專利名稱：隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在石油生產(chǎn)中，用于進(jìn)行井下壓力跟蹤測(cè)試的隨鉆地層壓力測(cè)試器， 具體的說(shuō)是一種隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱。
背景技術(shù)：
在石油開(kāi)采中，井下生產(chǎn)設(shè)備在較高壓差下，電機(jī)、泵及電磁閥無(wú)法正常啟動(dòng)及工作， 為了對(duì)井下生產(chǎn)設(shè)備的承壓情況有全面的了解，使井下壓力達(dá)到平衡，一般要進(jìn)行隨鉆地 層壓力測(cè)試，并進(jìn)行壓力補(bǔ)償，以提高油源系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證開(kāi)采設(shè)備的正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。然而現(xiàn) 有的隨鉆地層壓力測(cè)試器中，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因，并不含壓力平衡裝置，而為了使井下油 源系統(tǒng)達(dá)到平衡，一般設(shè)置單獨(dú)式的井下壓力補(bǔ)償裝置，這樣不僅增加了測(cè)試過(guò)程的繁瑣 性，由于測(cè)試器受井下絕對(duì)壓力的影響，整套儀器的工作適應(yīng)性也較差。

發(fā)明內(nèi)容
為了在測(cè)試過(guò)程中，使井下油源系統(tǒng)壓力與地層壓力達(dá)到自動(dòng)平衡，提高整套儀器測(cè) 試的準(zhǔn)確率，本發(fā)明提供一種隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱。該油箱為隨鉆地 層壓力、溫度測(cè)試器中關(guān)鍵的壓力補(bǔ)償部件，除了供儀器正常用油外，還兼負(fù)實(shí)施液壓平衡 作用，可使測(cè)試器不受井下絕對(duì)壓力的影響，從而提高整套儀器適應(yīng)環(huán)境壓力的能力。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱，包括段體、 平衡活塞、平衡拉簧、后堵及蓋板，其中，所述的段體內(nèi)有中心孔，孔內(nèi)置有可軸向移動(dòng)的平 衡活塞，而段體的尾端孔內(nèi)固定后支座，后支座的尾端孔內(nèi)置有后堵，后堵及后支座的端面 上壓緊的蓋板固定在段體的端面上；在平衡活塞與后支座兩相對(duì)應(yīng)的等徑柱面上分別有與 平衡拉簧直徑適應(yīng)的螺旋形凹槽，平衡拉簧的兩端分別置于凹槽內(nèi)，并分別由具有螺旋形 內(nèi)凹槽的拉簧座固定；而沿軸向移動(dòng)的平衡活塞與后支座間形成的儲(chǔ)油腔與段體壁上的過(guò) 油孔相通，且段體壁上的泄油孔與段體上的中心孔低端聯(lián)通；
所述的平衡活塞有內(nèi)階梯形通孔，孔內(nèi)置有接觸式泄壓閥，所述的接觸式泄壓閥由支 座、導(dǎo)柱、彈簧座及彈簧組成，其中支座固定在平衡活塞的端孔內(nèi)，支座的中心孔內(nèi)置有導(dǎo) 柱，且導(dǎo)柱的末端突出于支座的端面，導(dǎo)柱的另一端固定在彈簧座內(nèi)，而彈簧座與平衡活塞 的孔壁間置有彈簧。所述的平衡活塞及后支座與段體的孔壁間分別置有密封圈及密封圈，后堵與后支 座的孔壁間置有密封圈，平衡活塞的內(nèi)孔與支座間置有密封圈，導(dǎo)柱的軸肩與彈簧座間置 有密封圈。本發(fā)明的有益效果是由于在壓力測(cè)試器末段體中心孔設(shè)置了壓力平衡式油箱， 通過(guò)段體壁上的過(guò)油孔使流動(dòng)的壓力油即鉆井液推動(dòng)平衡活塞的移動(dòng)，自動(dòng)平衡油箱內(nèi)外 的壓力，使測(cè)試器內(nèi)部元件不受地層絕對(duì)壓力的影響，從而大大提高了整套測(cè)試儀器在井 下高壓環(huán)境下工作的適應(yīng)性及測(cè)試精度，基本消除因深井鉆井液壓力所產(chǎn)生的內(nèi)部泵及電 磁閥等元件無(wú)法正常工作的問(wèn)題。