專利名稱：一種壓力平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及井下作業(yè)工具領(lǐng)域中的一種用于石油鉆井井下儀器或工具中的壓力平衡裝置。
背景技術(shù)：
石油鉆井井下作業(yè)環(huán)境十分惡劣，井下工具處于高溫、高壓、高振動(dòng)、高固相顆粒的工作環(huán)境下，密封的可靠性和使用壽命都面臨著嚴(yán)重的考驗(yàn)。目前，常用的高壓旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封有機(jī)械密封和填料密封，機(jī)械密封效果較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，價(jià)格昂貴，且對(duì)密封副要求高，在井下高振動(dòng)，高固相顆粒的工作環(huán)境下可靠性難以保證。填料密封因填料與旋轉(zhuǎn)軸表面同一部分連續(xù)接觸，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的摩擦和磨損，且散熱較困難。Kalsi密封系統(tǒng)是一種新的流體動(dòng)力潤(rùn)滑旋轉(zhuǎn)密封，能夠在動(dòng)密封面之間形成一層能避免相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面直接接觸的流體動(dòng)壓油膜，從而大大降低了密封圈磨損和摩擦熱， 使密封具備密封壓力高、磨損低、扭矩穩(wěn)定和潤(rùn)滑好等特點(diǎn)，適用于井下多磨礪、高溫、高壓、高振動(dòng)的密封環(huán)境。kaisi密封的使用能夠大大提高軸和密封的壽命，從而提高井下工具工作的可靠性和使用壽命，工作時(shí)允許微量泄漏液壓油潤(rùn)滑冷卻自身，需要密封腔內(nèi)有足夠液壓油量，確保密封腔內(nèi)外壓差為正，密封正常工作。但是如何保證Kalsi密封系統(tǒng)在井下作業(yè)環(huán)境中有充足液壓油和密封腔內(nèi)外，成為亟待解決的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是保證密封系統(tǒng)液壓油量和壓差為正的需求，提出一種能夠?yàn)榫聝x器或工具密封系統(tǒng)提供所需液壓油量和壓差為正的壓力平衡裝置。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在中空的接頭內(nèi)置走線管，在走線管與接頭的環(huán)形空腔上、下端分別有通油堵頭和堵頭封堵，浮動(dòng)活塞連同彈簧套裝在通油堵頭和堵頭之間的走線管外，在通油堵頭軸向設(shè)置一個(gè)或多個(gè)油通道，浮動(dòng)活塞內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭構(gòu)成滑動(dòng)密封配合，在接頭中部的環(huán)形空腔段徑向設(shè)置一個(gè)或多個(gè)液通道。上述方案還包括走線管與接頭的環(huán)形空腔上端封堵采用通油堵頭內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭密封圈配合后，由限位擋圈與接頭固連鎖定；走線管與接頭的環(huán)形空腔下端封堵采用堵頭內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭密封圈配合后，由堵頭壓帽與接頭固連鎖定； 浮動(dòng)活塞內(nèi)、外壁分別通過密封圈與走線管和接頭構(gòu)成滑動(dòng)密封配合。限位擋圈與接頭固連鎖定方式為限位擋圈與接頭內(nèi)置環(huán)形槽鎖定配合或者限位擋圈與接頭內(nèi)置絲扣鎖定配合；堵頭壓帽與接頭固連鎖定方式為堵頭壓帽與接頭內(nèi)置環(huán)形槽鎖定配合或者堵頭壓帽與接頭內(nèi)置絲扣鎖定配合；在堵頭與堵頭壓帽之間還設(shè)置有限位環(huán)和線堵頭，線堵頭上設(shè)有多個(gè)密封插針。在堵頭與限位環(huán)之間還設(shè)置軸線間隙調(diào)整墊。接頭上下外端部分別設(shè)置外絲扣， 接頭中部外置扶正器。[0010]本壓力平衡裝置的有益效果是該壓力平衡裝置在浮動(dòng)活塞和通油堵頭之間形成的油腔中的液壓油存儲(chǔ)量可以通過彈簧行程調(diào)整，并可根據(jù)密封系統(tǒng)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠充分保證密封系統(tǒng)對(duì)液壓油量的需求。在井下工作過程中，鉆井液通過接頭上的鉆井液通孔流入浮動(dòng)活塞后彈簧位置，使液壓油壓力始終等于鉆井液壓力與彈簧力之和，彈簧力可根據(jù)用油系統(tǒng)的需求進(jìn)行調(diào)整，保證用油系統(tǒng)與鉆鋌內(nèi)鉆井液壓差為正值，防止鉆井液進(jìn)入用油系統(tǒng)，對(duì)用油系統(tǒng)造成破壞。接頭外可安裝采用整體套裝式結(jié)構(gòu)的扶正器，直接安裝在接頭外圓上，扶正效果明顯，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。走線管兩端分別與通油堵頭和堵頭連接，走線管內(nèi)孔既能夠讓液壓油流通，也可以用作用油系統(tǒng)與用電系統(tǒng)之間導(dǎo)線穿越接頭的通道。走線管內(nèi)孔處于接頭中心，在接頭與用油系統(tǒng)通過螺紋聯(lián)接旋緊過程中，導(dǎo)線不會(huì)絞結(jié)，避免在旋扣過程中損壞。總之該實(shí)用新型可以為井下儀器和工具旋轉(zhuǎn)密封提供所需的液壓油，提高密封系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，確保井下儀器和工具在井下正常工作。

圖I是一種壓力平衡裝置應(yīng)用實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.限位擋圈，2.通油堵頭，3.接頭上端部0型惡'封圈，4.彈黃，5. 走線管，6.接頭，7.鉆井液通孔(也稱液通道)，8.堵頭外圓0型密封圈，9.軸線間隙調(diào)整墊(0型密封圈)，10.限位環(huán)，11.密封插針，12.線堵頭，13.堵頭壓帽，14.用油系統(tǒng)，15.液壓油通道(也稱油通道)，16.走線管外0型密封圈，17.浮動(dòng)活塞，18. 鉆鋌，19.扶正器與接頭0型密封圈，20.扶正器，21.堵頭，22.堵頭內(nèi)圓型密封0圈 ，23.線堵頭0型密封圈24.用電系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。參照?qǐng)D1，實(shí)施例I是一種簡(jiǎn)化壓力平衡裝置的實(shí)施例。在中空的接頭6內(nèi)置走線管5，在走線管5與接頭6組成的環(huán)形空腔上、下端分別有通油堵頭2和堵頭21封堵。浮動(dòng)活塞17連同彈簧4套裝在通油堵頭2和堵頭21之間的走線管5外。在通油堵頭2軸向設(shè)置2個(gè)液壓油通道15，浮動(dòng)活塞17內(nèi)、外壁分別與走線管5和接頭6構(gòu)成滑動(dòng)密封配合，在接頭6中部的環(huán)形空腔段徑向設(shè)置2個(gè)鉆井液通道7。實(shí)施例2是在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上的優(yōu)化方案。其中走線管5與接頭6的環(huán)形空腔上端封堵采用通油堵頭2內(nèi)、外壁分別與走線管5和接頭6通過密封圈(16,3)配合后， 由限位擋圈I與接頭內(nèi)置環(huán)形槽鎖定配合。走線管5與接頭6的環(huán)形空腔下端封堵采用堵頭21內(nèi)、外壁分別與走線管5和接頭6通過密封圈(22、8)配合后，經(jīng)過軸線間隙調(diào)整墊9、 限位環(huán)10和線堵頭12，由堵頭壓帽13與接頭內(nèi)置絲扣配合固連鎖定。浮動(dòng)活塞17內(nèi)、外壁分別通過密封圈(16、3)與走線管5和接頭6構(gòu)成滑動(dòng)密封配合。線堵頭12上設(shè)有3-5 個(gè)密封插針11，用于與下部用電系統(tǒng)24的電纜對(duì)接。接頭6上下外端部分別設(shè)置外絲扣， 分別與井下儀器和工具的用油系統(tǒng)14和用電系統(tǒng)24相接，接頭6中部外置扶正器20后安裝在鉆鋌18內(nèi)。線堵頭12與接頭6之間設(shè)有密封圈23，接頭6與扶正器20之間有密封圈 19。[0017]本發(fā)明的工作過程如下在裝置下井之前，通過用油系統(tǒng)，將液壓油泵入平衡裝置，推動(dòng)浮動(dòng)活塞沿走線管壓縮彈簧，達(dá)到設(shè)定的壓力或液壓油量后完成油液存儲(chǔ)。當(dāng)工具在井下工作時(shí)，鉆井液通過接頭徑向鉆井液通孔進(jìn)入到浮動(dòng)活塞與堵頭之間，增加液壓油壓力，使工具用油系統(tǒng)和鉆井液的壓差為彈簧壓力，為井下工具用油系統(tǒng)提供穩(wěn)定壓力。
權(quán)利要求1.一種壓力平衡裝置，其特征是在中空的接頭內(nèi)置走線管，在走線管與接頭的環(huán)形空腔上、下端分別有通油堵頭和堵頭封堵，浮動(dòng)活塞連同彈簧套裝在通油堵頭和堵頭之間的走線管外，在通油堵頭軸向設(shè)置一個(gè)或多個(gè)油通道，浮動(dòng)活塞內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭構(gòu)成滑動(dòng)密封配合，在接頭中部的環(huán)形空腔段徑向設(shè)置一個(gè)或多個(gè)液通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓力平衡裝置，其特征是走線管與接頭的環(huán)形空腔上端封堵采用通油堵頭內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭密封圈配合后，由限位擋圈與接頭固連鎖定； 走線管與接頭的環(huán)形空腔下端封堵采用堵頭內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭密封圈配合后， 由堵頭壓帽與接頭固連鎖定；浮動(dòng)活塞內(nèi)、外壁分別通過密封圈與走線管和接頭構(gòu)成滑動(dòng)密封配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力平衡裝置，其特征是限位擋圈與接頭固連鎖定方式為限位擋圈與接頭內(nèi)置環(huán)形槽鎖定配合或者限位擋圈與接頭內(nèi)置絲扣鎖定配合；堵頭壓帽與接頭固連鎖定方式為堵頭壓帽與接頭內(nèi)置環(huán)形槽鎖定配合或者堵頭壓帽與接頭內(nèi)置絲扣鎖定配合；在堵頭與堵頭壓帽之間還設(shè)置有限位環(huán)和線堵頭，線堵頭上設(shè)有多個(gè)密封插針。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力平衡裝置，其特征是在堵頭與限位環(huán)之間還設(shè)置軸線間隙調(diào)整墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的壓力平衡裝置，其特征是接頭上下外端部分別設(shè)置外絲扣，接頭中部外置扶正器。
專利摘要本實(shí)用新型一種壓力平衡裝置涉及井下作業(yè)工具領(lǐng)域中的一種用于石油鉆井井下儀器或工具中的壓力平衡裝置。技術(shù)方案是在中空的接頭內(nèi)置走線管，在走線管與接頭的環(huán)形空腔上、下端分別有通油堵頭和堵頭封堵，浮動(dòng)活塞連同彈簧套裝在通油堵頭和堵頭之間的走線管外，在通油堵頭軸向設(shè)置一個(gè)或多個(gè)油通道，浮動(dòng)活塞內(nèi)、外壁分別與走線管和接頭構(gòu)成滑動(dòng)密封配合，在接頭中部的環(huán)形空腔段徑向設(shè)置一個(gè)或多個(gè)液通道。該實(shí)用新型可以為井下儀器和工具旋轉(zhuǎn)密封提供所需的液壓油，提高密封系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，確保井下儀器和工具在井下正常工作。
文檔編號(hào)E21B33/12GK202300301SQ20112040919
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者劉慶龍, 孫峰, 王義峰, 程國(guó)強(qiáng), 陳威, 高麗萍 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國(guó)石油化工股份有限公司