CN108006006B - 一种带压作业用空心液缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带压作业用空心液缸，一种带压作业用空心液缸，包括内缸筒，套设在内缸筒外的外缸筒，内缸筒与外缸筒之间从内到外依次设有N+1个液压伸缩管，液压伸缩管的内管与所述内缸筒的中心线位于同一条垂直线上，内缸筒的顶部设有支撑套和上法兰，支撑套固定连接在靠近内缸筒上的液压伸缩管的顶部，上法兰固定连接在支撑套的上端，所述的外缸筒的上端设有上进出油口，外缸筒的下端设有下进出油口，上进出油口和下进出油口与液压伸缩管中的活塞腔连通，其结构合理，通过设有的多级液压伸缩缸，多级液压伸缩缸可以通过各自的液压入口进行独自的控制，进而能够实现液压的控制伸缩管的长度，提高了修井作业的速率。

Description

一种带压作业用空心液缸

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，尤其涉及一种带压作业用空心液缸。

背景技术

在油田修井作业中，带压修井作业装置是一种能在油井和水井带压条件下，在井口起下管柱和井下作业工具的装置。按其井口装置与管柱间的密封方式可分为动密封和静密封两种类型。动密封存在环形防喷器密封胶芯易磨损，使用成本高，故障率高和环境污染大的缺点，而静密封方式有效地解决了动密封存在的这些缺点。

然而，在现有的静密封带压修井作业装置在作业过程中必须用到伸缩管，目前国内长行程的伸缩管仍是空白，不能提供一个一次性导出整根油管的长行程伸缩管。为实现此目的，中国专利申请号201410792973.3公开了一种伸缩管，解决了行程过短的伸缩管，但是这种伸缩管都是通过辅助的举升液缸被动来实现功能，使得整套带压作业装置显得繁琐、体积大、成本高，为修井作业中带来不方便。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种结构合理、能够通过自身油路控制进行伸缩的带压作业用空心液缸。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种带压作业用空心液缸，包括内缸筒，套设在内缸筒外的外缸筒，所述的内缸筒与外缸筒之间从内到外依次设有N+1个液压伸缩管，所述的液压伸缩管的内管与所述内缸筒的中心线位于同一条垂直线上，所述的内缸筒的顶部设有支撑套和上法兰，所述的支撑套固定连接在靠近内缸筒上的液压伸缩管的顶部，且与该液压伸缩管的内管相连通，所述的上法兰固定连接在支撑套的上端，所述的外缸筒的上端设有上进出油口，所述的外缸筒的下端设有下进出油口，所述的上进出油口和下进出油口通过内循环通道将液压伸缩管中的活塞腔连通。

所述的液压伸缩管是两个，包括一级液压伸缩管和二级液压伸缩管，所述的一级液压伸缩管包括一级外缸筒、一级内缸筒和一级活塞，所述的二级液压伸缩馆包括二级缸筒和二级活塞；

所述的一级内缸筒、二级缸筒和一级外缸筒从内到外依次套设在内缸筒和外缸筒之间；

所述的一级内缸筒的内壁与内缸筒的外壁密封接触，所述的二级缸筒的内壁与一级内缸筒的外壁密封接触，所述的二级缸筒与一级外缸筒之间形成环形二级活塞腔，且所述的一级外缸筒的底部与一级内缸筒密封接触形成了二级活塞腔的底部，所述的二级活塞套设在环形二级活塞腔中，且该二级活塞的内壁与二级缸筒固定连接，二级活塞的外壁与一级外缸筒的内壁密封接触；

所述的一级外缸筒与所述的外缸筒之间形成环形一级活塞腔，所述的一级活塞套设在环形一级活塞腔中，所述的一级活塞与一级外缸筒的外壁固定连接，所述的一级活塞与外缸筒的内壁密封接触，所述一级活塞的底部与内缸筒的外壁接触，且所述的一级外缸筒的底部位于一级活塞的内部的底端；

