柱塞偏置式旋转导向液压装置
技术领域
本实用新型涉及油气钻井工具技术领域,是一种柱塞偏置式旋转导向液压装置。
背景技术
旋转导向是国内钻井工具中的新技术,液压模块属于旋转导向工具执行部分的核心,工具使用过程中是通过主控板发出的控制信号来调整电机的转速,使一个或多个护板动作并与地层接触,控制改变旋转导向工具的方位角度。钻井过程中,井眼尺寸限制了工具的径向尺寸,而推靠式旋转导向工具一般都是在工具的同一位置的不同角度均匀布置三个液压模块。普通液压模块中柱塞底面与液压模块基体底面平行,这种形式的液压模块体积较大,不能适应于井下复杂的工作环境,液压模块过大的体积对旋转导向工具本体强度的影响大,对旋转导向工具钻井过程中的工具角度的调整不足。
发明内容
本实用新型提供了一种柱塞偏置式旋转导向液压装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有液压模块体积较大,不能适应于井下复杂的工作环境,液压模块过大的体积对旋转导向工具本体强度的影响大,对旋转导向工具钻井过程中的工具角度的调整不足的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种柱塞偏置式旋转导向液压装置,包括连接块、基体块、柱塞导向装置、液体输送装置、阀组和储油装置;连接块的右端与基体块的左端固定连接在一起,基体块的上端右部固定安装有柱塞导向装置,连接块的前端左部固定安装有插头,连接块内的上部与基体块内的上部分别设有相连通的水平方向的安装腔,连接块的右下部与基体块的左下部分别设有相连通的安装孔,基体块内的右部设有开口向右的储油腔,在连接块的安装孔内套装有液压传感装置,在连接块的安装腔的中部套装有插针,在基体块的安装腔的左部固定安装有液体输送装置,基体块的安装腔的右部卡装有阀组,液体输送装置的右端与阀组的左端固定安装在一起,基体块的储油腔内固定安装有储油装置,在阀组和基体块内设有与液体输送装置的出液端和柱塞导向装置的液压端相连通的输液通道,在阀组和基体块内设有与液体输送装置的出液端和储油装置的进油端相连通的溢流通道,在基体块内设有与液体输送装置的进液端和储油装置的供油端相连通的液压油通道。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
上述柱塞导向装置包括柱塞顶板、柱塞、缸套和弹性防尘罩,缸套的底部通过螺栓与基体块的上端右部固定安装在一起,缸套的内侧套装有柱塞,柱塞的顶部固定安装有柱塞顶板,弹性防尘罩位于缸套的外部,弹性防尘罩的下端与缸套的下部外侧固定连接在一起,弹性防尘罩的上端通过压板与柱塞顶板固定安装在一起,柱塞的底部与基体块的输液通道相连通。
上述连接块安装腔的右部内侧设有环槽,连接块安装腔的环槽内套装有连接桥管A,连接桥管A的右部套装在基体块安装腔的左部,插针位于连接桥管A的左方,液体输送装置的左部与连接桥管A的右部固定连接在一起;或/和,液体输送装置包括电机固定套、电机、联轴器和液压泵,电机固定套套装在基体块腔体的左部,电机固定套的左部外侧与连接桥管A的右部内侧通过螺纹固定连接在一起,连接桥管A的右端内侧设有卡槽,电机的左端固定安装电机防转片,电机套装在电机固定套内,电机的电机防转片卡装在连接桥管A的卡槽内,液压泵固定安装在电机右方的基体块安装腔内,电机的输出轴通过联轴器与液压泵的输入轴固定连接在一起,液压泵的出液端与阀组的左端固定连接在一起,液压泵的进液端与基体块的液压油通道的固定连接在一起。
上述储油装置包括油囊压头、油囊塞和弹性油囊,弹性油囊和油囊塞均位于储油腔内,油囊压头的左端套装在基体块的储油腔的中部,油囊压头的右端与储油腔的右端固定连接在一起,弹性油囊的右部内侧与油囊塞的左部外侧固定连接在一起,油囊压头内部设有开口向左的内腔,油囊压头内腔的左部设有楔形槽,油囊塞的右部套装在油囊压头的内腔中部,油囊塞和弹性油囊相连接的部分通过楔形槽卡装在油囊压头的内腔左部,油囊压头的上端右部设有与内腔和基体块的溢流通道相连通的溢流口,油囊压头的上端左部设有与基体块液压油通道相连通的进油口,油囊塞的下部设有与弹性油囊的内腔和油囊压头的右部内腔相连通的水平进油通道,油囊塞的上部设有与弹性油囊的内腔和油囊压头的进油口相连通的排油通道。
上述阀组的输液通道和溢流通道相连通,阀组的左部固定安装有单向阀,单向阀的左端与液体输送装置的出液端固定连接在一起,单向阀的右端与阀组的输液通道相连通,阀组的溢流通道固定安装有溢流阀;或/和,基体块的安装孔内套装有连接桥管B,连接桥管B的左部套装在连接块的安装孔右部,液压传感装置包括压力传感器和护线套,压力传感器的测压端与连接桥管B的左端压紧贴在一起,压力传感器的左端固定安装有护线套,护线套的外侧固定安装在连接块的安装孔内,连接桥管B的内部设有左右通透的通孔,在基体块内设有与连接桥管B的通孔和柱塞导向装置的液压端相连通的压力通道。
上述连接块的下端中部设有与连接块的安装孔和安装腔相连通的斜孔,在连接块的斜孔下部固定安装有堵头,插头通过螺钉固定在连接块的前端左部,连接块内设有与连接块安装腔左端和插头相连通的电缆孔,连接桥管A设有与插头和电机输入端相连通的通孔,插头与插针电连接在一起,插针与电机的输入端电连接在一起,插针与压力传感器的输出端电连接在一起;或/和,连接块的前侧和基体块的前侧分别设有至少一个的螺栓孔;或/和,柱塞与缸套之间安装有密封圈,缸套与基体块之间安装有密封圈,连接桥管A与连接块的安装腔之间安装有环形的密封圈,连接桥管A与基体块安装腔之间安装有环形的密封圈,在基体块的输液通道与阀组的输液通道相接处的外部安装有密封圈,油囊压头与油囊塞之间安装有密封圈,油囊压头进油口与储油腔之间安装有密封圈,油囊压头的溢流口与储油腔之间安装有密封圈。
本实用新型结构合理而紧凑,使用方便,通过将液压泵和储油腔进行内置处理,并将柱塞导向装置偏置安装,有效的减小了液压模块的体积,能适应井下复杂的工作环境,减小了液压模块体积过大对旋转导向工具本体强度的影响,对于旋转导向工具钻井过程中的工具角度的调整有良好的效果。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1的阀组的剖视放大结构示意图。
附图中的编码分别为:1为连接块,2为基体块,3为阀组,4为插头,5为插针,6为柱塞顶板,7为柱塞,8为缸套,9为弹性防尘罩,10为压板,11为连接桥管A,12为电机固定套,13为电机,14为联轴器,15为液压泵,16为电机防转片,17为油囊压头,18为油囊塞,19为弹性油囊,20为单向阀,21为溢流阀,22为连接桥管B,23为压力传感器,24为护线套,25为堵头,26为输液通道,27为溢流通道,28为进油通道,29为排油通道,30为螺栓孔。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本实用新型中,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:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
如附图1、2所示,该柱塞偏置式旋转导向液压装置,包括连接块1、基体块2、柱塞导向装置、液体输送装置、阀组3和储油装置;连接块1的右端与基体块2的左端固定连接在一起,基体块2的上端右部固定安装有柱塞导向装置,连接块1的前端左部固定安装有插头4,连接块1内的上部与基体块2内的上部分别设有相连通的水平方向的安装腔,连接块1的右下部与基体块2的左下部分别设有相连通的安装孔,基体块2内的右部设有开口向右的储油腔,在连接块1的安装孔内套装有液压传感装置,在连接块1的安装腔的中部套装有插针5,在基体块2的安装腔的左部固定安装有液体输送装置,基体块2的安装腔的右部卡装有阀组3,液体输送装置的右端与阀组3的左端固定安装在一起,基体块2的储油腔内固定安装有储油装置,在阀组3和基体块2内设有与液体输送装置的出液端和柱塞导向装置的液压端相连通的输液通道26,在阀组3和基体块2内设有与液体输送装置的出液端和储油装置的进油端相连通的溢流通道27,在基体块2内设有与液体输送装置的进液端和储油装置的供油端相连通的液压油通道。这样,储油装置通过液压油通道向液体输送装置的进液端供油,液体输送装置在作业人员的控制下工作,将高压液压油通过阀组3和基体块2的输液通道26输送到柱塞导向装置的液压端,使柱塞导向装置开始工作,在柱塞导向装置的柱塞作用下调整钻井工具的钻井角度,如果高压液压油的压力过高,可以通过阀组3和基体块2的溢流通道27进入储油装置中,不会因液压油压力过高而造成设备的损坏,液压传感装置可以将高压液压油的压力通过插针5和插头4实时的反馈给作业人员,作业人员凭借液压油的压力判断液体输送装置和柱塞导向装置是否正常工作,通过将液体输送装置和储油装置安装在连接块1和基体块2的安装腔和油腔内,并将柱塞导向装置偏置安装,有效的减小了体积,能适应井下复杂的工作环境,提高了柱塞偏置式旋转导向液压装置本体强度,对于柱塞偏置式旋转导向液压装置钻井过程中的工具角度的调整有良好的效果。
可根据实际需要,对上述A作进一步优化或/和改进:
如附图1、2所示,柱塞导向装置包括柱塞顶板6、柱塞7、缸套8和弹性防尘罩9,缸套8的底部通过螺栓与基体块2的上端右部固定安装在一起,缸套8的内侧套装有柱塞7,柱塞7的顶部固定安装有柱塞顶板6,弹性防尘罩9位于缸套8的外部,弹性防尘罩9的下端与缸套8的下部外侧固定连接在一起,弹性防尘罩9的上端通过压板10与柱塞顶板6固定安装在一起,柱塞7的底部与基体块2的输液通道26相连通。这样,弹性防尘罩9为公知公用,高压液压油通过基体块2的输液通道26进入到柱塞7的底部推动柱塞7向上移动,柱塞7带动柱塞顶板6向上移动从而实现了调整钻井角度的作用,弹性防尘罩9可以有效防止外界的杂质进入到柱塞导向装置内部,保证柱塞导向装置能够正常工作。
如附图1、2所示,连接块1安装腔的右部内侧设有环槽,连接块1安装腔的环槽内套装有连接桥管A11,连接桥管A11的右部套装在基体块2安装腔的左部,插针5位于连接桥管A11的左方,液体输送装置的左部与连接桥管A11的右部固定连接在一起;或/和,液体输送装置包括电机固定套12、电机13、联轴器14和液压泵15,电机固定套12套装在基体块2腔体的左部,电机固定套12的左部外侧与连接桥管A11的右部内侧通过螺纹固定连接在一起,连接桥管A11的右端内侧设有卡槽,电机13的左端固定安装电机防转片16,电机13套装在电机固定套12内,电机13的电机防转片16卡装在连接桥管A11的卡槽内,液压泵15固定安装在电机13右方的基体块安装腔内,电机12的输出轴通过联轴器14与液压泵15的输入轴固定连接在一起,液压泵15的出液端与阀组3的左端固定连接在一起,液压泵15的进液端与基体块2的液压油通道的固定连接在一起。这样,电机防转片16固定安装在电机13外壳的左端,电机防转片16卡装在连接桥管A11的卡槽内可以有效防止电机13的外壳发生转动,电机13通过联轴器14带动液压泵15转动,从而使液体输送装置能够正常工作。
如附图1、2所示,储油装置包括油囊压头17、油囊塞18和弹性油囊19,弹性油囊19和油囊塞18均位于储油腔内,油囊压头17的左端套装在基体块2的储油腔的中部,油囊压头17的右端与储油腔的右端固定连接在一起,弹性油囊19的右部内侧与油囊塞18的左部外侧固定连接在一起,油囊压头17内部设有开口向左的内腔,油囊压头17内腔的左部设有楔形槽,油囊塞18的右部套装在油囊压头17的内腔中部,油囊塞18和弹性油囊19相连接的部分通过楔形槽卡装在油囊压头17的内腔左部,油囊压头17的上端右部设有与内腔和基体块2的溢流通道27相连通的溢流口,油囊压头17的上端左部设有与基体块2液压油通道相连通的进油口,油囊塞18的下部设有与弹性油囊19的内腔和油囊压头17的右部内腔相连通的水平进油通道28,油囊塞18的上部设有与弹性油囊19的内腔和油囊压头17的进油口相连通的排油通道29。这样,弹性油囊19为公知公用,油囊压头17的右端与储油腔的右端可以通过螺栓固定连接在一起,弹性油囊19可以利用橡胶的弹性储存较多的液压油,在需要向液体输送装置供油时,弹性油囊19通过自身弹性将液压油送入液体输送装置的进液端中,当液体输送装置供出的液压油压力过高时,液压油可以通过油囊压头17的溢流口和油囊塞18的进油通道28进入弹性油囊19中,防止因液压油压力过高而损坏设备。
如附图1所示,阀组3的输液通道26和溢流通道27相连通,阀组3的左部固定安装有单向阀20,单向阀20的左端与液体输送装置的出液端固定连接在一起,单向阀20的右端与阀组3的输液通道26相连通,阀组3的溢流通道27固定安装有溢流阀21;或/和,基体块2的安装孔内套装有连接桥管B22,连接桥管B22的左部套装在连接块1的安装孔右部,液压传感装置包括压力传感器23和护线套24,压力传感器23的测压端与连接桥管B22的左端压紧贴在一起,压力传感器23的左端固定安装有护线套24,护线套24的外侧固定安装在连接块1的安装孔内,连接桥管B22的内部设有左右通透的通孔,在基体块2内设有与连接桥管B22的通孔和柱塞导向装置的液压端相连通的压力通道。这样,溢流阀21为一种单向阀,单向阀可以防止液压油的倒流,确保了液体输送装置能够安全正常的运行;连接桥管B22与护线套24将压力传感器23限定在连接块1的安装孔内,连接桥管B22将液压油引至压力传感器23的测压端,实现了液压油压力的测量。
根据需要,连接块1的下端中部设有与连接块的安装孔和安装腔相连通的斜孔,在连接块1的斜孔下部固定安装有堵头25,插头4通过螺钉固定在连接块1的前端左部,连接块1内设有与连接块1安装腔左端和插头4相连通的电缆孔,连接桥管A11设有与插头4和电机13输入端相连通的通孔,插头4与插针5电连接在一起,插针5与电机13的输入端电连接在一起,插针5与压力传感器23的输出端电连接在一起;或/和,连接块1的前侧和基体块2的前侧分别设有至少一个的螺栓孔30;或/和,柱塞7与缸套8之间安装有密封圈,缸套8与基体块2之间安装有密封圈,连接桥管A11与连接块1的安装腔之间安装有环形的密封圈,连接桥管A11与基体块2安装腔之间安装有环形的密封圈,在基体块2的输液通道与阀组3的输液通道相接处的外部安装有密封圈,油囊压头17与油囊塞18之间安装有密封圈,油囊压头17的进油口与储油腔之间安装有密封圈,油囊压头17的溢流口与储油腔之间安装有密封圈。这样,柱塞偏置式旋转导向液压装置可以通过连接块1和基体块2前侧的螺栓孔固定安装所需安装的位置,插头4的电缆穿过电缆孔与插针5电连接,插针5分别与压力传感器23和电机13电连接,使插头4将压力传感器的测量数据反馈给作业人员,作业人员可以通过插头4控制电机13转动,从而使柱塞偏置式旋转导向液压装置工作。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例,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。
本实用新型最佳实施例的使用过程:在工作前,柱塞偏置式旋转导向液压装置的连接块1与基体块2通过螺栓固定连接在一起,柱塞偏置式旋转导向液压装置通过连接块1与基体块2上的螺栓孔30和螺栓固定安装在所需安装的位置,液压泵13的液压端、弹性油囊19、输液通道26、溢流通道27、进油通道28和排油通道29内均充满液压油,油囊压头17的右端与基体块2储油腔的右端通过螺栓固定连接在一起,插头4的传输电缆通过钻井的套管与外部控制装置电连接在一起,电机13的动力电缆通过钻井的套管与外部电源电连接在一起,在工作时,柱塞偏置式旋转导向液压装置随钻井工具进入井内,作业人员通过外部控制装置、插头4和插针5控制电机13工作,电机13通过联轴器14带动液压泵15转动,弹性油囊19通过排油管道29和液压油通道向液压泵15供油,液压泵15将液压油通过输液通道26输送到柱塞导向装置的柱塞7底部,高压液压油推动柱塞7带动柱塞顶板6向上移动,从而调整钻井工作的钻井角度,当高压液压油的压力过高时,高压液压油可以顶开阀组3的溢流阀21,部分液压油通过阀组3的溢流通道27和油囊塞18的进油通道28进入弹性油囊19中,实现高压液压油的降压,确保柱塞偏置式旋转导向液压装置能够安全稳定的工作,柱塞7底部的液压油通过压力通道和连接桥管B22的通孔与压力传感器23的测压端接触,压力传感器23测得柱塞7处的液压油压力,并将压力信号通过插针5和插头4反馈到外部控制装置,作业人员通过观察液压油压力的情况可以判断柱塞偏置式旋转导向液压装置是否正常工作。