CN109025819B - 旋转机构中液压推靠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转机构中液压推靠装置技术领域，是一种旋转机构中液压推靠装置，其包括液压托盘、肋板、翼肋盖板；液压托盘上部右侧面和下部右侧面上分别设置有推靠安装槽，肋板的左侧面上设置有肋板安装长槽，在肋板上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板，肋板倒扣安装在液压托盘上并且安装翼板位于推靠安装槽内。本发明结构合理而紧凑，使用方便，本发明与电机泵原理的推靠式旋转导向工具相比，具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。

Description

旋转机构中液压推靠装置

技术领域

本发明涉及旋转机构中液压推靠装置技术领域，是一种旋转机构中液压推靠装置。

背景技术

随着世界各油田相继进入开发后期，油藏开发难度逐渐增加，钻遇地层日益复杂，新时期面临的挑战推动着油气田开发由常规开发技术向着水平井、大位移定向井、多分支井、小井眼井等开发技术方向发展，同时新开发技术对钻井技术提出了更高的要求。传统的导向钻井技术以滑动导向技术为主，而滑动导向技术存在轴向摩阻大、钻进过程不易排屑、钻井效率低、井眼不光滑等问题。自20世纪90年代，国外各大石油公司相继推出了旋转导向钻井工具，其中以Baker-Hughes 的Auto Trak 系列、Schlumberger的Power Driver系列、Halliburton的Geo-Pilot系列为代表，且国外石油公司在高造斜率、井下数据监测、数据传输等方面不断改进和完善。国内对旋转导向的研发相对较晚，目前主要以推靠式旋转导向为主，工作原理是通过控制不旋转外套上三个翼肋推板的推力来获取目标导向合力，翼肋推靠力来自于以电机、泵、阀等元件集成在一起的液压模块。电机泵原理的推靠式旋转导向工具将集成的液压模块嵌藏在翼肋推板下，造成导向工具的径向尺寸增大，且需从旋转的芯轴向不旋转外套给电机提供电源和控制信号，靠近钻头处的剧烈振动和井底高温会对信号传输和电机控制模块造成严重的干扰。因此，电机泵原理的推靠式旋转导向工具存在着造斜能力低、井径适用范围小、导向性能受干扰大等问题。

发明内容

本发明提供了一种旋转机构中液压推靠装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决电机泵原理的推靠式旋转导向工具存在着造斜能力低、井径适用范围小、导向性能受干扰大等问题的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种旋转机构中液压推靠装置，包括液压托盘、肋板、翼肋盖板；液压托盘上部右侧面和下部右侧面上分别设置有推靠安装槽，肋板的左侧面上设置有肋板安装长槽，在肋板上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板，肋板倒扣安装在液压托盘上并且安装翼板位于推靠安装槽内，在上下两个推靠安装槽之间的液压托盘右侧面上设置有至少一个的圆柱槽，每个圆柱槽内安装有液缸，每个液缸内安装有在液压驱动下能够沿液缸轴向运动的柱塞，每个柱塞的左端面上设置有液压槽，在每个柱塞与肋板之间安装有柱塞顶头，在柱塞与肋板之间的柱塞顶头上密封套装有防尘帽，防尘帽的外缘套紧装在液缸的外壁上，在液压托盘右侧的每个液缸的外圆周面上一体固定有安装环台，通过将安装环台固定安装在液压托盘右侧面上进而将液缸固定安装在液压托盘内，翼肋盖板包括盖板环台和环形盖板，盖板环台的内圈外侧与环形盖板的外缘面一体固定在一起，盖板环台的上部内侧壁与上面的推靠安装槽上侧壁平齐，盖板环台的下部内侧壁与下面的推靠安装槽下侧壁平齐，环形盖板的内缘大于肋板的外缘，肋板位于环形盖板内并能沿着环形盖板外伸或回缩，在安装翼板与环形盖板之间固定安装有能够伸缩的压缩弹簧，液压托盘内设置有一条贯穿液压托盘上下端的液压推靠支路，对应每个柱塞的液压托盘上设置有连通液压推靠支路和液压槽的小通孔，液压推靠支路的下端内安装有节流阀和液路堵头，液路堵头内设置有轴向贯穿液路堵头并连通节流阀和液压推靠支路的通道。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述对应每个柱塞顶头的肋板安装长槽内一体固定有卡台，对应每个柱塞顶头的柱塞面为球面凹槽，对应柱塞的柱塞顶头面为球面，对应卡台的柱塞顶头面为与卡台配合的卡槽，柱塞顶头的球面位于柱塞的球面凹槽内，卡台位于柱塞顶头的卡槽内。

上述还包括液缸盖板，液缸盖板安装在安装环台上，在液缸盖板与液压托盘之间固定安装有螺栓进而将安装环台压紧在液缸盖板与液压托盘之间、将防尘帽的外缘压紧在液缸盖板与液缸外壁之间。

