CN104196522A - 一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，包括外壳、平衡活塞、提升杆、活塞、导向管以及顶部堵头，平衡活塞设置于外壳中，将外壳内部分成泥浆室和油液室，顶部堵头设置在泥浆室中，顶部堵头具有泥浆流道，泥浆流道与泥浆室相导通，导向管穿过平衡活塞并与顶部堵头连接，提升杆穿过导向管和顶部堵头并伸出于顶部堵头外，提升杆在油液室一端与活塞连接。本发明解决了传统胶杯不耐高温、壁薄易破、疲劳强度低不耐用的问题，能防止泥浆进入脉冲器内部损坏脉冲器，延长脉冲器的使用寿命且耐高温、不容易被刺穿、不容易变形、密封性能良好、寿命长且可靠、稳定。

Description

一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成
技术领域
本发明涉及一种石油钻井设备，特别涉及一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成。
背景技术
现有的井下泥浆脉冲器顶部采用的是胶杯结构(如图1和2所示)，这种胶杯结构壁薄容易被钻井过程中的沙砾、铁屑等刺穿，导致泥浆进入脉冲器且疲劳强度低不耐用，使得脉冲器不能正常工作；同时胶杯容易变形，高温下密封性下降。现有的胶杯结构已经严重影响了MWD/LWD仪器的正常工作，此外，目前国内胶杯结构在125℃内使用，高于125℃时，仪器工作不稳定。随着石油开采的难度越来越高，要求仪器的使用温度达到175℃。因此需开发一种全新的密封总成替代胶杯。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种有效防止泥浆进入脉冲器内部损坏脉冲器，延长脉冲器的使用寿命且密封性能好、耐高温、工作状态下不易变形的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，包括外壳、平衡活塞、提升杆、活塞、导向管以及顶部堵头，平衡活塞设置于外壳中，将外壳内部分成泥浆室和油液室，顶部堵头设置在泥浆室中，顶部堵头具有泥浆流道，泥浆流道与泥浆室相导通，导向管穿过平衡活塞并与顶部堵头连接，提升杆穿过导向管和顶部堵头并伸出于顶部堵头外，提升杆在油液室一端与活塞连接。
优选的，所述油液室中具有连接凸台，导向管与连接凸台相连接，还包括导向套以及筒套，导向套以及筒套设置在油液室中，导向套套装在提升杆上，导向套和连接凸台上开设有油液流道，筒套设置于导向套和导向管之间的连接凸台上。
优选的，所述平衡活塞包括基体、外部弹簧蓄能密封圈、内部弹簧蓄能密封圈、外部格来圈以及内部格来圈，所述外部弹簧蓄能密封圈和外部格来圈设置在基体外圆周面上，内部弹簧蓄能密封圈和内部格来圈设置在基体内圆周面上，外部弹簧蓄能密封圈和内部弹簧蓄能密封圈设置在靠近泥浆室的一侧，外部格来圈和内部格来圈设置在靠近油液室的一侧。
优选的，还包括第一O形密封圈，所述顶部堵头与外壳间通过第一O形密封圈连接。
优选的，还包括第二O形密封圈，所述导向管与顶部堵头间通过第二O形密封圈连接。
优选的，还包括镶嵌在顶部堵头外侧部的密封堵头，提升杆穿过密封堵头。
优选的，还设置有波形挡圈以及第三O形密封圈，波形挡圈设置在密封堵头外侧面与顶部堵头连接的位置处，第三O形密封圈连接在密封堵头外圆周面与顶部堵头内圆周面之间。
优选的，还包括组合密封圈，组合密封圈设置在密封堵头与提升杆的连接面上。
优选的，所述平衡活塞采用牌号为arlon1330塑胶制成。
优选的，导向管与连接凸台连接的位置上凸出有第一凸台，连接凸台上凸出有第二凸台，第一凸台与第二凸台相卡接。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明解决了传统胶杯不耐高温、壁薄易破、疲劳强度低不耐用的问题，能防止泥浆进入脉冲器内部损坏脉冲器，延长脉冲器的使用寿命且耐高温、不容易被刺穿、不容易变形、密封性能良好、寿命长且可靠、稳定。
附图说明
图1是现有井下泥浆脉冲器的结构示意图。
图2是现有的井下泥浆脉冲器胶杯结构示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是本发明的顶部堵头的结构示意图。
图5是本发明的平衡活塞的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，包括外壳11、平衡活塞10、提升杆17、活塞15、导向管12以及顶部堵头6，平衡活塞10设置于外壳11中，将外壳内部分成泥浆室和油液室，顶部堵头6设置在泥浆室中，顶部堵头6具有泥浆流道9，泥浆流道9与泥浆室相导通，导向管12穿过平衡活塞10并与顶部堵头6连接，提升杆17穿过导向管12和顶部堵头6并伸出于顶部堵头6外，提升杆17在油液室一端与活塞15连接，活塞15设置于油液室中。泥浆和液压油由平衡活塞10隔断，避免泥浆污染液压油。
为更好固定住导向管12，避免产生位移影响稳定性，所述油液室中具有连接凸台，所述连接凸台与外壳11一体成型，导向管12与连接凸台相连接，具体的,导向管12与连接凸台连接的位置上凸出有第一凸台，连接凸台上凸出有第二凸台，第一凸台与第二凸台相卡接在一起将导向管12连接在连接凸台上。
还包括导向套14以及筒套13，导向套14以及筒套13设置在油液室中，导向套14套装在提升杆17上，导向套14和连接凸台上开设有油液流道，两油液流道相连通，筒套13设置于导向套14和导向管12之间的连接凸台上。导向套14为提升杆17导向，提高稳定性。
