CN106437589A - 一种智能磨鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能磨鞋,通过对活塞杆、主滑套、转接头、熔断阀、磨鞋及控制电路板的结构设置,利用磨鞋头部硬质合金层完全磨损使导线与磨鞋本体导通,激发控制电路板导通,控制阀芯运动,打开阀体流道,直至将泄压孔打开,改变钻柱内的压力,井口作业人员根据钻柱内压力变化可以很方便地判断磨鞋是否到达使用寿命,实现了磨鞋的实时监测,避免误提钻。

Description

一种智能磨鞋
技术领域
本发明涉及一种智能磨鞋,属于修井工具领域。
背景技术
磨鞋是修井过程中常用的一种工具,其作用是磨铣井下落物。目前针对磨鞋的使用寿命一直没有监测方法。在实际应用中,只能依靠磨铣速度来判断是否达到其寿命。当磨铣速度变得非常慢时,即认为磨鞋达到其使用寿命,需更换磨鞋。但是,当遇到较硬的落物时(经常遇到),也会造成磨鞋的磨铣速度变得非常慢。这时在井口作业人员就无法判断造成磨铣速度变慢的原因,只能通过提钻检查,耗费大量的人力物力。
为此,需要设计一款智能型磨鞋,以有效检测磨鞋的损坏情况。
发明内容
本发明的技术解决问题:为克服现有技术的不足,提供一种智能磨鞋,以准确判断磨鞋是否到达其使用寿命,避免误提钻。
本发明的技术解决方案:
一种智能磨鞋,包括上部油缸、活塞杆、主滑套、转接头、熔断阀、阀端盖、磨鞋、电池组、控制电路板和插针,
主滑套一端与上部油缸连接,主滑套另一端与磨鞋连接,其中主滑套及上部油缸内部均中空并相通形成中空腔室,中空的活塞杆置于主滑套及上部油缸连接处的中空腔室中,与主滑套及上部油缸的内壁动密封,主滑套径向设置有泄压孔,初始状态时,活塞杆靠其密封作用使泄压孔与中空腔室不相通,
在主滑套的侧壁中设置有主滑套流道、转接头、熔断阀、内设有阀端盖流道的阀端盖、电池组、控制电路板和插针,
主滑套流道一端与活塞杆所处的腔室连通,主滑套流道另一端与转接头一端连通,转接头另一端与阀端盖流道的一端相通,
熔断阀包括阀体和阀芯,阀芯置于阀体中,与阀体内壁动密封,阀体上设置有与阀端盖流道的另一端相通的阀体流道及与中空腔室相通的通孔,阀芯(13)位于初始位置时,靠其密封作用,将阀体流道(1201)从内部隔开,
磨鞋包括本体和头部硬质合金层,插针一端与控制电路板连接,另一端与带绝缘层的导线连接,导线的另一端***磨鞋的本体与头部硬质合金相连处。
当磨鞋头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋本体导通,控制电路板检测到导通信号后,控制阀芯运动,打开阀体流道,中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道、阀端盖流道、转接头、主滑套流道,高压介质推动活塞杆离开初始位置向上移动,主滑套上的泄压孔被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔排出。
熔断阀还包括拉锁、电阻丝及弹簧,弹簧套在阀芯上,通过拉锁将阀芯与阀体固连并使弹簧受压,电阻丝缠绕在拉锁上,并与控制电路板相连。
当磨鞋头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋本体导通,控制电路板检测到导通信号后,触发控制电路向电阻丝供电并产生热量,熔断拉锁,弹簧解除受压,阀芯运动,打开阀体流道,中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道、阀端盖流道、转接头、主滑套流道,高压介质推动活塞杆离开初始位置向上移动,主滑套上的泄压孔被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔排出。
打开熔断阀内流道的方式还可由电机、丝杠及螺母来实现,电机与丝杠连接,螺母套在丝杠上,螺母与阀芯连接。
当磨鞋头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋本体导通,控制电路板检测到导通信号后,触发控制电路向电机供电,带动丝杠旋转,进而螺母带动阀芯运动,打开阀体流道,中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道、阀端盖流道、转接头、主滑套流道,高压介质推动活塞杆离开初始位置向上移动,主滑套上的泄压孔被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔排出。
在主滑套及磨鞋本体上,设置有第一过线槽和第二过线槽,导线置于第一过线槽和第二过线槽中。
阀端盖覆盖于熔断阀及转接头上,其表面与主滑套外壁平整。
磨鞋中设置有与外界相通的内孔。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
