一种利用钻井液上返能量抑制隔水管涡激振动装置及方法

摘要

本发明涉及一种利用钻井液上返能量抑制隔水管涡激振动装置及方法，装置由传动系统、支撑系统和扰流杆组成，关于隔水管的管轴呈轴对称布置。传动系统的叶轮安装于隔水管与钻柱间的环空中，钻井液上返时驱动叶轮旋转，叶轮带动蜗杆旋转，蜗杆再带动蜗轮旋转，蜗轮最终驱动扰流杆旋转，扰流杆由支撑系统支撑固定。通过隔水管两侧扰流杆的旋转，使隔水管后方尾迹区变窄，降低了海流作用在隔水管上的绕流升力和阻力，从而实现涡激振动的抑制。本发明利用钻井液上返时动能驱动扰流杆旋转，无需外部提供能量，实现了低成本、零耗能。

主权项

一种利用钻井液上返能量抑制隔水管涡激振动装置，关于隔水管(1)的管轴呈轴对称布置，其特征在于：由传动系统、支撑系统和扰流杆(11)组成，传动系统包括叶轮(3)、蜗杆(4)、蜗轮(5)、密封轴承(6)各两个；隔水管(1)管壁上开有轴对称布置的两个圆孔，蜗杆(4)一端从圆孔伸入至隔水管(1)与钻杆(2)之间的环形空间中，且伸入环形空间的蜗杆(4)端部安装有叶轮(3)；蜗杆(4)与隔水管(1)管壁圆孔间的间隙由密封轴承(6)填充；蜗杆(4)有螺纹的一端在隔水管(1)外与蜗轮(5)的螺纹啮合，且蜗杆(4)轴与蜗轮(5)轴垂直正交；支撑系统由上部、下部两个套环(7)、四根支撑杆(8)、四个轴承座(9)、四个转动轴承(10)组成；套环(7)套装在隔水管(1)的外壁，由两个半圆环形构件通过螺栓连接构成；每个套环(7)上连接有与隔水管(1)管壁垂直的两根支撑杆(8)，两根支撑杆(8)关于隔水管(1)的管轴呈轴对称布置，每根支撑杆(8)末端安装有一个轴承座(9)，轴承座(9)中布置有一个转动轴承(10)；上部套环(7)支撑杆(8)末端的轴承座(9)开口向下，下部套环(7)支撑杆(8)末端的轴承座(9)开口向上，转动轴承(10)的轴线与隔水管(1)轴线平行；扰流杆(11)为两端直径小、中部直径大的圆柱体，扰流杆(11)的两端分别安装于上部、下部套环(7)支撑杆(8)末端轴承座(9)的转动轴承(10)中；扰流杆(11)上端小直径柱体外部装有花键，其穿过蜗轮(5)中心孔并与蜗轮(5)中心孔的花键槽啮合；安装在扰流杆(11)上的蜗轮(5)下端面贴合扰流杆(11)上端小直径与大直径柱体的台阶面。