CN104500043B - 双向可逆调速调容测压缸 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向可逆调速调容测压缸，包括直流电机减速机构、轴承连接机构、丝杠传动机构、测压缸筒机构和连接骨架，直流电机减速机构通过轴承连接机构与丝杠传动机构连接，丝杠传动机构与测压缸筒机构连接，连接骨架套设在丝杠传动机构和测压缸筒机构上。本发明通过电气控制可实现对直流电机和减速机的正反双向转动和转动速度的快慢的调节。轴承连接结构连接在直流电机减速机构和丝杠传动机构之间，将直流电机减速机构的旋转运动传递给丝杠传动机构，轴承连接机构的存在可以防止直流减速机构轴向双向受力。丝杠传动机构将直流电机减速机构的旋转运动转换为直线运动，且具有自锁功能，可精确的停在某位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种在油田上用于井下地层压力测试的测压缸，特别是一种双向可逆调速调容测压缸。
背景技术
在油田勘探过程中，需要对井下目标底层流体的地层压力进行精确测试，通过这个地层压力测试曲线确定目标层的地层压力、渗透率，并进一步对油仓储量进行评估。现有的常规测压缸对地层的测试范围最大在4000PSI左右，其测压过程是单方向进行的，不能准确双向调整测压缸的容积和抽吸速度，一旦遇到测试地层是高渗透率层，会造成抽吸速度慢而无法计算地层渗透率，而对于低渗透率层会造成测试地层压力恢复时间过长而无法测试，或者引起仪器的粘卡，造成工程事故。
发明内容
本发明要解决的是现有常规测压缸不能准确双向调整测压缸的容积和抽吸速度，无法准确检测高渗透率层和低渗透率层的地层压力和渗透率等技术问题。从而提供一种双向可逆调速调容测压缸。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种双向可逆调速调容测压缸，包括直流电机减速机构、轴承连接机构、丝杠传动机构、测压缸筒机构和连接骨架，直流电机减速机构通过轴承连接机构与丝杠传动机构连接，丝杠传动机构与测压缸筒机构连接，连接骨架套设在丝杠传动机构和测压缸筒机构上。
所述直流电机减速机构包括直流电机和减速机；直流电机的输出轴上套设有电机结合子，减速机的输入轴上套设有减速机结合子，电机结合子和减速机结合子通过方块连接一体。
在直流电机的输出端和减速机的输入端之间安装有电机连接块，电机结合子、方块和减速机结合子均位于电机连接块的内部；减速机的输出端安装有减速机连接块，减速机的输出轴位于减速机连接块的内部并与减速机轴套连接。
所述轴承连接机构包括减速机轴套和丝杠轴承连接轴；减速机轴套的一端套设在减速机的输出轴上，减速机轴套的另一端套设在丝杠连接轴上并通过销轴固定；在靠近减速机轴套的丝杠连接轴上套设有双向推力球轴承，在双向推力球轴承外套设有丝杠连接轴套；丝杠连接轴套靠近减速机轴套的一端与减速机连接块固定连接，丝杠连接轴套远离减速机轴套的一端与丝杠端盖的一端固定连接；丝杠端盖套设在丝杠连接轴上，在靠近双向推力球轴承丝杠端盖内设置有无内圈滚针轴承，无内圈滚针轴承套设在丝杠连接轴上；在无内圈滚针轴承与双向推力球轴承之间的丝杆连接轴上安装有钢丝挡圈；
在靠近丝杠端盖另一端的丝杠连接轴上套设有霍尔磁铁，霍尔磁铁的外端安装有霍尔计数元件；丝杠连接轴通过销轴与丝杠固定连接。
所述丝杠传动机构包括丝杠，丝杠的一端通过销轴与丝杠连接轴固定连接；丝杠的另一端安装有冲压外圈滚针轴承；冲压外圈滚针轴承与支撑盘连接；支撑盘套设在连接杆上；连接杆的一端固定安装在丝杠螺母上；连接杆的另一端与缸筒固定连接。
在丝杠螺母上安装有防转销。
所述连接杆为四个。
所述测压缸筒机构包括缸筒，缸筒的一端与连接杆固定连接；缸筒的另一端与缸盖固定连接；缸盖的外端安装有开关触头；测压缸柱塞安装在缸筒且一端伸出缸盖与转接头连接，在缸盖与测压缸柱塞之间安装有自润滑轴承；转接头上安装有与开关触头相配套的触发开关。
在缸筒和缸盖之间、测压缸柱塞与转接头之间均安装有密封圈。
在转接头上设有井下地层流体的出入口。
所述连接骨架套设安装在丝杠端盖和转接头之间，丝杠传动机构和测压缸筒机构均在连接骨架内。