上述盖板环台的外缘周面上设置有安装槽，在安装槽内安装有盖板锁块，对应盖板环台上安装槽的盖板环台右侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽，在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块压紧的锁钉。

上述每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈，每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，本发明与电机泵原理的推靠式旋转导向工具相比，具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为液压托盘，2为肋板，3为安装翼板，4为液缸，5为柱塞，6为液压槽，7为柱塞顶头，8为防尘帽，9为安装环台，10为盖板环台，11为环形盖板，12为压缩弹簧，13为液压推靠支路，14为小通孔，15为节流阀，16为液路堵头，17为卡台，18为液缸盖板，19为盖板锁块，20为锁钉，21为密封圈。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该旋转机构中液压推靠装置包括液压托盘1、肋板2、翼肋盖板；液压托盘1上部右侧面和下部右侧面上分别设置有推靠安装槽，肋板2的左侧面上设置有肋板安装长槽，在肋板2上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板3，肋板2倒扣安装在液压托盘1上并且安装翼板3位于推靠安装槽内，在上下两个推靠安装槽之间的液压托盘1右侧面上设置有至少一个的圆柱槽，每个圆柱槽内安装有液缸4，每个液缸4内安装有在液压驱动下能够沿液缸4轴向运动的柱塞5，每个柱塞5的左端面上设置有液压槽6，在每个柱塞5与肋板2之间安装有柱塞顶头7，在柱塞5与肋板2之间的柱塞顶头7上密封套装有防尘帽8，防尘帽8的外缘套紧装在液缸4的外壁上，在液压托盘1右侧的每个液缸4的外圆周面上一体固定有安装环台9，通过将安装环台9固定安装在液压托盘1右侧面上进而将液缸4固定安装在液压托盘1内，翼肋盖板包括盖板环台10和环形盖板11，盖板环台10的内圈外侧与环形盖板11的外缘面一体固定在一起，盖板环台10的上部内侧壁与上面的推靠安装槽上侧壁平齐，盖板环台10的下部内侧壁与下面的推靠安装槽下侧壁平齐，环形盖板11的内缘大于肋板2的外缘，肋板2位于环形盖板11内并能沿着环形盖板11外伸或回缩，在安装翼板3与环形盖板11之间固定安装有能够伸缩的压缩弹簧12，液压托盘1内设置有一条贯穿液压托盘1上下端的液压推靠支路13，对应每个柱塞5的液压托盘1上设置有连通液压推靠支路13和液压槽6的小通孔14，液压推靠支路13的下端内安装有节流阀15和液路堵头16，液路堵头16内设置有轴向贯穿液路堵头16并连通节流阀15和液压推靠支路13的通道。

防尘帽8有效防止井内灰尘进入液缸4内，为柱塞5提供一个清洁的工作环境；液路堵头16内的通道与推靠式旋转导向工具中的回油腔连通。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其与依靠电机泵原理的推靠式旋转导向工具中的推靠总成相比，在本发明中不需要安装任何电控装置，这样大大简化了液压推靠总成的结构，缩小了本发明的径向尺寸，并且在推靠式旋转导向工具中安装本发明，对应的在推靠式旋转导向工具中设置与液压推靠支路13相连通的液压支路，即可将液体压力转化为推靠力，通过控制液压推靠支路13中液压油压力大小来控制推靠力大小，以此获得导向作业时的目标导向力；且液压***的液压油选用耐高温航空液压油，可以适用于高温环境，因此，将本发明除应用于旋转导向钻井工具具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。

本发明的工作原理为:本发明在进行导向作业时，液压油流入液压推靠支路13，将液体压力转化为推靠力，推动柱塞5运动，进而将推力通过柱塞顶头7传递至肋板2，肋板2外伸，液压油回流后推靠力减小，在压缩弹簧12的作用下，肋板2回缩复位；回流的液压油通过液路堵头16回流至推靠式旋转导向工具中内的回油腔。

本发明与电机泵原理的推靠式旋转导向工具相比，将液压推靠柱塞5与液压动力源分离，肋板2内只需安装有产生推力的柱塞5，且肋板2采用平板式设计，这样大大简化了本发明的结构，缩小了本发明的尺寸，肋板2内可以根据需要安置双柱塞5或更多柱塞5，以获得更大的推靠力；且液压***的液压油选用耐高温航空液压油，可以适用于高温环境，因此，将本发明除应用于旋转导向钻井工具具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。

