一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒的制作方法
【專利摘要】一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒，所述內(nèi)外壓力平衡筒包括筒體和設(shè)置在所述筒體內(nèi)的連接部分和平衡部分，所述連接部分和所述平衡部分之間形成液壓油腔體，所述平衡部分由平衡運動活塞、平衡彈簧和彈簧座組成。所述內(nèi)外壓力平衡筒可以起到增強內(nèi)外壓力平衡的效果。
【專利說明】一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種內(nèi)外壓力平衡筒，更具體地，涉及一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒及由所述內(nèi)外壓力平衡筒組成的內(nèi)外壓力平衡組件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常規(guī)井壁取芯儀采用液壓泵驅(qū)動液壓馬達帶動金剛石鉆頭鉆取巖芯的方式進行取芯作業(yè)。取芯作業(yè)時鉆頭所需功率較大，并且受設(shè)計加工工藝的限制，液壓馬達的壓力又不能夠太高，因此液壓馬達所需流量很大。由于液壓泵流量比較大，所需液壓油油箱也比較大。對井下儀器來說，油箱加大，意味著內(nèi)外平衡的設(shè)計難度加大、內(nèi)外壓力平衡筒長度加長。目前取芯儀采用皮囊的可伸縮性能，進行內(nèi)外平衡，由于皮囊伸縮性有限，再加上皮囊容易老化，經(jīng)常發(fā)生皮囊爆裂，造成灌腸，對儀器損壞嚴重。如果采用常規(guī)的平衡活塞式進行內(nèi)外壓力平衡，由于油箱比較大，所需活塞比較長，增加了加工難度、同時加長了儀器長度，增加了儀器在井下作業(yè)的遇卡風(fēng)險。另外，由于這些平衡筒與主油箱串接在一起，控制電線從平衡筒內(nèi)部穿過，增加了裝配、維修、保養(yǎng)的難度。
實用新型內(nèi)容
[0003]為降低井壁取芯儀內(nèi)外壓力平衡筒設(shè)計加工的難度、縮短儀器的長度、降低儀器在井下取芯作業(yè)遇卡的風(fēng)險、降低平衡筒的維修保養(yǎng)難度，本實用新型提供一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒。
[0004]具體地，本實用新型提供一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒，所述內(nèi)外壓力平衡筒包括筒體和設(shè)置在所述筒體內(nèi)的連接部分和平衡部分，所述連接部分和所述平衡部分之間形成液壓油腔體，所述平衡部分由平衡運動活塞、平衡彈簧和彈簧座組成。
[0005]其中，筒體可以采用任意合適的形狀，比如橢圓柱形、圓柱形等。
[0006]其中，所述連接部分可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的快速接頭，也可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的使內(nèi)外壓力平衡筒連接到平衡節(jié)安裝殼體上的普通接頭。
[0007]在一些實施方式中，所述連接部分為與井壁取芯儀的平衡節(jié)安裝殼體上的快速母接頭相匹配的快速公接頭。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，所述快速母接頭和所述快速公接頭兩者可以組成快速接頭。
[0008]在一些實施方式中，在所述平衡部分和所述液壓油腔體之間設(shè)置有單向閥，且所述彈簧座的中心設(shè)置有與外部相通的孔。優(yōu)選地，單向閥通過單向閥球座過盈壓裝在平衡運動活塞上。
[0009]在一些實施方式中，所述內(nèi)外壓力平衡筒與所述井壁取芯儀的儲芯筒并行安裝。