本发明减速电机的输出轴通过减速机轴套将旋转运动传递给丝杠轴承连接轴，丝杠轴承连接轴将旋转运动传递给丝杠，丝杠旋转运动，设置在丝杠上的丝杠螺母在防转销的作用下只能直线运动，丝杠螺母的直线运动带动连接杆的直线运动，连接杆与缸筒固定连接，即缸筒也直线运动，缸筒相对于测压缸柱塞运动，缸盖上安装的开关触发头随缸盖直线运动。开关触发头的直线运动表现为远离和靠近设置在转接头上的触发开关。当开关触发头移动接触到触发开关时，缸筒停止移动。本发明通过电气控制可实现对直流电机和减速机的正反双向转动和转动速度的快慢的调节。轴承连接结构连接在直流电机减速机构和丝杠传动机构之间，将直流电机减速机构的旋转运动传递给丝杠传动机构，轴承连接机构的存在可以防止直流减速机构轴向双向受力。丝杠传动机构将直流电机减速机构的旋转运动转换为直线运动，且具有自锁功能，可精确的停在某位置。测压缸筒机构在丝杠传动机构的带动下，缸筒相对于测压缸柱塞直线运动，缸盖上的开关触发头接近和远离转接头上的触发开关，从而控制本发明的停止。本发明抽吸压差能力能达到8000PSI以上，抽吸速度在0-3ml/秒。无论是高渗透率层还低渗透率层本发明均能准确快速的测量出地层压力和渗透率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中直流电机减速机构的结构示意图。
图3为图1中轴承连接机构的结构示意图。
图4为图1中丝杠传动机构的结构示意图。
图5为图1中测压缸筒机构的结构示意图。
具体实施方式
实施例：如图1-5所示，一种双向可逆调速调容测压缸，包括直流电机减速机构1、轴承连接机构2、丝杠传动机构3、测压缸筒机构4和连接骨架5，直流电机减速机构1通过轴承连接机构2与丝杠传动机构3连接，丝杠传动机构3与测压缸筒机构4连接，连接骨架5套设在丝杠传动机构3和测压缸筒机构4上。
直流电机减速机构1包括直流电机1-1和减速机1-7。直流电机1-1的输出轴上套设有电机结合子1-4，减速机1-7的输入轴上套设有减速机结合子1-6，电机结合子1-4和减速机结合子1-6通过方块1-5 连接一体。
在直流电机1-1的输出端和减速机1-7的输入端之间安装有电机连接块1-2，电机结合子1-4、方块1-5和减速机结合子1-6均位于电机连接块1-2的内部。
减速机的输出端安装有减速机连接块1-8，减速机1-7的输出轴位于减速机连接块1-8的内部并与轴承连接机构2的减速机轴套2-1的一端连接。
减速机轴套2-1的另一端套设在丝杠连接轴2-7上并通过销轴2-2固定。在靠近减速机轴套2-1的丝杠连接轴2-7上套设有双向推力球轴承2-12，在双向推力球轴承2-12外套设有丝杠连接轴套2-3。
丝杠连接轴套2-3靠近减速机轴套2-1的一端与减速机连接块1-8通过六角头螺栓固定连接，丝杠连接轴套2-3远离减速机轴套2-1的一端与套设在丝杠连接轴2-7上的丝杠端盖2-5的一端通过内六角圆柱头螺钉固定连接。
在靠近双向推力球轴承2-12的丝杠端盖2-5内设置有无内圈滚针轴承2-10，无内圈滚针轴承2-10套设在丝杠连接轴2-7上。在无内圈滚针轴承2-10与双向推力球轴承2-12之间的丝杆连接轴2-7上安装有钢丝挡圈2-11。
在靠近丝杠端盖2-5的另一端的丝杠连接轴2-7上套设有霍尔磁铁2-6，霍尔磁铁2-6的外端安装有霍尔计数元件2-9。丝杠连接轴2-7通过销轴2-8与丝杠3-1的一端固定连接。
丝杠3-1的另一端安装有冲压外圈滚针轴承3-5。支撑盘3-4套设在冲压外圈滚针轴承3-5上。四根连接杆3-3均匀分布并穿过支撑盘3-4。连接杆3-3的一端通过M6螺钉固定安装在丝杠螺母3-2上，丝杠螺母3-2套设在丝杠3-1上且在丝杠螺母3-2上安装有防转销3-7。连接杆3-3的另一端通过M6螺钉与缸筒4-1的一端固定连接。
缸筒4-1的另一端与缸盖4-4固定连接。缸盖4-4的外端安装有开关触发头4-9。测压缸柱塞4-2安装在缸筒4-1且一端伸出缸盖4-4与转接头4-5连接，在缸盖4-4与测压缸柱塞4-2之间安装有自润滑轴承4-8。转接头4-5上安装有与开关触头4-9相配套的触发开关4-10。
其中，在缸筒4-1和缸盖4-4之间、测压缸柱塞4-2与转接头4-5之间均安装有密封圈。连接骨架5套设安装在丝杠端盖2-5和转接头4-5之间，丝杠传动机构3和测压缸筒机构4均在连接骨架5内。
工作原理：当在井下某一地层测压时，先按照正常测压过程进行测压，如果从地层恢复曲线观测到地层是高渗透率地层，通过控制直流电机减速机构的转速进而实现抽吸容积和抽吸速度的调大，以满足高渗透率地层的过程测试。如果从地层恢复曲线观测到地层是低渗透率地层或者是干层，通过控制直流电机减速机构的转速进而实现抽吸容积和抽吸速度的调小，在曲线观测下，通过慢慢缩小测试容积，减小地层压力曲线的恢复时间，这样就可以准确的完成测压功能，避免在低渗透率地层测试时，地层压力恢复时间过长的问题。
Claims (8)