本发明通过对活塞杆、主滑套、转接头、熔断阀、磨鞋及控制电路板的结构设置,利用磨鞋头部硬质合金层完全磨损使导线与磨鞋本体导通,激发控制电路板导通,控制阀芯运动,打开阀体流道,直至将泄压孔打开,改变钻柱内的压力,井口作业人员根据钻柱内压力变化可以很方便地判断磨鞋是否到达使用寿命,实现了磨鞋的实时监测,避免误提钻。
附图说明
图1为本发明沿熔断阀的剖视图;
图2为本发明沿电池组的剖视图;
图3为本发明外表面过线槽结构示意图;
图4为本发明插针的连接示意图;
图5为本发明熔断阀结构图;
图6为本发明熔断阀剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
一种智能磨鞋,如图1、图2及图4所示,包括上部油缸1、活塞杆2、主滑套3、转接头4、熔断阀5、阀端盖6、磨鞋7、电池组8、控制电路板9和插针11,
主滑套3一端与上部油缸1连接,主滑套3另一端与磨鞋7连接,其中主滑套3及上部油缸1内部均中空并相通形成中空腔室,中空的活塞杆2置于主滑套3及上部油缸1连接处的中空腔室中,与主滑套3及上部油缸1的内壁动密封,主滑套3径向设置有泄压孔302,初始状态时,活塞杆靠其密封作用使泄压孔与中空腔室不相通,转接头4中间为转接头内孔401,主滑套流道301及阀端盖流道601分别与转接头内孔401两端相通,
在主滑套3的侧壁中设置有主滑套流道301、转接头4、熔断阀5、内设有阀端盖流道601的阀端盖6、电池组8、电池端盖10、控制电路板9和插针11,电池端盖10覆盖于控制电路板9及电池组8上,其表面与主滑套3外壁平整;
如图1所示,主滑套流道301一端与活塞杆2所处的腔室连通,主滑套流道301另一端与转接头4一端连通,转接头4另一端与阀端盖流道601的一端相通。
如图3所示,在主滑套3及磨鞋7本体上,设置有第一过线槽303和第二过线槽702,导线置于第一过线槽303和第二过线槽702中。
如图5、图6所示,熔断阀5包括阀体12和阀芯13,阀芯13置于阀体12中,与阀体12内壁动密封,阀体12上设置有与阀端盖流道601的另一端相通的阀体流道1201及与中空腔室相通的通孔,阀芯(13)位于初始位置时,靠其密封作用,将阀体流道(1201)从内部隔开。
磨鞋7包括本体和头部硬质合金层,插针11一端与控制电路板9连接,另一端与带绝缘层的导线连接,导线的另一端***磨鞋的本体与头部硬质合金相连处,如图4所示。
本发明的工作原理为:当磨鞋7头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋7本体导通,控制电路板9检测到导通信号后,控制阀芯13运动,打开阀体流道1201,中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道1201、阀端盖流道601、转接头4、主滑套流道301,高压介质推动活塞杆2离开初始位置向上移动,主滑套3上的泄压孔302被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔302排出。
具体地,如图5所示,熔断阀5还包括拉锁14、电阻丝15及弹簧16,弹簧16套在阀芯13上,通过拉锁14将阀芯13与阀体12固连并使弹簧16受压,电阻丝15缠绕在拉锁14上,并与控制电路板9相连。
此种情况下,当磨鞋7头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋7本体导通,控制电路板9检测到导通信号后,触发控制电路向电阻丝15供电并产生热量,熔断拉锁14,弹簧16解除受压,阀芯13运动,打开阀体流道1201,中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道1201、阀端盖流道601、转接头4、主滑套流道301,高压介质推动活塞杆2离开初始位置向上移动,主滑套3上的泄压孔302被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔302排出。
打开熔断阀内流道的方式还可由电机、丝杠及螺母来实现,电机与丝杠连接,螺母套在丝杠上,螺母与阀芯13连接。
此种情况下,当磨鞋7头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋7本体导通,控制电路板9检测到导通信号后,触发控制电路向电机供电,带动丝杠旋转,进而螺母带动阀芯13运动,打开阀体流道1201,中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道1201、阀端盖流道601、转接头4、主滑套流道301,高压介质推动活塞杆2离开初始位置向上移动,主滑套3上的泄压孔302被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔302排出。
当检测到磨鞋达到使用寿命时,通过熔断阀旁通泄压的方式,减小钻柱内的压力。在井口观察钻柱内的压力变化,来判断磨鞋是否到达其使用寿命。这就可以避免误提钻,节省人力物力。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种智能磨鞋,其特征在于,包括上部油缸(1)、活塞杆(2)、主滑套(3)、转接头(4)、熔断阀(5)、阀端盖(6)、磨鞋(7)、电池组(8)、控制电路板(9)和插针(11),
主滑套(3)一端与上部油缸(1)连接,主滑套(3)另一端与磨鞋(7)连接,其中主滑套(3)及上部油缸(1)内部均中空并相通形成中空腔室,中空的活塞杆(2)置于主滑套(3)及上部油缸(1)连接处的中空腔室中,与主滑套(3)及上部油缸(1)的内壁动密封,主滑套(3)径向设置有泄压孔(302),初始状态时,活塞杆(2)靠其密封作用使泄压孔(302)与中空腔室不相通,
在主滑套(3)的侧壁中设置有主滑套流道(301)、转接头(4)、熔断阀(5)、内设有阀端盖流道(601)的阀端盖(6)、电池组(8)、控制电路板(9)和插针(11),
主滑套流道(301)一端与活塞杆(2)所处的腔室连通,主滑套流道(301)另一端与转接头(4)一端连通,转接头(4)另一端与阀端盖流道(601)的一端相通,
熔断阀(5)包括阀体(12)和阀芯(13),阀芯(13)置于阀体(12)中,与阀体(12)内壁动密封,阀体(12)上设置有与阀端盖流道(601)的另一端相通的阀体流道(1201)及与中空腔室相通的通孔,阀芯(13)位于初始位置时,靠其密封作用,将阀体流道(1201)从内部隔开,
磨鞋(7)包括本体和头部硬质合金层,插针(11)一端与控制电路板(9)连接,另一端与带绝缘层的导线连接,导线的另一端***磨鞋(7)的本体与头部硬质合金相连处。
2.如权利要求1所述的一种智能磨鞋,其特征在于,当磨鞋(7)头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋(7)本体导通,控制电路板(9)检测到导通信号后,控制阀芯(13)运动,打开阀体流道(1201),中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道(1201)、阀端盖流道(601)、转接头(4)、主滑套流道(301),高压介质推动活塞杆(2)离开初始位置向上移动,主滑套(3)上的泄压孔(302)被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔(302)排出。
3.如权利要求1所述的一种智能磨鞋,其特征在于,熔断阀(5)还包括拉锁(14)、电阻丝(15)及弹簧(16),弹簧(16)套在阀芯(13)上,通过拉锁(14)将阀芯(13)与阀体(12)固连并使弹簧(16)受压,电阻丝(15)缠绕在拉锁(14)上,并与控制电路板(9)相连。
4.如权利要求3所述的一种智能磨鞋,其特征在于,当磨鞋(7)头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋(7)本体导通,控制电路板(9)检测到导通信号后,触发控制电路向电阻丝(15)供电并快速产生高热量,熔断拉锁(14),弹簧(16)解除受压,阀芯(13)运动,打开阀体流道(1201),中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道(1201)、阀端盖流道(601)、转接头(4)、主滑套流道(301),高压介质推动活塞杆(2)离开初始位置向上移动,主滑套(3)上的泄压孔(302)被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔(302)排出。
5.如权利要求1所述的一种智能磨鞋,其特征在于,打开熔断阀(5)内流道(1201)的方式还可由电机、丝杠及螺母来实现,电机与丝杠连接,螺母套在丝杠上,螺母与阀芯(13)连接。
6.如权利要求5所述的一种智能磨鞋,其特征在于,当磨鞋(7)头部硬质合金层被完全磨掉至导线的绝缘层被磨破,导线与磨鞋(7)本体导通,控制电路板(9)检测到导通信号后,触发控制电路向电机供电,带动丝杠旋转,进而螺母带动阀芯(13)运动,打开阀体流道(1201),中空腔室内高压介质依次经过通孔、阀体流道(1201)、阀端盖流道(601)、转接头(4)、主滑套流道(301),高压介质推动活塞杆(2)离开初始位置向上移动,主滑套(3)上的泄压孔(302)被打开,中空腔室内高压介质经泄压孔(302)排出。
7.如权利要求1所述的一种智能磨鞋,其特征在于,在主滑套(3)及磨鞋(7)本体上,设置有第一过线槽(303)和第二过线槽(702),导线置于第一过线槽(303)和第二过线槽(702)中。
8.如权利要求1所述的一种智能磨鞋,其特征在于,阀端盖(6)覆盖于熔断阀(5)及转接头(4)上,其表面与主滑套(3)外壁平整。
9.如权利要求1所述的一种智能磨鞋,其特征在于,磨鞋(7)中设置有与外界相通的内孔(701)。
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