[0010]此外，本實用新型還提供包括上述內(nèi)外壓力平衡筒的內(nèi)外壓力平衡組件。其中，所述內(nèi)外壓力平衡組件可以包括至少一個內(nèi)外壓力平衡筒，優(yōu)選地，所述內(nèi)外壓力平衡組件可以包括2、3、4或5個上述內(nèi)外壓力平衡筒，更優(yōu)選的所述內(nèi)外壓力平衡組件可以包括3個上述內(nèi)外壓力平衡筒。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，可以根據(jù)需要適當(dāng)增加或減少組件中的內(nèi)外壓力平衡筒的數(shù)目。
[0011]其中，當(dāng)本實用新型的內(nèi)外壓力平衡組件包括至少一個上述的內(nèi)外壓力平衡筒時，平衡節(jié)安裝殼體上具有大于或等于內(nèi)外壓力平衡筒的數(shù)量的快速母接頭。其中，安裝內(nèi)外壓力平衡組件中的內(nèi)外壓力平衡筒可以起到增強內(nèi)外壓力平衡的效果的作用。
[0012]具體地，可以根據(jù)井溫及壓力情況，選擇安裝平衡筒的數(shù)量及長度，舉例來說；當(dāng)井溫很高，而井下壓力比較低時，由于儀器中液壓油在高溫下膨脹比較厲害，可以選擇同時安裝三個比較長的平衡筒來平衡壓力；當(dāng)儀器到達井下時，液壓油膨脹，液壓油使平衡筒中的活塞向右運動，當(dāng)運動到極限位置時，同時當(dāng)儀器內(nèi)部的壓力與外部的壓力差達到規(guī)定值時(該值由安裝在平衡筒上面的單向閥開啟壓力設(shè)定)，液壓油通過單向閥向外排出，確保儀器內(nèi)部的壓力與外部的壓力差值始終低于設(shè)定的壓力值。當(dāng)儀器上提時，由于井溫變低，液壓油收縮，儀器內(nèi)部的壓力低于外部壓力時，活塞在彈簧及外部壓力的作用下，活塞向左運動，確保儀器外部壓力與內(nèi)部壓力基本保持平衡。當(dāng)井溫較低時，可以選擇安裝較短的平衡筒或者減少所安裝平衡筒的數(shù)量。
[0013]在一些實施方式中，所述內(nèi)外壓力平衡組件與所述井壁取芯儀的儲芯筒并行安裝。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下益處:
[0015]1、內(nèi)外壓力平衡筒與儲芯筒并行安裝，有效利用了儲芯筒側(cè)面的空間，在不需要獨立的平衡短節(jié)情況下，達到平衡內(nèi)外壓力差的目的；有效縮短了儀器長度。
[0016]2、內(nèi)外壓力平衡筒與井壁取芯儀用快速接頭連接，從而與井壁取芯儀上的主油箱連接，因此相對獨立，可單獨拆裝、維修、保養(yǎng)，大大簡化了維修保養(yǎng)難度，同時增加了儀器的可靠性；而且在運輸過程中，內(nèi)外壓力平衡筒可以與儀器分開，單獨運輸。
[0017]3、在液壓油腔體和平衡運動活塞之間設(shè)置有單向閥并在彈簧座的中心設(shè)置有一個與外部相通的孔，當(dāng)內(nèi)部壓力達到危險值時，可以使油箱中的液壓油溢流，確保內(nèi)外壓力基本平衡。
[0018]4、與原來技術(shù)相比，原來的平衡短節(jié)串接在電子短節(jié)與取芯短節(jié)中間，電子短節(jié)的電線必須穿過平衡短節(jié)達到液壓短節(jié)(油箱在液壓短節(jié))，而本實用新型的平衡筒安裝在液壓短節(jié)的下部，在平衡筒下部沒有被控制的對象，因此平衡筒中不需要安裝電纜。因此在本實用新型中，平衡筒位于區(qū)分巖芯短節(jié)的下部，內(nèi)外壓力平衡筒內(nèi)部無控制線穿過，方便儀器的制造、維修和保養(yǎng)。
[0019]5、可以采用多達三個的內(nèi)外壓力平衡筒來進行內(nèi)外壓力的平衡，且其長度、數(shù)量可以根據(jù)現(xiàn)場的井況進行調(diào)整，不需要拆卸改裝儀器本體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖用來提供對本實用新型的技術(shù)方案的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用于解釋本實用新型的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對本實用新型技術(shù)方案的限制。
[0021]圖1為井壁取芯儀的正視圖；
