CN103291289B - 一种液压推靠器 - Google Patents

Abstract

一种 液压推靠器，该推靠器依次包括：上接头组件、长连接杆、平衡筒组件、液压筒组件、动力系统组件、探头接头部分和探头，所述的上接头组件的一端设有上保护帽，所述的上接头组件的另一端与长连接杆的一端相连，所述的长连接杆的另一端与平衡筒组件的一端相连，所述的平衡筒组件的另一端与液压筒组件的一端相连，所述的液压筒组件的另一端与动力系统组件的一端相连，所述的动力系统组件的另一端通过探头接头部分与探头相连；上述各组成部分相连接的传输导线全封闭地装在油路管道中。 本发明通过对 目前现有的推靠器结构的改进，将密度和微球探头设置在一起通过一个液压推靠器来实现。

Description

一种 液压推靠器

技术领域

本发明及一种推靠器，具体是指一种液压推靠器， 液压推靠器同时配接微球形聚焦测井仪探头和岩性密度测井仪探头，配套使用进行微球形聚焦测井和岩性密度测井， 属于井下石油勘探设备仪器。

背景技术

现有的应用于石油勘探开发中的推靠器种类繁多，如下例对比文件：

对比文件1，专利申请号为99210724的中国专利文献中本实用新型提供了一种石油测井仪八臂推靠器，可提高井下地层倾角信号的测量范围和精度，从而克服现有技术存在的缺陷。其适用工作范围大（在直径１２０毫米范围内）。每个臂独立运动，互不影响，井下遇卡几率较小。机构的传动采用电机带动液压油缸内活塞实现的。

对比文件2，专利申请号为200520008728的中国专利文献中公开了一种双探头推靠器，它由主体结构和安装在主体结构上的支撑装配组件、以及探头装配组件组成，并排设置的两个支撑装配组件安装在主体结构的一侧，并排设置的两个探头装配组件安装在主体结构的另一侧，所述的支撑装配组件和探头装配组件均为活塞缸体。本实用新型在主体结构的两侧分别并排的设置有两个支撑装配组件和探头装配组件，且各组件均为活塞缸体，由于其受力比较均恒，因此其在井下支撑结构比较稳定。

对比文件3，专利申请号为200710099790的中国专利文献中公开了一种 八臂机械推靠器，本发明公开了一种八臂机械推靠器，包括：电动机、离合器、滚柱丝杠、传动部件、推靠臂；电动机通过离合器与滚柱丝杠相连，并通过滚柱丝杠将周向旋转位移转变为轴向移动位移后传递给传动部件，在所述传动部件上设置有弹性推力机构，所述推靠臂在该弹性推力机构的作用下张开或收拢。

目前同类井下测井仪当中岩性密度测井仪和微球聚焦测井仪都是借助推靠器的横向推力使得探头紧贴井壁，从而完成微球和密度的测井项目。目前的现状主要是由于其结构的不同，其一是使得密度和微球探头要使用两个液压推靠器来分别实现这两个测井项目，这样的话就要多下一支液压推靠器，导致的现象是不仅仪器重量和长度增加了而且井下的风险也随之增加了；其二是微球和密度探头装配在一个液压推靠器内的同一个推靠面上，使得微球在井下突变薄层大井径的情况下不能更好的贴合井壁获得有效的数据。

有鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的设计人经过不断的试验研究终于研发出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、 同时配接微球形聚焦测井仪探头和岩性密度测井仪探头 的液压推靠器。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种 液压推靠器，该推靠器依次包括：上接头组件1、长连接杆2、平衡筒组件3、液压筒组件4、动力系统组件5、探头接头部分6和探头7，所述的上接头组件1的一端设有上保护帽1，所述的上接头组件1的另一端与长连接杆2的一端相连，所述的长连接杆2的另一端与平衡筒组件3的一端相连，所述的平衡筒组件3的另一端与液压筒组件4的一端相连，所述的液压筒组件4的另一端与动力系统组件5的一端相连，所述的动力系统组件5的另一端通过探头接头部分6与探头7相连；上述各组成部分相连接的传输导线全封闭地装在油路管道中。