所述的环形一级活塞腔和环形二级活塞腔的底部分别与下进出油口连通，所述的环形一级活塞腔和环形二级活塞腔的顶部与上进出油口连通；

所述的二级缸筒顶部的内壁与支撑套固定连接，二级缸筒顶部的外壁与上法兰固定连接。

所述的环形一级活塞腔的顶部设有第一环形压帽，该第一环形压帽与一级外缸筒的外壁密封接触，第一环形压帽与外缸筒的内壁固定连接；

所述的环形二级活塞腔的顶部设有第二环形压帽，该第二环形压帽与一级内缸筒的内壁固定连接，第二环形压帽与二级缸筒的外壁密封接触；

所述的环形二级活塞腔的顶部与设置在第二环形压帽上的二级液压进出油口通过设在第二环形压帽中的上进出油通道连通，所述的环形二级活塞腔的底部与下进出油口通过穿过一级活塞和一级外缸筒底部的下进出油通道连通。

所述的一级内缸筒内设有内进液通道，所述的二级缸筒、一级内缸筒之间形成外进液通道，所述的内进液通道与外进液通道导通，所述的内进液通道与上进出油口连通，所述的外进液通道与环形二级活塞腔相连通。

所述的上法兰与支撑套、支撑套与二级缸筒之间都设有O型密封圈。

所述的上法兰的外部两侧设有上耳座，所述的外缸筒的外部两侧分别设有下耳座，所述的上耳座和下耳座通过连接叉连接，且该下耳座和上耳座分别与连接叉的两端通过销轴连接，所述的销轴外侧还设有隔环。

所述的二级液压进出油口连接有转换接头。

所述的上进出油口和下进出油口外连接的进油连接口和转换接头上连接的管线上设有电磁换向阀。

本发明的有益效果是：其结构合理，通过设有的空心多级液压伸缩缸，可以通过液压系统独自控制举升功能，并且保证了带压作业施工的内部密闭通道，简化了已有带压作业设备的结构，提高了修井作业的安全性和施工效率。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明剖视结构示意图；

图3是图2上半部分结构示意图；

图4是图2下半部分结构示意图；

图5是本发明中管线连接示意图；

图6是本发明中空心液缸伸出的结构示意图。

图7是图1中A部的结构示意图。

图中：1.上法兰；2.支撑套；3.二级缸筒；4.第一环形压帽；5.第二环形压帽；6.外缸筒；7.一级外缸筒；8.一级内缸筒；9.内缸筒；10.二级活塞；11.一级活塞；12.销轴；13.隔环；14.连接叉；15.转换接头；16.上进出油口；17.下进出油口；18.环形二级活塞腔；19.环形一级活塞腔；20.二级液压进出油口；21.上进出油通道；22.下进出油通道；23.内进液通道；24.外进液通道；25.O型密封圈；26.电磁换向阀；27.上耳座；28.下耳座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示的一种带压作业用空心液缸，包括内缸筒9，套设在内缸筒9外的外缸筒6，所述的内缸筒9与外缸筒6之间从内到外依次设有N+1个液压伸缩管，所述的液压伸缩管的内管与所述内缸筒9的中心线位于同一条垂直线上，所述的内缸筒9的顶部设有支撑套2和上法兰1，所述的支撑套2固定连接在靠近内缸筒9上的液压伸缩管的顶部，且与该液压伸缩管的内管相连通，所述的上法兰1固定连接在支撑套2的上端，所述的外缸筒6的上端设有上进出油口16，所述的外缸筒6的下端设有下进出油口17，所述的上进出油口16和下进出油口17与液压伸缩管中的活塞腔连通。所述内缸筒9作为带压作业施工的内通道与井内相通，密闭能够承受井内高压液体，通径能够保证施工作业的需要。二级缸筒3设有的上法兰用于与带压作业中的防喷器、卡瓦进行固定连接，所述外缸筒6的下方设有法兰载丝孔与带压作业中的升高四通等设备进行固定连接，在工作的过程中，根据施工的需求，利用电磁换向阀控制进入到空心液缸中的油路，进而控制液压伸缩管，使其根据需求来进行举升及伸缩，进而满足带压作业施工的要求，有效的解决了目前需要另加专用的举升液缸来改变伸缩管的长度，简化了带压作业装置结构，提高了修井作业的效率。