[0022]圖2為如圖1中的剖面線A-A’所定義的剖視圖，顯示內(nèi)外壓力平衡筒的構(gòu)造；
[0023]圖3是顯示內(nèi)外壓力平衡組件的安裝與儲芯筒的相對位置的圖；[0024]圖4是顯示單向閥的圖。
[0025]1、鉆進取芯短節(jié)；2、區(qū)分巖芯短節(jié)；3、平衡節(jié)安裝殼體；4、大平衡筒；4_1、快速接頭；4-2、單向閥；4-2-1、單向閥球座；4-2-2、單向閥彈簧；4_2_3、單向閥彈簧座；4_2_4、密封鋼球；4-3、平衡運動活塞；4-4、平衡彈簧；4-5、彈簧座；5、第一小平衡筒；6、第二小平衡筒；7、儲芯筒；8、快速母接頭。
【具體實施方式】
[0026]為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本申請的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0027]實施I
[0028]參照圖1，其中鉆進取芯短節(jié)I完成取芯作業(yè)，區(qū)分巖芯短節(jié)2完成識別巖芯的功能。在幾千米井下取芯作業(yè)時，由于受井溫的影響；取芯儀中的液壓油膨脹量比較大。取芯儀的液壓油油箱直接做在儀器殼體里面，與平衡節(jié)安裝殼體3連接，快速母接頭安裝在平衡節(jié)安裝殼體3上，快速母接頭8與液壓油油箱相通。
[0029]參照圖2，大平衡筒4包含一筒體和設(shè)置在筒體內(nèi)的連接部分和平衡部分。其中，連接部分為快速公接頭4-1，平衡部分由平衡運動活塞4-3、平衡彈簧4-4及彈簧座4-5組成，在快速接頭和平衡運動活塞之間形成液壓油腔體(在下井作業(yè)之前，該液壓油腔體是充滿液壓油的，運動活塞處于最右端位置)，且在所述平衡運動活塞上安裝一單向閥4-2，并在彈簧座4-5的中心設(shè)置一個與外部相通的孔。其中，單向閥4-2通過單向閥球座4-2-1過盈壓裝在平衡運動活塞4-3上，是不可拆卸的。大平衡筒4通過快速公接頭4-1與快速母接頭8相連接，以實現(xiàn)與儲芯筒并行安裝。當(dāng)液壓油膨脹時，液壓油通過快速母接頭8、快速公接頭4-1進入大平衡筒4的液壓油腔體中，在膨脹壓力作用下，推動平衡運動活塞4-3向右運動。活塞壓緊平衡彈簧4-4。當(dāng)平衡運動活塞4-3運動到完全壓緊平衡彈簧4-4的右端極限位置時，液壓油腔體內(nèi)部的油經(jīng)由單向閥4-2開始向外溢流，確保油箱內(nèi)部的壓力不至于高于危險壓力。如圖4所示的，當(dāng)內(nèi)部壓力高時，內(nèi)部油的壓力克服單向閥彈簧4-2-2對密封鋼球4-2-4的壓力，使密封鋼球4-2-4脫離單向閥球座4-2-1，液壓油腔體內(nèi)部的液壓油通過設(shè)置在彈簧座4-4中心的孔向外溢流，從而降低壓力，使內(nèi)外壓力重新達到平衡。當(dāng)油箱內(nèi)部壓力降低時，在外部壓力及平衡運動彈簧4-4作用下，平衡運動活塞4-3向左運動，確保油箱內(nèi)部不至于缺油。當(dāng)平衡運動活塞4-3向左運動時，把平衡筒中的液壓油壓回油箱，確保油箱不至于缺油。
[0030]當(dāng)需要維修保養(yǎng)時，通過將快速公接頭4-1與快速母接頭8分離，直接把大平衡筒4從平衡節(jié)安裝殼體3上拔下。在油箱快速母接頭內(nèi)部彈簧的作用下，形成密封，把油箱與外部隔離開。在不增加儀器長度的情況下，達到平衡內(nèi)外壓力差的目的；同時有效縮短了儀器長度；同時用快速接頭連接平衡筒與主油箱，因此它們相對獨立，可單獨拆卸更換、維修、保養(yǎng)；平衡筒內(nèi)部無控制線穿過。
[0031]實施例2
[0032]一種內(nèi)外壓力平衡組件，其包含三個如實施例1所述的平衡筒，大平衡筒4、第一小平衡筒5、第二小平衡筒6，這三個平衡筒的結(jié)構(gòu)原理完全相同，但大平衡筒4的尺寸比第一小平衡筒5和第二小平衡筒6大，且均是通過快速公接頭安裝在平衡節(jié)安裝殼體3上。這三個平衡筒與儲芯筒7并行安裝(參照圖3)在平衡節(jié)安裝殼體3的下部，有效利用了儲芯筒側(cè)面的空間，在不增加儀器長度的情況下，達到平衡內(nèi)外壓力差的目的；同時有效縮短了儀器長度；同時平衡筒與主油箱用快速接頭連接，相對獨立。可單獨拆卸更換、維修、保養(yǎng)；平衡筒內(nèi)部無控制線穿過。