所述的 液压推靠器，所述的上接头组件1包括设置在上接头组件1一端的上保护帽10，所述的上保护帽10的延伸段通过螺环110与长连接轴筒11的一端相连，且包覆在长连接轴筒11的外壁，所述的上保护帽10的内壁与长连接轴筒11的外侧壁之间分别设置有O型圈13、开环垫17、卡环18和开环19；所述的长连接轴筒11的另一端通过螺环15、螺钉16固定连接上杆14的一端，在长连接轴筒11与上杆14之间设置有O型圈13，所述的长连接轴筒11内设置有高压33芯插件12，所述的上杆14内通过销钉113固定设有高压31芯插件121，所述的上杆14的一端开设有注油孔112，注油孔112中设有用于密封的O型圈13，注油孔112的输出端通过单向阀111与高压31芯插件121相连。

所述的 液压推靠器，所述的长连接杆2包括盖板20、螺卷销21、第一软管22、第二软管23，所述的第一软管22的一端通过O型圈13、卡板24、螺钉16、弹簧垫圈25固定在上接头组件1的末端，所述的盖板20的另一端通过O型圈13、卡板24、螺钉16、弹簧垫圈25固定在平衡筒组件3上，所述的第二软管23的另一端连接液压筒组件4。

所述的 液压推靠器，所述的平衡筒组件3由装在筒内的活塞30和能对筒内液压油提供0.1MPa内压的弹簧31组成，活塞30上设置有泄压装置，当向仪器充液压油或仪器下井后温度压力升高时，活塞30即移向其行程右端移动，保持了仪器内外压平衡；如果压力继续上升，直至装在弹簧座上的止推器顶开导柱，此时，筒内过量的液压油或空气便会泄漏出来；另一方面，当仪器内液压油不足时，活塞30会被弹簧31压至其行程的左端，直至活塞30顶在筒腔底壁上；此时仪器如果下井，仪器外压不断增大，内压却不会随之升高，仪器不能达到内外压平衡，将会损坏仪器。

所述的 液压推靠器，所述的液压筒组件4包括筒体40和主弹簧41，筒体40的一端开设有排放孔，通过设置在排放孔内的O型圈13、排放塞42进行密封，所述的主弹簧41正常压缩产生3230N到4916N弹力，提供支撑臂收拢动力；所述的动力系统组件5包括依次连接的电动机50、泵51、液压阀组52和电位计53。

所述的 液压推靠器，所述的探头接头部件6的底端设置有底锥60，通过底锥60与探头7相连。

使用本发明的有益效果在于：本发明通过对 目前现有的推靠器结构的改进，将密度和微球探头设置在一起通过一个液压推靠器来实现，从而省下一支液压推靠器，不仅减轻仪器的重量、缩短仪器的长度，同时也降低了工作风险；其二是微球和密度探头装配在一个液压推靠器内的不同推靠面上，使得微球在井下突变薄层大井径的情况下能更好的贴合井壁获得有效的数据。

