CN108825589A - 一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置 - Google Patents

Abstract

一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其包括高压油腔组件、油空腔组件、油空腔接头、高压油路、低压油路、电缆通路。该液油腔装置使用井下高压液体作为动力来源，推动液油腔装置的活塞运动产生高压液压油，利用高压液压油推动电控液动双向动力装置产生机械运动，具有结构紧凑、使用方便、效率高、运动位移量可精确控制等优点。

Description

一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置

技术领域

本发明涉及井下工具领域，尤其是涉及一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置。

背景技术

申请号为201610123732.9的国家发明专利，公开了一种井下电控液动双向动力装置，利用井底环空压力，形成高压回路系统与空气低压回路系统，所形成的高压回路系统与空气低压系统通过四个电磁阀的开启与关闭，使上部压力转换腔与下部压力转换腔之间形成压力差，最终实现试油测试工具的上下移动，为井下工具提供双向动力。但是此项专利在使用过程中，其液压油储量有限，还需要提供一个专用的液油腔装置，以解决液压油储量不足的问题。目前的井下工具中，并没有与此专利相配套的液油腔装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种为井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其利用井下的高压液体作为原始动力源，推动活塞运动产生高压液压油，高压液压油通过标准五芯电液接头输送至井下电控液动双向动力装置，同时井下电控液动双向动力装置的低压液压油通过标准五芯电液接头输回液油腔装置，本发明解决了井下电控液动双向动力装置液压油储量不足问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其包括：高压油腔组件、油空腔组件、油空腔接头、高压油路、低压油路、电缆通路。

所述高压油腔组件包括:上连接头、氮气腔体、移动活塞、高压油腔体；所述上连接头为阶梯轴，上部、下部直径较细，中间部分直径较粗，上部中心有盲孔结构的电缆空间，电缆空间侧壁有通向外部的斜孔，下部中心有偏心盲孔结构的高压液体腔，高压液体腔有流体孔与外部相通，下部外侧有与高压液体腔同心的外螺纹；所述氮气腔体为带有偏心通孔的轴，上部偏心孔有内螺纹，下部有与偏心孔同心的外螺纹，偏心孔内有移动活塞，靠近下部有排气孔，排气孔带有螺纹，可使用堵头封堵，氮气腔体与上连接头用螺纹连接；所述高压油腔体为带有通孔的轴，通孔与氮气腔体偏心孔直径相等，两端均有内螺纹，高压油腔体与氮气腔体用螺纹连接。

所述油空腔组件包括：油空腔体、压板接头、压板、转接头、连接套；所述油空腔体为带通孔的轴，通孔两端均有内螺纹；所述压板接头为两端细、中间粗且带有通孔的短轴，两端有外螺纹，下端内孔有定位槽，压板接头与油空腔体用螺纹连接；所述压板为圆饼状，上部有定位耳，定位耳插入压板接头下部的定位槽中，压板有贯通的高、低压油管孔和电缆管孔，压板下部有定位盲孔；所述转接头为两头细、中间粗的阶梯短轴，两端有外螺纹，且上端外螺纹旋向与压板接头下端的外螺纹旋向相反，转接头上还有与压板对应的高、低压油孔、电缆孔和定位孔，转接头与压板通过定位销定位，保证压板的高、低压油管孔、电缆管孔与转接头的高、低压油孔和电缆孔保持对齐，转接头下端部有凸起的定位头和凹下的定位孔，凸起的定位头中间为电缆孔；所述连接套为短管状结构，上、下端有旋向相反的内螺纹，压板接头和转接头通过连接套连接在一起。

所述油空腔接头为短轴状，上、下端有外螺纹，高压油腔组件和油空腔组件通过油空腔接头连接；油空腔接头内有集油孔、高压油孔A、电缆孔A，集油孔有注油口与外部相通，注油口带阀门，电缆孔A有斜孔与外部相通。

所述高压油路包括：高压油孔A、高压油管、高压油孔B；所述高压油管两端有螺纹接头，下端螺纹接头有止推台阶和延长头；高压油管上端通过螺纹接头与高压油孔A连通，下端螺纹接头穿过压板的高压油管孔，止推台阶贴紧压板上面，用螺母固定在压板上，延长头插入高压油孔B中。