[0033]實施例3
[0034]一種如實施例1所述的內(nèi)外壓力平衡筒，但在該平衡筒內(nèi)沒有設(shè)置單向閥4-2，所述彈簧座的中心沒有設(shè)置與外部相通的孔。
[0035]在沒有單向閥的情況下，在儀器下井之前，平衡活塞處于中間位置。當(dāng)儀器在高溫而壓力比較低的井中工作時，在高溫作用下，活塞向右運動，其平衡能力是活塞原始位置與最右端位置所形成的容積；當(dāng)外界壓力較高而溫度比較低時，在壓力作用下，活塞向左運動；在相同的活塞筒長度情況下，與安裝有單向閥的平衡筒相比，向左運動的行程只有原來的一半，也就是平衡容積要減少一半。這種布置也可以達到平衡內(nèi)外壓力差的目的，但與安裝有單向閥的平衡筒相比，其平衡能力要差一些。
[0036]實施例4
[0037]—種如實施例1所述的內(nèi)外壓力平衡筒，但在該平衡筒中，連接部分不是快速接頭，而是通過普通接頭使該內(nèi)外壓力平衡筒連接到平衡節(jié)安裝殼體3上。這種布置雖然不可以在儀器正常工作過程中進行插拔，但是同樣可以達到平衡內(nèi)外壓力差的目的。
[0038]雖然本申請揭示了上述的實施方式，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本申請而采用的實施方式，并非用以限定本申請。任何本申請所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本申請所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節(jié)上進行任何的修改與變化，但本申請的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于井壁取芯儀的內(nèi)外壓力平衡筒，其特征在于，所述內(nèi)外壓力平衡筒包括筒體和設(shè)置在所述筒體內(nèi)的連接部分和平衡部分，所述連接部分和所述平衡部分之間形成液壓油腔體，所述平衡部分由平衡運動活塞、平衡彈簧和彈簧座組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外壓力平衡筒，其特征在于，在所述平衡部分和所述液壓油腔體之間設(shè)置有單向閥，且所述彈簧座的中心設(shè)置有與外部相通的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外壓力平衡筒，其特征在于，所述連接部分為與井壁取芯儀的平衡節(jié)安裝殼體上的快速母接頭相匹配的快速公接頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外壓力平衡筒，其特征在于，所述內(nèi)外壓力平衡筒與所述井壁取芯儀的儲芯筒并行安裝。
5.一種內(nèi)外壓力平衡組件，其特征在于，所述內(nèi)外壓力平衡組件包括如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外壓力平衡筒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)外壓力平衡組件，其特征在于，所述內(nèi)外壓力平衡組件包括三個如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外壓力平衡筒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的內(nèi)外壓力平衡組件，其特征在于，所述內(nèi)外壓力平衡組件與所述井壁取芯儀的儲芯筒并行安裝。
【文檔編號】E21B49/06GK203626832SQ201320825596
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】田志賓, 劉鐵民 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司