附图说明

图1为本发明推靠器的整体结构示意图；

图2为本发明中上接头组件的结构示意图；

图3为本发明中长 杆连接组件、平衡筒组件的结构示意图；

图4为本发明中液压筒组件的结构示意图；

图5a为本发明中支撑臂关闭位置的液压原理图；

图5b为本发明中支撑臂张开位置的液压原理图；

图6为本发明高压腔内的压力随时间的变化的p-t曲线。

具体实施方式

下面通过具体实施方式加以附图对本发明进行详细说明。

如图1至图4所示，一种 液压推靠器，该推靠器依次包括：上接头组件1、长连接杆2、平衡筒组件3、液压筒组件4、动力系统组件5、探头接头部分6和探头7，所述的上接头组件1的一端设有上保护帽1，所述的上接头组件1的另一端与长连接杆2的一端相连，所述的长连接杆2的另一端与平衡筒组件3的一端相连，所述的平衡筒组件3的另一端与液压筒组件4的一端相连，所述的液压筒组件4的另一端与动力系统组件5的一端相连，所述的动力系统组件5的另一端通过探头接头部分6与探头7相连；上述各组成部分相连接的传输导线全封闭地装在油路管道中；所述的上接头组件1包括设置在上接头组件1一端的上保护帽10，所述的上保护帽10的延伸段通过螺环110与长连接轴筒11的一端相连，且包覆在长连接轴筒11的外壁，所述的上保护帽10的内壁与长连接轴筒11的外侧壁之间分别设置有O型圈13、开环垫17、卡环18和开环19；所述的长连接轴筒11的另一端通过螺环15、螺钉16固定连接上杆14的一端，在长连接轴筒11与上杆14之间设置有O型圈13，所述的长连接轴筒11内设置有高压33芯插件12，所述的上杆14内通过销钉113固定设有高压31芯插件121，所述的上杆14的一端开设有注油孔112，注油孔112中设有用于密封的O型圈13，注油孔112的输出端通过单向阀111与高压31芯插件121相连；所述的长连接杆2包括盖板20、螺卷销21、第一软管22、第二软管23，所述的第一软管22的一端通过O型圈13、卡板24、螺钉16、弹簧垫圈25固定在上接头组件1的末端，所述的盖板20的另一端通过O型圈13、卡板24、螺钉16、弹簧垫圈25固定在平衡筒组件3上，所述的第二软管23的另一端连接液压筒组件4；所述的平衡筒组件3由装在筒内的活塞30和能对筒内液压油提供0.1MPa内压的弹簧31组成，活塞30上设置有泄压装置，当向仪器充液压油或仪器下井后温度压力升高时，活塞30即移向其行程右端移动，保持了仪器内外压平衡；如果压力继续上升，直至装在弹簧座上的止推器顶开导柱，此时，筒内过量的液压油或空气便会泄漏出来；另一方面，当仪器内液压油不足时，活塞30会被弹簧31压至其行程的左端，直至活塞30顶在筒腔底壁上；此时仪器如果下井，仪器外压不断增大，内压却不会随之升高，仪器不能达到内外压平衡，将会损坏仪器；所述的液压筒组件4包括筒体40和主弹簧41，筒体40的一端开设有排放孔，通过设置在排放孔内的O型圈13、排放塞42进行密封，所述的主弹簧41正常压缩产生3230N到4916N弹力，提供支撑臂收拢动力；所述的动力系统组件5包括依次连接的电动机50、泵51、液压阀组52和电位计53；所述的探头接头部件6的底端设置有底锥60，通过底锥60与探头7相连。

此间说明的是，本发明中 推靠器线路经常压31芯插座与电子线路1连接，经常压33芯插座/高压33芯插头，再经高压31芯插头和底锥或下部仪器中的常压31芯插座连接。通过仪器上接头常压31芯插座的31＃、10＃导线向电磁阀供电，使支撑臂张开，其电压为115VAC，电流0.12A，29＃与10＃之间电阻值为820±82Ω；通过仪器上接头常压31芯插座的30＃、10＃向电机供电，使支撑臂收拢，当电源为60Hz交流电时，仪器端头（31芯插头处）加电压为115VAC，或当电源为50Hz交流电时，仪器端头加电压为127VAC，电流0.9A（仪器下井后，地面只监测电流），30＃与10＃之间的电阻值55±5Ω；通过仪器上接头常压31芯插座的13＃和3＃向井径电位计供电，其电压为12VDC，电流6mA，13＃与3＃之间的电阻值约2386±100Ω；26＃是输出井径信号。常压31芯插座的5＃、6＃、7＃、8＃、14#、11#、13#、18#、17#经中间接插件高压9芯插头和密度探头连接，18＃、19＃、20＃、21＃、22＃和微球探头连接，其中18#、20#是二芯屏蔽线，屏蔽层在高压33芯处接3#；5#、8#是单芯屏蔽线, 屏蔽层在高压33芯处接16#。常压31芯插座到高压31芯插座有贯通线1#、4#、2#、9#、12#、16#、10#、23#、28#、25#、27#、29#共12 根，其中15#、27#、28#是三芯屏蔽线，23#、29# 和1#、4#是二芯屏蔽线，2#、12#为单芯屏蔽线，1#、4#、2#的屏蔽网接在10#上，23#、28#、25#、27#、29#的屏蔽网接在16#上。24＃为微球B电极，在仪器上端头接外壳。