可根据实际需要，对上述旋转机构中液压推靠装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，对应每个柱塞顶头7的肋板安装长槽内一体固定有卡台17，对应每个柱塞顶头7的柱塞5面为球面凹槽，对应柱塞5的柱塞顶头7面为球面，对应卡台17的柱塞顶头7面为与卡台17配合的卡槽，柱塞顶头7的球面位于柱塞5的球面凹槽内，卡台17位于柱塞顶头7的卡槽内。

柱塞顶头7的球面与柱塞5的球面凹槽的配合、卡台17与卡槽的配合，能够保证柱塞5在向肋板2传递推力的过程中，不会发生位置的偏移。

如附图1所示，还包括液缸盖板18，液缸盖板18安装在安装环台9上，在液缸盖板18与液压托盘1之间固定安装有螺栓进而将安装环台9压紧在液缸盖板18与液压托盘1之间、将防尘帽8的外缘压紧在液缸盖板18与液缸4外壁之间。液缸盖板18与螺栓的配合安装，方便装置的拆卸与安装。

如附图1所示，盖板环台10的外缘周面上设置有安装槽，在安装槽内安装有盖板锁块19，对应盖板环台10上安装槽的盖板环台10右侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽，在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块19压紧的锁钉20。在推靠式旋转导向工具上设置有与盖板环台10上的安装槽相对应的安装槽，在盖板环台10与推靠式旋转导向工具之间相对应的安装槽内安装有盖板锁块19，锁钉20与盖板锁块19的配合安装方便工具的安装、拆卸与更换。

如附图1所示，每个液缸4与液压托盘1之间固定安装有密封圈21，每个液缸4与与其内部的柱塞5之间固定安装有密封圈21。密封圈21能够有效保证各部件之间的密封性，避免影响液压油的液压效果。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种旋转机构中液压推靠装置，其特征在于包括液压托盘、肋板、翼肋盖板；液压托盘上部右侧面和下部右侧面上分别设置有推靠安装槽，肋板的左侧面上设置有肋板安装长槽，在肋板上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板，肋板倒扣安装在液压托盘上并且安装翼板位于推靠安装槽内，在上下两个推靠安装槽之间的液压托盘右侧面上设置有至少一个的圆柱槽，每个圆柱槽内安装有液缸，每个液缸内安装有在液压驱动下能够沿液缸轴向运动的柱塞，每个柱塞的左端面上设置有液压槽，在每个柱塞与肋板之间安装有柱塞顶头，在柱塞与肋板之间的柱塞顶头上密封套装有防尘帽，防尘帽的外缘套紧装在液缸的外壁上，在液压托盘右侧的每个液缸的外圆周面上一体固定有安装环台，通过将安装环台固定安装在液压托盘右侧面上进而将液缸固定安装在液压托盘内，翼肋盖板包括盖板环台和环形盖板，盖板环台的内圈外侧与环形盖板的外缘面一体固定在一起，盖板环台的上部内侧壁与上面的推靠安装槽上侧壁平齐，盖板环台的下部内侧壁与下面的推靠安装槽下侧壁平齐，环形盖板的内缘大于肋板的外缘，肋板位于环形盖板内并能沿着环形盖板外伸或回缩，在安装翼板与环形盖板之间固定安装有能够伸缩的压缩弹簧，液压托盘内设置有一条贯穿液压托盘上下端的液压推靠支路，对应每个柱塞的液压托盘上设置有连通液压推靠支路和液压槽的小通孔，液压推靠支路的下端内安装有节流阀和液路堵头，液路堵头内设置有轴向贯穿液路堵头并连通节流阀和液压推靠支路的通道。

2.根据权利要求1所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于对应每个柱塞顶头的肋板安装长槽内一体固定有卡台，对应每个柱塞顶头的柱塞面为球面凹槽，对应柱塞的柱塞顶头面为球面，对应卡台的柱塞顶头面为与卡台配合的卡槽，柱塞顶头的球面位于柱塞的球面凹槽内，卡台位于柱塞顶头的卡槽内。

3.根据权利要求1或2所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于还包括液缸盖板，液缸盖板安装在安装环台上，在液缸盖板与液压托盘之间固定安装有螺栓进而将安装环台压紧在液缸盖板与液压托盘之间、将防尘帽的外缘压紧在液缸盖板与液缸外壁之间。

4.根据权利要求1或2所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于盖板环台的外缘周面上设置有安装槽，在安装槽内安装有盖板锁块，对应盖板环台上安装槽的盖板环台右侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽，在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块压紧的锁钉。

5.根据权利要求3所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于盖板环台的外缘周面上设置有安装槽，在安装槽内安装有盖板锁块，对应盖板环台上安装槽的盖板环台右侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽，在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块压紧的锁钉。

6.根据权利要求1或2所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈，每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈。

7.根据权利要求3所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈，每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈。

8.根据权利要求4所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈，每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈。

9.根据权利要求5所述的旋转机构中液压推靠装置，其特征在于每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈，每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈。