CN102080534B - 无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置及其使用方法，该充油装置包含：真空泵、油罐、进油管道和出油管道，所述油罐内设置有与真空泵连接的通过第三阀门控制连通的抽气管，与进油管道连接的通过第一阀门控制连通的加油管，及与出油管道连接的通过第二阀门控制连通的充油管；该抽气管的下端设置有控制油罐与大气连通的第四阀门；所述进油管道和出油管道的端口分别装有快插式注油插头；所述的各阀门与其相应管道的连接部采用快拧式快速插头密封连接。本发明提供的快速充油装置密封性好，且提供了单孔式注油方法或双孔式注油方法，能尽可能的减少脉冲发生器油囊内残留的空气，且可以更快速方便的为脉冲发生器充油。

Description

无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种充油装置，具体地，涉及一种无线随钻测斜仪(简称MWD)脉冲发生器的快速充油装置及其使用方法。

背景技术

无线随钻测量仪器主要是通过脉冲发生器将井下测量数据传至地面的，在脉冲发生器生产过程中，如果充油效果不理想，将导致信号传输不畅，尤其是在钻深井时其影响更为明显。原有脉冲发生器采用真空压油方式，但装置密封性差尤其是充油接头处，往往由于接头的漏气而难以辨别是否是脉冲发生器胶囊问题，且原有设计加油管口离油罐低较近，残油沉淀容易通过加油管进入脉冲发生器油囊造成损失。现有脉冲发生器的充油装置的缺点为：各阀门处容易漏气，油罐口与底座连接处密封不佳，充油，抽气管过于简陋，充油方式单一，接头操作繁琐不便等。因此需要对现有脉冲发生器充油装置进行改进，提高脉冲发生器的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明提供了一种无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置，针对现有的MWD脉冲发生器充油装置在结构上存在的缺点，通过对脉冲发生器的结构改进及充油方法的提高，从而提高脉冲发生器的充油质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置，该充油装置包含：真空泵、油罐、进油管道及出油管道。

所述油罐内设置有：

与真空泵连接的抽气管，通过第三阀门控制连通；

与进油管道连接的加油管，通过第一阀门控制连通；

与出油管道连通的充油管，通过第二阀门控制连通，所述的充油管的管口高于油罐的底部，使得油罐内残油沉淀物位于充油管口以下，定期取出清理，从结构上解决了残油沉淀污染脉冲发生器从而造成更为严重的损失的可能性，为减少脉冲发生器油囊中残留气泡打下了良好的基础；

所述的抽气管的下端还设置有控制与大气连通的第四阀门，第四阀门采用旋钮阀。

所述的油罐和真空泵之间还设置有转接头，所述的第一阀门、第二阀门及第三阀门均采用直通球阀，并设置在所述的转接头上。

所述的第一阀门、第二阀门及第三阀门与相应管道的连接部均采用快拧式快速插头连接，该插头采用螺母锁紧设计，螺母将连接的管道压在插头头部，且通过螺纹固定，该螺纹连接牢靠，不会造成由于长期使用接头松动的现象，最大程度的保证了阀门同与之连接的管道之间的密封性问题。

所述的进油管道及出油管道的端口均设置有注油插头，进一步地，该注油插头采用快插式快速插头，通过弹簧卡片卡住连接的管道从而达到密封目的；该快插式快速插头结构简便，操作方便，在多根脉冲发生器上装上快插式快速插头后，只需将充油装置充油端管道直接插入插头内即形成自锁，密封性能良好，压下快速插头端部压板即可取出，以达到让一台充油装置在不同脉冲发生器上更换加油的目的，方便实用，从而提高了工作效率。

所述的油罐底部内与抽气管及加油管之间的连接处设置有环氧树脂密封层，进一步提高了油罐与抽气管和加油管之间的密封性能。

本发明还提供了一种无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置的使用方法，包含以下具体步骤：

步骤1，将第一注油插头与脉冲发生器的上注油孔连接，第二注油插头与脉冲发生器的下注油孔连接，关闭第二阀门；

步骤2，通过油罐对脉冲发生器抽真空：关闭第四阀门，接通第一阀门及第三阀门，启动真空泵，对油罐抽真空，将脉冲发生器里的油和气抽入到油罐中，至无连续气泡从第一阀门中通过；

步骤3，注油：关闭第三阀门，然后关闭真空泵，并关闭第一阀门，接通第四阀门及第二阀门，油罐中的油在大气压作用下，通过充油管，经第二阀门，被充入到脉冲发生器中；

步骤4，重复步骤2及步骤3，至步骤2结束时无任何气泡产生时，完成步骤3，检查脉冲发生器油囊是否充分回弹；

步骤5，充油结束，关断各阀，卸下充油头，装上油堵，打紧脉冲发生器各连接处。

本发明的充油装置的进油管道、抽气管道及出油管道遵循左出右进中抽气的原则，抽气管将油罐及脉冲发生器油囊内空气抽出，使其形成真空，再通过第四阀门将大气慢慢放入油罐中使油罐中的油在大气压力的作用下缓慢压入脉冲发生器的油囊，这种充油方式的好处在于充油充分，最大程度的减少了脉冲发生器油囊中残留气泡的可能性，同时由于油是循环的，也降低了脉冲发生器油囊中残留杂质的可能性。而这两种情况往往是造成脉冲发生器油囊漏油、损坏、甚至破裂的最直接原因。

本技术方案的效果是：一、尽可能的减少脉冲发生器油囊内残留的空气；二、更快速方便的为脉冲发生器充油。

附图说明

图1是本发明的无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置的结构示意图；

图2为本发明的无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置的转接头内部结构的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图1和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明提供了一种无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置，该充油装置包含：真空泵10、油罐20、进油管道41及出油管道42。

如图1所示，本实施例中充油装置采用了高强度真空油罐20作为储油装置，同时配备每秒0.5升抽气速度的旋片式真空泵10作为动力。该真空油罐20内设置有与真空泵10连接并通过第三阀门33控制开关的抽气管21，该真空油罐20内还设置有与进油管道41连通并通过第一阀门31控制开关的加油管22，且该油罐20上还设置有与出油管道42连通并通过第二阀门32控制开关的充油管23。上述的第一阀门31、第二阀门32及第三阀门33均采用直通球阀，并分别安装在设置于油罐20及真空泵10之间的转接头30上。该转接头30上还安装有第四阀门34，该第四阀门34设置在抽气管21在转接头内部的一端上，用于控制真空油罐20与大气的连通，该第四阀门34上有通孔，且转接头30上的第四阀门34孔内有密封圈，当第四阀门34拧紧时，密封；当第四阀门34松开时，大气通过第四阀门34上的小孔进入转接头30，再通过抽气管21进入到真空油罐20中，从而达到放气的效果；该第四阀门34为旋钮阀。直通球阀的操作简单，通过三个直通球阀及中间旋钮阀的配合操作可以轻松做到，对脉冲发生器抽油、充油。

上述的第一阀门31、第二阀门32及第三阀门33与相应管道的连接部均采用快拧式快速插头35，该快拧式快速插头35采用螺母锁紧设计，将管道牢牢的压在插头头部，且螺纹连接牢靠，不会造成由于长期使用接头松动的现象，最大程度的保证了阀与管道之间的密封性问题。