如图5a和图5b所示，在所述的平衡筒组件3内设置有油箱32，油箱32内的作动部件8包括与活塞30相连的碟形弹簧80、联接杆81、释放阀83，液压阀组52包括电磁阀521和安全阀522，作动部件产生的力的大小取决于高压腔液压油和泥浆的压力差。平衡筒活塞30保持着油箱的压力和泥浆压力相等。因此，当高压腔同油箱连通时，不存在压力差，推靠器支撑臂受主弹簧的弹力而张开。当高压腔和油泵接通时，高压油产生的力压缩主弹簧，使支撑臂收拢。下接头部分连接各液压管线、油和泥浆的密封界面与配套仪器连接，使配套探测器和杆体联接起来，用来限制探测器下端离开杆体，在下杆上设置有释放阀，仪器内外压差大于14MPa时，释放阀83便会打开，连同仪器内外部，使内外压相等，仪器则不会损坏。

当支撑臂处于张开位置时，高压腔无压差，当电机接通电源后，经过泵的高压油通过液压阀组进入高压腔，高压油产生的压力使活塞向左运动。从作动部件结构不难看出，此时主弹簧被压缩，支撑臂也在收拢。在正常情况下，高压油的压强达到2.3MPa时支撑臂完全收拢，主弹簧也完全并紧。油压进一步上升到2.6MPa时，碟形簧片全部压缩并紧。碟形簧片的作用是容积补偿：它主要是防止仪器被提上井的过程中，由于温度逐渐下降，高压腔的油压也会下降，此时，处于并紧状态的蝶形簧片会释放能量使活塞向右运动，高压腔的体积减小，使油压保持不变（或下降变慢），而主弹簧仍会处在并紧状态，支撑臂就不会有意外张开的可能。如果电机还在工作，油压继续上升，并很快达到8.6MPa。此时液压阀组的安全阀可保持此值不在升高。如电机停止运转，压力会降为6.6MPa左右。由此可见，C07液压推靠器产生的液压力（8.6-6.6MPa）比起支撑臂收拢所需要的液压力大很多。超出的力可以把支撑臂和仪器本体间的岩屑和泥沙轧碎以确保有效地关闭支撑臂。支撑臂关闭时间应小于60秒（60Hz电源时）。

当支撑臂张开的指令发出，电磁阀受激励时，高压腔与油箱接通。高压腔液压油回流油箱，液压力解除，主弹簧释放能量，支撑臂就会迅速张开。支撑臂打开时间约2秒，井上实际操作时，每次激励电磁阀不应超过2秒。