所述平衡活塞10包括基体1、外部弹簧蓄能密封圈2、内部弹簧蓄能密封圈4、外部格来圈3以及内部格来圈5，所述外部弹簧蓄能密封圈2和外部格来圈3设置在基体1外圆周面上，内部弹簧蓄能密封圈4和内部格来圈5设置在基体1内圆周面上，外部弹簧蓄能密封圈2和内部弹簧蓄能密封圈4设置在靠近泥浆室的一侧，外部格来圈3和内部格来圈5设置在靠近油液室的一侧。外部弹簧蓄能密封圈2、内部弹簧蓄能密封圈4能起到密封的作用，也能够起到刮沙的作用，防止钻井过程中的泥沙堆积。
为提高整体密封性，还设置有第一O形密封圈19、第二O形密封圈18、密封堵头7、波形挡圈21以及第三O形密封圈20以及组合密封圈8，所述顶部堵头6与外壳11间通过第一O形密封圈19连接。所述导向管12与顶部堵头6间通过第二O形密封圈18连接。密封堵头7镶嵌在顶部堵头6外侧部中，提升杆17穿过密封堵头7。波形挡圈21设置在密封堵头7外侧面与顶部堵头6连接的位置处，第三O形密封圈20连接在密封堵头7外圆周面与顶部堵头6内圆周面之间。组合密封圈8设置在密封堵头7与提升杆17的连接面上。顶部堵头6、密封堵头7和组合密封圈8能防止泥浆进入到脉冲器内部。
所述平衡活塞10的基体1采用美国格瑞特维股份有限公司(Greene,Tweed&Co.)牌号为arlon1330塑胶制成，具有很好的弹性，高温下变形小，耐磨的特点。
本发明的工作过程及工作原理：活塞带动提升杆往复运力，使流通面积改变，使得泥浆的压力信号改变，从而获得井下的信息。
当油液室的压力高于泥浆室时，油液室的高压液压油推动活塞向泥浆室运动，当泥浆室的压力高于油液室时，泥浆室的高压泥浆推动活塞向油液室运动。
顶部堵头具有泥浆流道，泥浆通过顶部堵头的泥浆流道进入到平衡活塞的左边(即泥浆室，油液室位于平衡活塞的右边)。当液压油的压力大于泥浆的压力时，液压油推动平衡活塞向左运动，当液压油的压力小于泥浆的压力时，泥浆推动平衡活塞向右运动。通过平衡活塞沿着导向管左右运动，从而实现内外压力平衡。
活塞往复运动推动提升杆往复运动，从而实现正脉冲信号的传递。顶部堵头、密封堵头和组合密封圈能防止泥浆进入到脉冲器内部。
本发明设计的平衡活塞有效的解决了传统胶杯不耐高温、壁薄易破、疲劳强度低不耐用的问题，为更进一步提高本发明的耐高温的性能，本发明的平衡活塞采用特殊的材料制造，具有很好的弹性，高温下变形小且更耐磨可以承受175℃高温，保证泥浆脉冲器平衡活塞密封总成工作稳定可靠。
上述的特殊材料为美国格瑞特维股份有限公司(Greene,Tweed&Co.)牌号为arlon1330塑胶制成，并且该材料可以向该公司购买到。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：包括外壳、平衡活塞、提升杆、活塞、导向管以及顶部堵头，平衡活塞设置于外壳中，将外壳内部分成泥浆室和油液室，顶部堵头设置在泥浆室中，顶部堵头具有泥浆流道，泥浆流道与泥浆室相导通，导向管穿过平衡活塞并与顶部堵头连接，提升杆穿过导向管和顶部堵头并伸出于顶部堵头外，提升杆在油液室一端与活塞连接。
2.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：所述油液室中具有连接凸台，导向管与连接凸台相连接，还包括导向套以及筒套，导向套以及筒套设置在油液室中，导向套套装在提升杆上，导向套和连接凸台上开设有油液流道，筒套设置于导向套和导向管之间的连接凸台上。
3.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：所述平衡活塞包括基体、外部弹簧蓄能密封圈、内部弹簧蓄能密封圈、外部格来圈以及内部格来圈，所述外部弹簧蓄能密封圈和外部格来圈设置在基体外圆周面上，内部弹簧蓄能密封圈和内部格来圈设置在基体内圆周面上，外部弹簧蓄能密封圈和内部弹簧蓄能密封圈设置在靠近泥浆室的一侧，外部格来圈和内部格来圈设置在靠近油液室的一侧。
4.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：还包括第一O形密封圈，所述顶部堵头与外壳间通过第一O形密封圈连接。
5.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：还包括第二O形密封圈，所述导向管与顶部堵头间通过第二O形密封圈连接。
6.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：还包括镶嵌在顶部堵头外侧部的密封堵头，提升杆穿过密封堵头。
7.根据权利要求6所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：还设置有波形挡圈以及第三O形密封圈，波形挡圈设置在密封堵头外侧面与顶部堵头连接的位置处，第三O形密封圈连接在密封堵头外圆周面与顶部堵头内圆周面之间。
8.根据权利要求6或7所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：还包括组合密封圈，组合密封圈设置在密封堵头与提升杆的连接面上。
9.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：所述平衡活塞采用牌号为arlon1330塑胶制成。
10.根据权利要求2所述的泥浆脉冲器平衡活塞密封总成，其特征在于：导向管与连接凸台连接的位置上凸出有第一凸台，连接凸台上凸出有第二凸台，第一凸台与第二凸台相卡接。
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