本实施例中油罐20底部内与抽气管21及加油管22之间的连接处浇入环氧树脂形成一层密封层，进一步提高了油罐20与抽气管21和加油管22之间的密封性能。在油罐20顶部则配备了真空压力表24，可以第一时间非常直观的了解油罐20中当前压力以判断充油的进程。同时本发明的充油装置内的进油管道41、出油管道42及抽气管21三根管道遵循左出右进中间抽气的原则，抽气管将油罐及脉冲发生器油囊内空气抽出，使其形成真空，再通过第四阀门34将大气慢慢放入油罐20中使油在大气压力的作用下缓慢压入油囊，如此往复。所述的充油管23的管口设置为高于油罐20的底部，使得油罐20内残油沉淀物位于充油管口以下，定期取出清理，从结构上解决了残油沉淀污染脉冲发生器从而造成更为严重的损失的可能性，为减少脉冲发生器油囊中残留气泡打下了良好的基础。另外，装置框架下安装避震脚使真空泵工作产生的振动降到最低。所述的管道均采用聚氨酯管，即PU管。

所述的由第一阀门31控制连通的进油管道41，通过第一注油插头411，与脉冲发生器的上注油口连接；所述的由第二阀门32控制连通的出油管道42，通过第二注油插头421，与脉冲发生器的下注油口连接；上述的第一注油插头411和第二注油插头421均采用快插式快速插头的设计，通过弹簧卡片卡住PU管从而达到密封目的。快插式快速插头结构简便，操作方便，在多根脉冲发生器上装上快插式快速插头后，只需将充油装置充油端PU管直接插入插头内即形成自锁，密封性能良好，压下快速插头端部压板即可取出，可达到让一台充油装置在不同脉冲发生器上更换加油的目的，方便实用，从而提高了工作效率。

本发明的充油装置提供了两种充油方式：

(1)单孔注油式

步骤1，抽真空：将脉冲发生器的上注油孔封堵好，在脉冲发生器的下注油孔安装第二注油插头421，经PU管与第二阀门32接通，此时，第二阀门32连通，第一阀门31关闭；然后接通第三阀门33，并关闭第四阀门34，启动充油装置的真空泵10，对脉冲发生器油囊及真空油罐20抽真空，至气压表降至-0.1，再开动保持5分钟，以保证真空度。此时应无连续气泡从第二阀门32中通过，否则需检查仪器各密封圈处及钢丝扎紧处是否可靠密封。

步骤2，注油：关闭第三阀门33，然后关闭真空泵10(务必先关闭第三阀门33，再关闭真空泵10，否则真空泵10中润滑油被反抽，造成污染)，接通第四阀门34(逐渐打开)，此时油罐中的油在大气压作用下，通过充油管23，被充入到脉冲发生器中。保持步骤2结束状态5分钟。

重复执行上述步骤1和步骤2，直至当步骤1结束时无任何气泡产生，继续执行并完成步骤2，然后，将步骤2结束后的状态多保持1个小时，检查脉冲发生器油囊(也称脉冲发生器平衡套)充分回弹。该脉冲发生器油囊采用橡胶材料制成，抽真空后收缩，充油充分后恢复原始大小；油囊回弹性检查为充油中的重要部分，其目的在于：检查油囊有无漏油现象，若油囊漏油则压下后不易回弹；检查油囊充油是否充分，若充油不充分则可能导致MWD仪器下井后阀头的堵塞，小阀无动作，从而导致仪器无信号等严重后果(因为MWD井下仪器是靠探管采集型号并通过脉冲发生器大阀动作改变泥浆压力从而达到传输信号至井口的目的，若脉冲发生器出现故障，则信号无法传输，探管测得的数据也就毫无意义)；检查脉冲发生器油囊本身弹性良好，不因抽真空而产生塑性变形。

步骤3，充油结束。关断各阀，卸下充油头，装上油堵，打紧脉冲发生器各连接处。

这种充油方式好处在于操作简单，实用性强，适用于多根脉冲发生器同时充油，一人可同时操作几台充油器，从而节约了时间提高了产能。

(2)双孔注油式

步骤1，在脉冲发生器的下注油孔安装第二注油插头421，在脉冲发生器的上注油孔安装第一注油插头411，上注油孔经进油PU管与第一阀门31相连接，下注油孔经出油PU管与第二阀门32相连接。