1.一种双向可逆调速调容测压缸，其特征在于 ：包括直流电机减速机构（1）、轴承连接机构（2）、丝杠传动机构（3）、测压缸筒机构（4）和连接骨架（5），直流电机减速机构（1）通过轴承连接机构（2）与丝杠传动机构（3）连接，丝杠传动机构（3）与测压缸筒机构（4）连接，连接骨架（5）套设在丝杠传动机构（3）和测压缸筒机构（4）上；所述直流电机减速机构（1）包括直流电机（1-1）和减速机（1-7）；直流电机（1-1）的输出轴上套设有电机结合子（1-4），减速机（1-7）的输入轴上套设有减速机结合子（1-6），电机结合子（1-4）和减速机结合子（1-6）通过方块（1-5）连接一体；所述轴承连接机构包括减速机轴套（2-1）和丝杠轴承连接轴（2-7）；减速机轴套（2-1）的一端套设在减速机（1-7）的输出轴上，减速机轴套（2-1）的另一端套设在丝杠连接轴（2-7）上并通过销轴（2-2）固定；在靠近减速机轴套的丝杠连接轴（2-7）上套设有双向推力球轴承（2-12），在双向推力球轴承（2-12）外套设有丝杠连接轴套（2-3）；丝杠连接轴套（2-3）靠近减速机轴套（2-1）的一端与减速机连接块（1-8）固定连接，丝杠连接轴套（2-3）远离减速机轴套（2-1）的一端与丝杠端盖（2-5）的一端固定连接；丝杠端盖（2-5）套设在丝杠连接轴（2-7）上，在靠近双向推力球轴承（2-12）丝杠端盖（2-5）内设置有无内圈滚针轴承（2-10），无内圈滚针轴承（2-10）套设在丝杠连接轴（2-7）上；在无内圈滚针轴承（2-10）与双向推力球轴承（2-12）之间的丝杆连接轴（2-7）上安装有钢丝挡圈（2-11）；在靠近丝杠端盖（2-5）的另一端的丝杠连接轴（2-7）上套设有霍尔磁铁（2-6），霍尔磁铁（2-6）的外端安装有霍尔计数元件（2-9）；丝杠连接轴（2-7）通过销轴（2-8）与丝杠（3-1）固定连接。
2.根据权利要求 1 所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：在直流电机（1-1）的输出端和减速机（1-7）的输入端之间安装有电机连接块（1-2），电机结合子（1-4）、方块（1-5）和减速机结合子（1-6）均位于电机连接块（1-2）的内部 ；减速机的输出端安装有减速机连接块（1-8），减速机（1-7）的输出轴位于减速机连接块（1-8）的内部并与减速机轴套（2-1）连接。
3.根据权利要求 1 所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：所述丝杠传动机构包括丝杠（3-1），丝杠（3-1）的一端通过销轴（2-8）与丝杠连接轴（2-7）固定连接；丝杠（3-1）的另一端安装有冲压外圈滚针轴承（3-5）；冲压外圈滚针轴承（3-5）与支撑盘（3-4）连接；支撑盘（3-4）套设在连接杆（3-3）上 ；连接杆（3-3）的一端固定安装在丝杠螺母（3-2）上；连接杆（3-3）的另一端与缸筒（4-1）固定连接。
4.根据权利要求3所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：在丝杠螺母（3-2）上安装有防转销（3-7）。
5.根据权利要求3所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：所述连接杆（3-3）为四个。
6.根据权利要求 1 所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：所述测压缸筒机构包括缸筒（4-1），缸筒（4-1）的一端与连接杆（3-3）固定连接 ；缸筒（4-1）的另一端与缸盖（4-4）固定连接；缸盖（4-4）的外端安装有开关触头（4-9）；测压缸柱塞（4-2）安装在缸筒（4-1）且一端伸出缸盖（4-4）与转接头（4-5）连接，在缸盖（4-4）与测压缸柱塞（4-2）之间安装有自润滑轴承（4-8）；转接头（4-5）上安装有与开关触头（4-9）相配套的触发开关（4-10）。
7.根据权利要求6所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：在缸筒（4-1）和缸盖（4-4）之间、测压缸柱塞（4-2）与转接头（4-5）之间均安装有密封圈。
8.根据权利要求 1 所述的双向可逆调速调容测压缸，其特征在于：所述连接骨架（5）套设安装在丝杠端盖（2-5）和转接头（4-5）之间，丝杠传动机构（3）和测压缸筒机构（4）均在连接骨架（5）内。
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