本实施例中主要针对能够进行伸缩二级的液压伸缩管进行详细的描述，具体的如图2所述的液压伸缩管是两个，包括一级液压伸缩管和二级液压伸缩管，所述的一级液压伸缩管包括一级外缸筒7、一级内缸筒8和一级活塞11，所述的二级液压伸缩馆包括二级缸筒3和二级活塞10；

所述的一级内缸筒8、二级缸筒3和一级外缸筒7从内到外依次套设在内缸筒9和外缸筒6之间；该一级内缸筒8和二级缸筒3的内腔与内缸筒8的中心线位于通一条直线上，且内缸筒9和一级内缸筒8，二级缸筒3相连通，可以使其能够保证带压作业过程中管柱通过；

所述的一级内缸筒8的内壁与内缸筒9的外壁密封接触，所述的二级缸筒3的内壁与一级内缸筒8的外壁密封接触，所述的二级缸筒3与一级外缸筒7之间形成环形二级活塞腔18，且所述的一级外缸筒7的底部与一级内缸筒8密封接触形成了环形二级活塞腔18的底部，所述的二级活塞10套设在环形二级活塞腔18中，且该二级活塞10的内壁与二级缸筒3固定连接，二级活塞10的外壁与一级外缸筒7的内壁密封接触；所述的二级活塞10能够在环形二级活塞腔18中进行上下移动，二级活塞10因与二级缸筒3进行固定连接，因此在二级活塞10上下移动的过程中带动二级缸筒3进行上下移动，进而能够将二级缸筒3进行伸缩；

所述的一级外缸筒7与所述的外缸筒6之间形成环形一级活塞腔19，所述的一级活塞11套设在环形一级活塞腔19中，所述的一级活塞11与一级外缸筒7的外壁固定连接，所述的一级活塞11与外缸筒6的内壁密封接触，所述一级活塞11的底部与内缸筒9的外壁密封接触，且所述的一级外缸筒7的底部位于一级活塞11的内部的底端；

所述的一级活塞11能够在环形一级活塞腔19内进行上下移动，进而带动一级外缸筒7进行伸缩。

所述的环形一级活塞腔19和环形二级活塞腔18的底部分别与下进出油口17连通，所述的环形一级活塞腔19和环形二级活塞腔18的顶部与上进出油口16连通；

具体的在工作中，如需要进行伸缩时，通过下进出油口17进行入油，首先进入的油推动一级活塞11在环形一级活塞腔19中进行上行，一级活塞11在上行的过程中，带动一级外缸筒7、二级活塞10、二级缸筒3和一级内缸筒8进行上行，在上行的过程中，一级内缸筒8在内缸筒9的接触上行，同时将延长油管的长度，实现一级伸缩，当一级伸缩完成后，继续供油，油进入到环形二级活塞腔18的底部，推动二级活塞上行，二级活塞带动二级缸筒3进行上行，二级缸筒3相对于一级内缸筒8上行，从下到上形成了连接在一起的内缸筒9、一级内缸筒8和二级缸筒3，形成了一个密闭能够承受井内高压的通道。如图5和图6所示进而加长了伸缩管的长度，实现了伸缩管通过油路控制进行伸缩的目的，解决了目前需要专用的举升液缸来实现伸缩管进行伸缩的缺陷。

所述的二级缸筒3顶部的内壁与支撑套2固定连接，二级缸筒3顶部的外壁与上法兰1固定连接。在伸缩的过程中，通过上法兰连接的卡瓦可带动井内管柱上下移动，完成带压作业施工。

实施例2

在实施例1的基础上，为了能够保证环形一级活塞腔19和环形二级活塞腔18能够密封，且不会对整个腔体造成变化，所述的环形一级活塞腔19的顶部设有第一环形压帽4，该第一环形压帽4与一级外缸筒7的外壁密封接触，第一环形压帽4与外缸筒6的内壁固定连接；所述的第一环形压帽4用于对环形一级活塞腔19的上部进行密封。

所述的环形二级活塞腔18的顶部设有第二环形压帽5，该第二环形压帽5与一级内缸筒7的内壁固定连接，第二环形压帽5与二级缸筒3的外壁密封接触；所述的第二环形压帽5对环形二级活塞腔18进行密封。

所述的环形二级活塞腔18的顶部与设置在第二环形压帽5上的二级液压进出油口20通过设在第二环形压帽5中的上进出油通道21连通，所述的环形二级活塞腔18的底部与下进出油口17通过穿过一级活塞11和一级外缸筒7底部的下进出油通道22连通。设有的下进出油口17主要是推动一级活塞进行上行，设有的下进出油通道22主要是将进入到下进出油口17内的油导入到环形二级活塞腔18中推动二级活塞上行，设有的上进出油口16为环形一级活塞腔18进行进液或者出液，当一级活塞上行的时候，上进出油口16用于出液，当一级活塞需要下行时，上进出油口16进液，推动一级活塞进行下行，实现了一级回缩，设有的二级液压进出油口20与所述的上进出油口16原理相同，主要用于进行出油或者进油推动二级活塞下行。

所述的一级内缸筒8内设有内进液通道23，所述的二级缸筒3、一级内缸筒8之间形成外进液通道24，所述的内进液通道23与外进液通道24导通，所述的内进液通道23与下进出油口17连通，所述的外进液通道24与环形二级活塞腔18相连通。设有的内进油通道23和外进油通道24连通，可以对进入到环形二级活塞腔18中的油进行转换，当二级活塞上行时，环形二级活塞腔18上端的油通过内进油通道23和外进油通道24进入到环形二级活塞腔18的下端，当二级活塞上行时，环形二级活塞腔18下端的油通过内进油通道23和外进油通道24进入到环形二级活塞腔18的上端，无需进行回流。

同时所述的上进出油口16和下进出油口17外连接的进油连接口和转换接头15上连接的管线上设有电磁换向阀26。

设有的电磁换向阀26可以根据带压作业工况的需求进行进出液口转换，进而控制液压伸缩管的伸缩。

进一步的，为了保证密封性，所述的上法兰1与支撑套2、支撑套2与二级缸筒3之间都设有O型密封圈25。

如图7所示，为了保证在不使用该设备时，能够保证设备处在回缩的状态，并且不会伸长，所述的上法兰1的外部两侧设有上耳座27，所述的外缸筒6的外部两侧分别设有下耳座28，所述的上耳座27和下耳座28通过连接叉14连接，且该下耳座28和上耳座27分别与连接叉14的两端通过销轴12连接，所述的销轴12外侧还设有隔环13。

以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带压作业用空心液缸，其特征在于，包括内缸筒（9），套设在内缸筒（9）外的外缸筒（6），所述的内缸筒（9）与外缸筒（6）之间从内到外依次设有N+1个液压伸缩管，所述的液压伸缩管的内管与所述内缸筒（9）的中心线位于同一条垂直线上，所述的内缸筒（9）的顶部设有支撑套（2）和上法兰（1），所述的支撑套（2）固定连接在靠近内缸筒（9）上的液压伸缩管的顶部，且与该液压伸缩管的内管相连通，所述的上法兰（1）固定连接在支撑套（2）的上端，所述的外缸筒（6）的上端设有上进出油口（16），所述的外缸筒（6）的下端设有下进出油口（17），所述的上进出油口（16）和下进出油口（17）与液压伸缩管中的活塞腔连通；

所述的液压伸缩管是两个，包括一级液压伸缩管和二级液压伸缩管，所述的一级液压伸缩管包括一级外缸筒（7）、一级内缸筒（8）和一级活塞（11），所述的二级液压伸缩管包括二级缸筒（3）和二级活塞（10）；