所述低压油路包括：低压油接头、低压油孔A；所述低压油接头带有止推台阶、螺纹和延长头，低压油接头穿过压板的低压油管孔，止推台阶贴紧压板，用螺母固定在压板上，延长头插入连接头低压油孔A中，低压油接头开口直接与油空腔相通。

所述电缆通路包括：电缆空间、外电缆管、电缆孔A、内电缆管、电缆孔B；所述外电缆管位于井下电控液动双向运动装置用动力装置外部，两端有接头和螺母，外电缆管上端接头插入电缆空间侧壁的斜孔中，用螺母锁紧，下端接头插入电缆孔A的斜孔中，用螺母锁紧；所述内电缆管两端有螺纹接头，下端螺纹接头有止推台阶和延长头，内电缆管上端通过螺纹接头与油空腔接头的电缆孔A连通，下端螺纹接头穿过压板的电缆管孔，止推台阶贴紧压板，用螺母固定在压板上，延长头插入连接头的电缆孔B中。

进一步，所述井下电控液动双向动力装置用液油腔装置还包括传感器接头组件；所述传感器接头组件包括：芯轴、芯轴套、五芯环组件、母插头压座、电路板、温度传感器、压力传感器、芯轴连接螺母；所述芯轴为台阶轴，在芯轴中部位置有电器槽，电器槽下部有外螺纹，芯轴上部有外螺纹，螺纹旋向与连接头下部螺纹相反，芯轴上端面有凸起的定位头和凹下的定位孔，凹下的定位孔内有电缆孔B，电缆孔B与电器槽相连通，芯轴下端部有阶梯孔，从上到下依次为高压油腔、低压油腔、密封腔和五芯环腔，高压油腔和低压油腔侧壁有油孔连通到芯轴上端面，五芯环腔有电缆孔D连通到电器槽，芯轴下端面有螺纹孔；所述芯轴套为中空轴，内孔上部有台阶，内孔下部有螺纹，芯轴套套在芯轴外面，用螺纹连接，芯轴套将电器槽围成封闭空间；所述五芯环组件包括五芯环、铜接触环；所述五芯环为环状，内侧有五条环槽，环槽的侧壁有通孔，五芯环为绝缘材料制成；所述铜接触环为薄片环状，镶嵌在五芯环的环槽中，五芯环组件安装在芯轴下部的五芯环腔中，铜接触环与芯轴下端五芯环腔的电缆孔D相连通；所述母插头压座为带阶梯短轴，直径较小端插入芯轴下部的五芯环腔中，用螺栓连接在芯轴端部，压紧五芯环组件；所述电路板安装在电器槽中；所述温度传感器为细长杆状，下部带有直径较大的安装头，安装头插在电器槽上部侧壁的轴向通孔中，安装头底部有导线与电路板连接；所述压力传感器为短圆柱，安装在电器槽上部侧壁的径向通孔中，通孔与芯轴的高压油孔C相通，压力传感器有导线与电路板相连；所述芯轴连接螺母为短管状结构，上、下端有旋向相反的内螺纹，芯轴和转接头通过芯轴连接螺母连接在一起。

进一步，所述上连接头、氮气腔体、油空腔接头外侧有电缆管槽，将外露的电缆管藏在电缆管槽内，防止意外碰伤外露电缆管。

进一步，所述氮气腔体内还有限位活塞，限位活塞下端有台阶，氮气腔体在限位活塞台阶处有氮气注入口，氮气注入口有阀门，用于井下电控液动双向运动装置用动力装置高压油腔、高压油路密封性检测。

进一步，所述油空腔接头高压油孔A有节流阀，用于调整井下电控液动双向运动装置的运动速度。

进一步，所述转接头与芯轴高、低压油孔通过对接套连接，对接套带有密封环槽，用密封圈密封。

进一步，所述上连接头与氮气腔体的连接、氮气腔体与高压油腔体的连接、高压油腔体与油空腔接头的连接、油空腔接头与油空腔体的连接、油空腔体与压板接头的连接、转接头与连接套的连接、芯轴与芯轴套的连接、芯轴与母插头压座、转接头与芯轴均用密封圈密封。