如图6所示， o-a 段为压力上升，克服主弹簧的预压缩力，此时支撑臂不动作。a-b段为压力大于主弹簧预压缩力后压缩主弹簧直至并紧，支撑臂逐渐收拢。b-c段为压力进一步增大克服碟形弹簧的弹力，蝶形弹片开始被压缩，直至完全并紧。c-d段为压力达到安全阀的开启压力8.6±0.5MPa，超过此压力，高压溢出。此段表示支撑臂收拢后电机还在工作时高压腔的压力。电机工作不停高压腔压力维持在8.6±0.5MPa。d-e段表示电机停止工作后高压腔的压力迅速降至6.6±0.5MPa。从6.6MPa降至2.6MPa之前，支撑臂将保持收拢状态。e-f-g段为激励电磁阀，高压腔压力释放，支撑臂在主弹簧作用下张开。t1为支撑臂收拢时间大约60秒，t2为支撑臂张开时间大约2秒。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种液压推靠器，其特征在于：该推靠器依次包括：上接头组件(1)、长连接杆(2)、平衡筒组件(3)、液压筒组件(4)、动力系统组件(5)、探头接头部分(6)和探头(7)，所述的上接头组件(1)的一端设有上保护帽(1)，所述的上接头组件(1)的另一端与长连接杆(2)的一端相连，所述的长连接杆(2)的另一端与平衡筒组件(3)的一端相连，所述的平衡筒组件(3)的另一端与液压筒组件(4)的一端相连，所述的液压筒组件(4)的另一端与动力系统组件(5)的一端相连，所述的动力系统组件(5)的另一端通过探头接头部分(6)与探头(7)相连；上述各组成部分相连接的传输导线全封闭地装在油路管道中；在所述的平衡筒组件(3)内设置有油箱(32)，油箱(32)内的作动部件(8)包括与活塞(30)相连的碟形弹簧(80)、联接杆(81)、释放阀(83)，液压阀组(52)包括电磁阀(521)和安全阀(522)，作动部件产生的力的大小取决于高压腔液压油和泥浆的压力差，平衡筒活塞(30)保持着油箱的压力和泥浆压力相等；

所述的上接头组件(1)包括设置在上接头组件(1)一端的上保护帽(10)，所述的上保护帽(10)的延伸段通过螺环(110)与长连接轴筒(11)的一端相连，且包覆在长连接轴筒(11)的外壁，所述的上保护帽(10)的内壁与长连接轴筒(11)的外侧壁之间分别设置有O型圈(13)、开环垫(17)、卡环(18)和开环(19)；所述的长连接轴筒(11)的另一端通过螺环(15)、螺钉(16)固定连接上杆(14)的一端，在长连接轴筒(11)与上杆(14)之间设置有O型圈(13)，所述的长连接轴筒(11)内设置有高压33芯插件(12)，所述的上杆(14)内通过销钉(113)固定设有高压31芯插件(121)，所述的上杆(14)的一端开设有注油孔(112)，注油孔(112)中设有用于密封的O型圈(13)，注油孔(112)的输出端通过单向阀(111)与高压31芯插件(121)相连；

所述的长连接杆(2)包括盖板(20)、螺卷销(21)、第一软管(22)、第二软管(23)，所述的第一软管(22)的一端通过O型圈(13)、卡板(24)、螺钉(16)、弹簧垫圈(25)固定在上接头组件(1)的末端，所述的盖板(20)的另一端通过O型圈(13)、卡板(24)、螺钉(16)、弹簧垫圈(25)固定在平衡筒组件(3)上，所述的第二软管(23)的另一端连接液压筒组件(4)；

所述的平衡筒组件(3)由装在筒内的活塞(30)和能对筒内液压油提供0.1MPa内压的弹簧(31)组成，活塞(30)上设置有泄压装置，当向仪器充液压油或仪器下井后温度压力升高时，活塞(30)即移向其行程右端移动，保持了仪器内外压平衡；如果压力继续上升，直至装在弹簧座上的止推器顶开导柱，此时，筒内过量的液压油或空气便会泄漏出来；另一方面，当仪器内液压油不足时，活塞(30)会被弹簧(31)压至其行程的左端，直至活塞(30)顶在筒腔底壁上；此时仪器如果下井，仪器外压不断增大，内压却不会随之升高，仪器不能达到内外压平衡，将会损坏仪器；

所述的液压筒组件(4)包括筒体(40)和主弹簧(41)，筒体(40)的一端开设有排放孔，通过设置在排放孔内的O型圈(13)、排放塞(42)进行密封，所述的主弹簧(41)正常压缩产生3230N到4916N弹力，提供支撑臂收拢动力；所述的动力系统组件(5)包括依次连接的电动机(50)、泵(51)、液压阀组(52)和电位计(53)；

所述的探头接头部件(6)的底端设置有底锥(60)，通过底锥(60)与探头(7)相连。