道容腔，增大泥浆管路横截面积，以此降低管路中泥浆的流量脉动。降低流量波峰，吸收液压冲击并起到蓄能作用的主体是腔体内充入的惰性气体。当泥浆流经缓释器橡胶内筒2时，压力波峰通过被具有弹性的橡胶内筒2和可压缩的惰性气体衰减，从而使具有较大流量脉动的泥浆流趋于稳定，达到脉冲缓释的作用。 [0027] 第一出口管301的端部伸入到橡胶内筒2中，第一出口管301外壁沿其径向向外延伸形成第一密封板401，第一密封板401与外筒1间隙配合，在第一密封板401与外筒1之间的间隙设置组合密封圈5；橡胶内筒2的被插入端沿其径向向内延伸至贴合在第一出口管301的外壁上形成第一连接部601；在第一连接部601内设置夹持件7，夹持件7套在伸入到橡胶内筒2中的第一出口管301部分；第一密封板401和夹持件7夹住第一连接部601并通过螺栓固定在一起。 [0028] 第二出口管302的端部沿其径向向外延伸形成第二密封板402；连接第二出口管302的橡胶内筒2的端部沿其径向向外延伸形成第二连接部602；外筒1在靠近第二连接板的一端设置有第二端盖802，第二端盖802内径与橡胶内筒2外径相同，在第二端盖802外壁攻外螺纹，在外筒1设置第二端盖802的一端内壁攻内螺纹，第二端盖802与外筒1之间螺纹连接且与橡胶内筒2过盈配合，第二端盖802朝向第二连接部602的一端具有台阶面；台阶面和第二密封板402夹住第二连接部602并通过螺栓固定在一起。 [0029] 在外筒1靠近第一连接部601的端部设置有第一端盖801，第一端盖801和外筒1之间螺纹连接。 [0031] 第二端盖802与第二出口管302使用八个标准螺丝连接，固定夹持橡胶内筒2的第二连接 部602。第一出口管301利用标准螺丝和橡胶内筒2的夹持件7夹持橡胶内筒2的第一连接部601。 [0032] 第一出口管301与外筒1之间的配合类似活塞与活塞缸的配合，在外筒1内车制定位槽并加装限位环9，阻止第一出口管301无限制的向外筒1内深入。在第一出口管301和外筒1接触的面上加装组合密封圈5。 [0033] 如图2所示，图2为图1中可调节机构的局部结构放大图。 [0034] 在位于第一端盖801和第一密封板401之间的第一出口管301上套有预压力弹簧10，提供预压力。在第一出口管301外壁上攻有矩形螺纹11，矩形螺纹11位于第一端盖801背向外筒1一面的第一出口管301外壁上，在第一出口管301攻有矩形螺纹11的部分装配调节转筒12，调节转筒12具有与矩形螺纹11配合的内螺纹面，调节转筒12的一端抵住第一端盖 801。利用带矩形螺纹11的第一出口管301、加装的预压力弹簧10以及橡胶内筒2自身弹性形成一种可调节机构，通过旋转第一端盖801外的调节转筒12拉伸橡胶内筒2，改变橡胶筒的刚度，从而适应不同参数的泥浆流，起到最大限度降低泥浆脉冲的作用。 [0035] 在第一出口管301远离外筒1的一端连接液压表短节13，液压表短节13两端均攻内螺纹，液压表短节13与第一出口管301螺纹连接，在液压表短节13上通过液压表接头连接液压表14。在第二出口管302远离外筒1的一端连接液压表短节13，液压表短节13两端均攻内螺纹，液压表短节13与第二出口管302螺纹连接，在液压表短节13上通过液压表接头连接液压表14。通过两组液压表14可观察压力波动的缓释效果，配合可调节机构达到最佳缓释效果。 [0036] 在填充惰性气体的腔体上通过三通接头17连接气阀总成16，三通接头17的一个接口与腔体连通，其余两个接口分别连接气压表15和气阀总成16。腔体通过气阀总成16充入惰性 气体，三通接头17直接焊接在外筒1上。 [0037] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 |
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