步骤2，抽气：关闭第二阀门32及第四阀门34；启动真空泵10，接通第三阀门33，对油罐20抽真空，并缓慢打开第一阀门31(以免造成油罐的大量气泡)，脉冲发生器中的油和气从上注油孔经第一阀门31抽到油罐20中，再由真空泵10通过抽气管21抽出空气，从而形成脉冲器油囊及充油装置油罐20内的真空，至无连续气泡从第一阀门中通过。

步骤3，注油：关闭第三阀门33，再关闭真空泵10，关闭第一阀门31；接通第二阀门32，逐渐打开第四阀门34，此时油罐中的油在大气压作用下，通过充油管23，从第二阀门32经下注油孔被注入脉冲发生器中。

步骤4，重复上述步骤2、步骤3，至步骤2结束时无任何气泡产生时，完成步骤3，多保持1小时，检查脉冲发生器油囊充分回弹。

步骤5，充油结束。关断各阀，卸下充油头，装上油堵，打紧脉冲发生器各连接处。

双孔注油方法的目的是使得充油的过程成为一个单方向的油液循环的过程，从而使得油液可以充分的进入脉冲发生器油囊内，使脉冲器的充油更充分，最大程度的减少了脉冲发生器油囊中残留气泡的可能性；同时由于油是循环的，也降低了脉冲发生器油囊中残留杂质的可能性；而这两种情况往往是造成脉冲发生器油囊漏油，损坏，甚至破裂的最直接原因。

所述的单孔注油式也有从脉冲器发生器中抽油出来的步骤，只是单孔注油的注油口和加油口为一个口，且油液不在脉冲发生器及油罐内循环，而双孔注油则有其专门的注油口和抽油孔。

本发明的充油装置既可以单孔注油也可以双孔注油，方便实用，大量的实验证明本发明提供的充油装置密封性能良好，充油效果令人满意。

本发明的充油装置为无线随钻测斜仪脉冲器专用充油装置，但通过更改快插式快速插头部分的结构，也可用于其余需抽真空且不需油液正压的充油情况，具体情况具体分析。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (1)

1.一种无线随钻测斜仪脉冲发生器的快速充油装置的使用方法，该充油装置包含真空泵(10)、油罐(20)、进油管道(41)及出油管道(42)；

所述油罐(20)内设置有：

与真空泵(10)连接的抽气管(21)，通过第三阀门(33)控制连通；

与进油管道(41)连接的加油管(22)，通过第一阀门(31)控制连通；所述的进油管道(41)的端口设置有第一注油插头(411)，所述的出油管道(42)的端口设置有第二注油插头(421)；

与出油管道(42)连通的充油管(23)，通过第二阀门(32)控制连通；

所述的抽气管(21)的下端还设置有控制与大气连通的第四阀门(34)；所述的油罐(20)与真空泵(10)之间还设置有转接头(30)，所述的第一阀门(31)、第二阀门(32)及第三阀门(33)均设置在转接头(30)上；其特征在于，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，将第一注油插头(411)与脉冲发生器的上注油孔连接，第二注油插头(421)与脉冲发生器的下注油孔连接，关闭第二阀门(32)；

步骤2，通过油罐对脉冲发生器抽真空：关闭第四阀门(34)，接通第一阀门(31)及第三阀门(33)，启动真空泵(10)，对油罐(20)抽真空，将脉冲发生器里的油和气抽入到油罐(20)中，至无连续气泡从第一阀门(31)中通过；

步骤3，注油：关闭第三阀门(33)，然后关闭真空泵(10)，并关闭第一阀门(31)，接通第四阀门(34)及第二阀门(32)，油罐中的油在大气压作用下，通过充油管(23)，经第二阀门(32)，被充入到脉冲发生器中；

步骤4，重复步骤2及步骤3，至步骤2结束时无任何气泡产生时，完成步骤3，检查脉冲发生器油囊是否充分回弹；

步骤5，充油结束，关断各阀，卸下第一注油插头(411)、第二注油插头(421)，装上油堵，打紧脉冲发生器各连接处。

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