此油箱在高溫、高壓、三維振動(dòng)等環(huán)境下經(jīng)多次試驗(yàn)，無(wú) 可見(jiàn)泄漏，功能穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中序號(hào)1平衡活塞的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1中序號(hào)8后支座的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖1中序號(hào)7拉簧座的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖1中接觸式泄壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-平衡活塞，2-支座，3-導(dǎo)柱，4-彈簧座，5-彈簧，6-平衡拉簧，7-拉簧 座，8-后支座，9-后堵，10-蓋板，11-螺栓，12-加厚止轉(zhuǎn)片，13-密封圈，14-密封圈，15-0 形密封圈，16- 0形密封圈，17- 0形密封圈，18-0形密封圈，19-段體，20-過(guò)油孔，21-儲(chǔ)油 腔，22-泄油孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明
由附圖1所示，該隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱包括段體19、平衡活塞1、 平衡拉簧6、后支座8、后堵9及蓋板10，其中，段體19為測(cè)試器筒體尾段的一部分，段體19 內(nèi)有中心孔，尾端有外連接螺紋，用與測(cè)試器的下接頭連接，測(cè)試器與組合鉆具連接并下入 井底；平衡活塞1位于段體19的中心孔內(nèi)，而段體19的尾端孔內(nèi)置有后支座8，后支座8上 的軸肩卡在段體19的端面上，使后支座8軸向定位，后支座8的尾端孔內(nèi)置有后堵9，后堵 9的軸肩卡在后支座8的端面上，使其軸向定位，且后堵9與后支座8的端面平齊，后支座8 的端面上有銷釘定位孔，后堵9及后支座8的端面上壓緊蓋板10，蓋板10上的銷釘插入銷 釘定位孔，并由螺栓11、加厚止轉(zhuǎn)片12及密封圈14將蓋板10固定在段體19的端面上；這 是一種端面固定方式，由于段體19上有4個(gè)泥漿流道存在，導(dǎo)致段體19的壁厚較薄，因此 固定方式選為上述端面固定法，空間排布較為合理。在平衡活塞1與后支座8兩相對(duì)應(yīng)的等 徑柱面上分別有螺旋形凹槽23及螺旋形凹槽24，平衡拉簧6的兩端分別置于凹槽(23，24) 內(nèi)，并分別由具有螺旋形內(nèi)凹槽的拉簧座7固定，如圖2、圖3及圖4所示，并使得平衡活塞 1及后支座8的小徑端位于平衡拉簧6內(nèi)，當(dāng)平衡活塞1在段體19的中心孔內(nèi)軸向移動(dòng)式， 平衡拉簧6可以承受拉力；而沿軸向移動(dòng)的平衡活塞1與后支座8間形成的儲(chǔ)油腔21與段 體19壁上的過(guò)油孔20相通，過(guò)油孔20為徑向通孔，與測(cè)試器外的鉆進(jìn)液相通；而段體19 壁上的泄油孔22與段體19的中心孔底端聯(lián)通。上述的平衡活塞1上有內(nèi)階梯孔，孔內(nèi)置有接觸式泄壓閥，所述的接觸式泄壓閥 由支座2、導(dǎo)柱3、彈簧座4及彈簧5組成，其中具有中心通孔的支座2螺紋連接在平衡活塞 1的端孔內(nèi)，支座2的中心孔內(nèi)置有導(dǎo)柱3，導(dǎo)柱3的末端突出于支座2的端面，導(dǎo)柱3的另 一端螺紋連接在彈簧座4內(nèi)，而彈簧座4與平衡活塞1的孔壁間置有彈簧5，彈簧5的兩端 分別由彈簧座4上的軸肩及平衡活塞1內(nèi)孔上的定位臺(tái)階定位，如圖5所示；當(dāng)平衡活塞1 軸向移動(dòng)到段體19的中心孔底時(shí)，導(dǎo)柱3的端部與孔底接觸，從而保護(hù)平衡活塞1不受撞 擊；而接觸式泄壓閥的主要作用是在地面經(jīng)過(guò)油孔20為油箱注油或換油時(shí)，隨著油量、油 壓的增加，平衡活塞1左行，至中心孔底即左死點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)柱3與段體19壁接觸，觸發(fā)接觸式 泄壓閥工作，0形密封圈17不受壓縮，油箱泄壓，泄出的油從泄油孔22流出，防止加油過(guò)多， 憋壞油箱。
為了保證油箱密封，在所述平衡活塞1及后支座8與段體19的孔壁間分別置有密 封圈13及0形密封圈15，后堵9與后支座8的孔壁間置有0形密封圈16，平衡活塞1的內(nèi) 孔與支座2間置有0形密封圈18，導(dǎo)柱3的軸間與彈簧座4之間有0形密封圈17。進(jìn)行井下壓力跟蹤測(cè)試的時(shí)候，將隨鉆地層壓力測(cè)試器的上下端與組合鉆具連接 并下入井底，該壓力平衡式油箱除了供儀器正常用油外，還兼負(fù)實(shí)施液壓平衡作用。當(dāng)測(cè) 試器體外的壓力高于油箱內(nèi)壓力時(shí)，鉆井液由過(guò)油孔20進(jìn)入儲(chǔ)油腔21，儲(chǔ)油腔21內(nèi)的壓 力大于平衡拉簧6的彈力時(shí)，就會(huì)推動(dòng)平衡活塞1向段體19內(nèi)中心孔的孔底端移動(dòng)，由泄 油孔22排出平衡活塞1后端的鉆井液，同時(shí)儲(chǔ)油腔21容積增大，與測(cè)試器外的壓力趨于 平衡；當(dāng)儲(chǔ)油腔21內(nèi)的壓力小于平衡拉簧6的彈力時(shí)，平衡活塞1向段體19尾端移動(dòng)，鉆 井液又由泄油孔22進(jìn)入段體19內(nèi)中心孔內(nèi)，并推動(dòng)平衡活塞1繼續(xù)向段體19尾端移動(dòng)， 使儲(chǔ)油腔21容積減小，油箱內(nèi)壓力隨之提高，當(dāng)與測(cè)試體外鉆井液壓力平衡時(shí)，平衡活塞1 停止移動(dòng)。故該平衡郵箱的主要作用是平衡活塞1在平衡拉簧6及鉆井液壓力的相互作用 下，通過(guò)平衡活塞1在油箱腔體內(nèi)往復(fù)位移，實(shí)現(xiàn)油箱內(nèi)外對(duì)的壓力平衡，且當(dāng)測(cè)井器內(nèi)油 溫升高時(shí)，可起到容積補(bǔ)償作用；同時(shí)，還能使油箱內(nèi)部液壓系統(tǒng)部件不受地層絕對(duì)壓力的 影響，消除因深井鉆井液壓力的影響，使儀器不正常工作問(wèn)題，從而大大提高了測(cè)試儀器在 隨鉆測(cè)試時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
一種隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱，包括段體(19)、平衡活塞(1)、平衡拉簧(6)、后堵(9)及蓋板(10)，其特征在于段體(19)內(nèi)有中心孔，孔內(nèi)置有可軸向移動(dòng)的平衡活塞(1)，而段體(19)的尾端孔內(nèi)置有后支座(8)，后支座(8)的尾端孔內(nèi)置有后堵(9)，后堵(9)及后支座(8)的端面上壓緊的蓋板(10)固定在段體(19)的端面上；在平衡活塞(1)與后支座(8)兩相對(duì)應(yīng)的等徑柱面上分別有與平衡拉簧(6)直徑相適應(yīng)的螺旋形凹槽(23)及螺旋形凹槽(24)，平衡拉簧(6)的兩端分別置于螺旋形凹槽(23,24)內(nèi)，并分別由具有螺旋形內(nèi)凹槽的拉簧座(7)固定；平衡活塞(1)與后支座(8)間所形成的儲(chǔ)油腔(21)與段體(19)壁上的過(guò)油孔(20)相通，且段體(19)壁上的泄油孔(22)與段體(19)上的中心孔底端聯(lián)通；上述平衡活塞(1)有內(nèi)階梯形通孔，孔內(nèi)置有接觸式泄壓閥，所述的接觸式泄壓閥由支座(2)、導(dǎo)柱(3)、彈簧座(4)及彈簧(5)組成，其中支座(2)固定在平衡活塞(1)的左端孔內(nèi)，而支座(2)的中心孔內(nèi)置有導(dǎo)柱(3)，且導(dǎo)柱(3)的末端突出于支座(2)的端面，導(dǎo)柱(3)的另一端固定在彈簧座(4)內(nèi)，而彈簧座(4)與平衡活塞(1)的孔壁間置有彈簧(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱，其特征在于所 述平衡活塞(1)及后支座(8)與段體(19)的孔壁間分別置有密封圈(13)及0形密封圈 (15 )，后堵(9 )與后支座(8 )的孔壁間置有0形密封圈(16 )，平衡活塞(1)的內(nèi)孔與支座(2 ) 間置有0形密封圈(18)，導(dǎo)柱(3)的軸肩與彈簧座(4)間置有0形密封圈(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石油生產(chǎn)中，進(jìn)行井下壓力跟蹤測(cè)試的隨鉆地層壓力測(cè)試器中的壓力平衡式油箱。其目的是為了在測(cè)試過(guò)程中，使井下油源系統(tǒng)壓力與地層壓力達(dá)到自動(dòng)平衡，提高整套儀器測(cè)試的準(zhǔn)確率。其特征在于平衡活塞位于段體尾部的中心孔內(nèi)，而段體的后端孔內(nèi)固定后支座，在平衡活塞與后支座兩相對(duì)應(yīng)的等徑柱面上分別有螺旋形凹槽，平衡拉簧的兩端分別置于凹槽內(nèi)，并分別由具有螺旋形內(nèi)凹槽的拉簧座固定；而沿軸向移動(dòng)的平衡活塞與后支座間形成的儲(chǔ)油腔與段體壁上的過(guò)油孔相通，且段體壁上的泄油孔與段體上的中心孔聯(lián)通。該油箱可使測(cè)試器不受井下絕對(duì)壓力的影響，從而提高整套儀器適應(yīng)環(huán)境壓力的能力，提高其測(cè)試精度。
文檔編號(hào)E21B47/06GK101892834SQ201010258350
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者劉永貴, 孟祥光, 宋瑞宏, 崔樹(shù)建, 李偉勝, 田玉棟, 白曉捷, 竇金永, 董玉輝, 賈麗, 趙凱來(lái), 趙志學(xué), 韓玉安, 高翔 申請(qǐng)人:大慶石油管理局