[发明专利]井底增压泵及其增压方法

权利要求书

1.一种井底增压泵，包括过滤网总成(1)、上端接头(2)、壳体(3)、下端紧固接头(8)以及配套的双流道钻头(9)，所述壳体(3)内依次设有换向阀(4、4′)、换向控制装置(5)、动力缸(6)和增压缸(7)，过滤网总成(1)的下端与上端接头(2)螺纹连接，上端接头(2)的下端与壳体(3)螺纹连接并密封，下端紧固接头(8)与壳体(3)螺纹连接并密封，下端紧固接头(8)的左端顶住增压缸(7)的右端，并与装在上端接头(2)中的锁紧部件把换向阀(4、4′)、动力缸(6)和增压缸(7)压接在壳体内；换向阀(4、4′)、动力缸(6)和增压缸(7)的外缘与壳体(3)的内表面之间形成直接通往双流道钻头(9)大喷嘴的泵压泥浆主流道；换向阀(4、4′)的阀芯与换向控制装置(5)相连，泵压泥浆通过换向阀(4、4′)控制动力缸(6)往复运动，并带动增压缸(7)同步左行或右行，动力缸(6)的右端与增压缸(7)的左端通过一个共用的缸盖分隔并有密封，动力缸(6)的左端与换向阀(4、4′)的右端相连并有密封，增压缸(7)有独立的缸筒和活塞，其活塞杆与动力缸活塞连接并在共用的缸盖上装有密封，增压缸缸筒上有泵压泥浆过滤网(74)，泵压泥浆从泵压泥浆过滤网(74)通往增压缸内腔，增压缸的高压排出通过单向阀(73)从高压喷嘴喷出；

所述换向控制装置(5)由带台阶的空心杆(51)及自左向右依次安装在其小径部分的左限位垫(52)、弹簧(53)、右限位垫(54)和锁紧螺母(55)组成，空心杆(51)与换向阀(4、4′)的阀芯相连，其小径部分穿入动力缸活塞及其空心活塞杆内，空心活塞杆的孔内设有分别与左限 位垫(52)和右限位垫(54)相配合的左限位台阶和右限位台阶；

其特征在于，所述换向阀(4)由插装阀(42)和先导阀(41)组成，插装阀(42)的左端横向并列装有第三锥阀芯(423)和第四锥阀芯(424)，两侧设有两个对称的排液单向阀(43)，当第三锥阀芯(423)和第四锥阀芯(424)开启时，两个排液单向阀(43)通过泥浆流道A和B能够分别交替向井眼排放乏动力液；插装阀(42)的阀体右端纵向并列装有第一锥阀芯(421)和第二锥阀芯(422)，其阀芯下端通过过滤网(44)与泵压泥浆到钻头大喷嘴的主流道相通，右端阀盖上有控制口“a”、“b”并分别与第二锥阀芯(422)和第一锥阀芯(421)的上端相通，又分别与阀体右端控制口“a”、“b”相通，同时通过阀体的两个小孔分别与左端阀盖上的控制口“a”、“b”连通，最终引入第四锥阀芯(424)和第三锥阀芯(423)的左腔；

先导阀(41)为二位四通滑阀结构，阀体中心孔两侧设有泥浆流道A、B分别与插装阀(42)上的泥浆流道A、B相通；该阀有泥浆通道口“A”、泥浆通道口“B”、泵压泥浆入口“P”和乏泥浆排泄口“O”，其中泥浆通道口“A”、“B”通过插装阀(42)阀体上的两个小孔分别与插装阀(42)右端阀盖上的控制口“a”、“b”相通，排泄口“O”通过插装阀(42)和阀体上的小孔与排液单向阀相通，泵压泥浆入口“P”通过先导阀(41)侧面的过滤网(411)与泵压泥浆主流道相通，插装阀(42)和先导阀(41)两阀端之间分别对泥浆流道和控制口设有密封；

先导阀(41)的右端外径与动力缸缸筒左端内径配合并有两道密封，先导阀(41)的泥浆流道A与动力缸缸筒壁上多个小孔的左端在两道密封之间相通，泥浆流道B直接与动力缸左腔相通；先导阀中心孔左端依次装 有由弹簧、导向套和钢球组成的阀芯定位机构，阀芯右端与换向控制装置(5)的空心杆(51)相连；

或所述换向阀(4′)直接采用二位四通滑阀，动力缸(6)的左端缸筒内径与换向阀(4′)的右端外径配合并装有两道密封，换向阀(4′)的左端具有局部凸台，所述局部凸台与壳体内壁之间设有两道密封，所述局部凸台上安装排液单向阀(43)，未凸出的部位与壳体内表面形成通往双流道钻头大喷嘴的泵压泥浆流道，换向阀(4′)具有泵压泥浆入口“P”、乏泥浆排泄口“O”和两个泥浆通道口“A”、“B”，其泥浆流道A与动力缸(6)缸体左端的多个小孔(601)在两道密封之间相通，小孔(601)沿缸体内均匀分布的泥浆流道与动力缸(6)的活塞右腔相连通，活塞左腔与换向阀(4′)的泥浆流道B直接连通，乏泥浆排泄口“O”通过阀芯内孔道与换向阀(4′)左边两个对称布置的排液单向阀(43)相连通，乏泥浆通过排液单向阀(43)和壳体(3)上的多个小孔排出泵外；换向阀(4′)的左端在锁紧部件的外围设有套筒形过滤装置(23′)，此过滤装置的两端分别与锁紧部件和换向阀(4′)之间设有密封，泵压泥浆入口“P”直接从位于过滤装置(23′)内部的换向阀(4′)左端引入，换向阀(4′)的阀芯右端与换向控制装置(5)的空心杆(51)相连。