所述的一级内缸筒（8）、二级缸筒（3）和一级外缸筒（7）从内到外依次套设在内缸筒（9）和外缸筒（6）之间；

所述的一级内缸筒（8）的内壁与内缸筒（9）的外壁密封接触，所述的二级缸筒（3）的内壁与一级内缸筒（8）的外壁密封接触，所述的二级缸筒（3）与一级外缸筒（7）之间形成环形二级活塞腔（18），且所述的一级外缸筒（7）的底部与一级内缸筒（8）密封接触形成了环形二级活塞腔（18）的底部，所述的二级活塞（10）套设在环形二级活塞腔（18）中，且该二级活塞（10）的内壁与二级缸筒（3）固定连接，二级活塞（10）的外壁与一级外缸筒（7）的内壁密封接触；

所述的一级外缸筒（7）与所述的外缸筒（6）之间形成环形一级活塞腔（19），所述的一级活塞（11）套设在环形一级活塞腔（19）中，所述的一级活塞（11）与一级外缸筒（7）的外壁固定连接，所述的一级活塞（11）与外缸筒（6）的内壁密封接触，所述一级活塞（11）的底部与内缸筒（9）的外壁接触，且所述的一级外缸筒（7）的底部位于一级活塞（11）的内部的底端；

所述的环形一级活塞腔（19）和环形二级活塞腔（18）的底部分别与下进出油口（17）连通，所述的环形一级活塞腔（19）和环形二级活塞腔（18）的顶部与上进出油口（16）连通；

所述的二级缸筒（3）顶部的内壁与支撑套（2）固定连接，二级缸筒（3）顶部的外壁与上法兰（1）固定连接；

所述的环形一级活塞腔（19）的顶部设有第一环形压帽（4），该第一环形压帽（4）与一级外缸筒（7）的外壁密封接触，第一环形压帽（4）与外缸筒（6）的内壁固定连接；

所述的环形二级活塞腔（18）的顶部设有第二环形压帽（5），该第二环形压帽（5）与一级外缸筒（7）的内壁固定连接，第二环形压帽（5）与二级缸筒（3）的外壁密封接触；

所述的环形二级活塞腔（18）的顶部与设置在第二环形压帽（5）上的二级液压进出油口（20）通过设在第二环形压帽（5）中的上进出油通道（21）连通，所述的环形二级活塞腔（18）的底部与下进出油口（17）通过穿过一级活塞（11）和一级外缸筒（7）底部的下进出油通道（22）连通；

所述的一级内缸筒（8）内设有内进液通道（23），所述的二级缸筒（3）、一级内缸筒（8）之间形成外进液通道（24），所述的内进液通道（23）与外进液通道（24）导通，所述的内进液通道（23）与下进出油口（17）连通，所述的外进液通道（24）与环形二级活塞腔（18）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种带压作业用空心液缸，其特征在于，所述的上法兰（1）与支撑套（2）、支撑套（2）与二级缸筒（3）之间都设有O型密封圈（25）。

3.根据权利要求1所述的一种带压作业用空心液缸，其特征在于，所述的上法兰（1）的外部两侧设有上耳座（27），所述的外缸筒（6）的外部两侧分别设有下耳座（28），所述的上耳座（27）和下耳座（28）通过连接叉（14）连接，且该下耳座（28）和上耳座（27）分别与连接叉（14）的两端通过销轴（12）连接，所述的上耳座（27）与连接叉（14）之间还设有隔环（13）。

4.根据权利要求1所述的一种带压作业用空心液缸，其特征在于，所述的二级液压进出油口（20）连接有转换接头（15）。

5.根据权利要求1所述的一种带压作业用空心液缸，其特征在于，所述的上进出油口（16）和下进出油口（17）外连接的进油连接口和转换接头（15）上连接的管线上设有电磁换向阀（26）。