进一步，所述压板接头与连接套的连接用锥螺纹密封。

进一步，所述外电缆管两端接头、高压油管两端螺纹接头用激光焊接。

进一步，所述连接套和转接头的连接处有螺母压环，防止连接松动。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述井下电控液动双向动力装置用液油腔装置整体设计合理紧凑，利用井下的高压液体作为原始动力源，推动活塞运动产生高压液压油，高压液压油通过标准五芯电液接头输送至井下电控液动双向动力装置，同时井下电控液动双向动力装置的低压液压油通过标准五芯电液接头输回液油腔装置，解决了井下电控液动双向动力装置液压油储量不足问题。

附图说明

图1本发明的总体结构示意图；

图2传感器组件结构示意图；

图3氮气注入孔剖面示意图；

图4排气孔剖面示意图；

图5注油口剖面示意图。

图中：1、上连接头；2、电缆空间；3、外电缆管；4、限位活塞；5、移动活塞；6、氮气腔体；7、高压油腔体；8、高压油孔A；9、油空腔接头；10、电缆孔A；11、油空腔体；12、内电缆管；13、压板接头；14、压板；15、连接套；16、转接头；17电缆孔B；18、芯轴连接螺母；19、电缆孔C；20、芯轴；21、芯轴套；22、电路板；23、五芯环组件；24、母插头压座；25、低压油腔；26、高压油腔；27、电缆孔D；28、温度传感器；29、螺母压环；30、高压油管；31、节流阀；32、流体孔；33、高压油孔B；34、对接套；35、高压油孔C；36、压力传感器；37、低压油孔B；38、低压油孔A；39、低压油接头；40、电缆管槽；41、阀门；42、堵头；43、电器槽；44、高压液体腔；45、氮气口；46、排气口；47、注油口；48、集油孔。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例：

所述的一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，包括：高压油腔组件、油空腔组件、油空腔接头、传感器接头组件、高压油路、低压油路、电缆通路。

高压油腔组件包括：上连接头1、氮气腔体6、限位活塞4、移动活塞5、高压油腔体7；上连接头1、氮气腔体6、高压油腔体7用螺纹连接，限位活塞4、移动活塞5位于氮气腔体6和高压油腔体内7的空腔内，可以沿着轴线滑动。

油空腔组件包括：油空腔体11、压板接头13、压板14、转接头16、连接套15；油空腔体11与压板接头13用螺纹连接，压板接头13与转接头16通过连接套15连接，压板14定位耳插在压板接头13定位槽中，转接头16与压板14通过定位销定位。

油空腔接头9一端与高压油腔组件的高压油腔体7用螺纹连接，另一端与油空腔组件的油空腔体11用螺纹连接，高压油腔组件与油空腔组件通过油空腔接头9连接成整体。

传感器接头组件包括：芯轴20、芯轴套21、五芯环组件23、母插头压座24、电路板22、温度传感器28、压力传感器36、芯轴连接螺母18；电路板22安装在电器槽43内，温度传感器28安装在电器槽43上部侧壁的轴向通孔中，压力传感器36安装在电器槽43上部的径向通孔中，芯轴套21与芯轴20螺纹连接，芯轴套将电器槽围成封闭空间；五芯环组件23安装在芯轴20下部的五芯环腔中，母插头压座24直径较小端插入芯轴20下部的五芯环腔中，通过螺栓连接在芯轴20端部，压紧五芯环组件23；芯轴20与转接头16通过定位头和定位孔定位，通过芯轴连接螺母18连接。

高压油路包括：高压油孔A8、高压油管30、高压油孔B33、高压油孔C35、芯轴高压油腔26；高压油管30两端有螺纹接头，下端螺纹接头有止推台阶和延长头，高压油管30上端通过螺纹接头与高压油孔A8连通，下端螺纹接头穿过压板14的高压油管孔，止推台阶贴紧压板14，用螺母和压板14固定在一起，延长头插入高压油孔B33中；高压油孔B33与高压油孔C35用对接套34连接。

所述低压油路包括：低压油接头39、低压油孔A38、低压油孔B37、芯轴低压油腔26；低压油接头39带有止推台阶、螺纹和延长头，低压油接头39穿过压板14的低压油管孔，止推台阶贴紧在压板14，用螺母和压板14固定在一起，延长头插入低压油孔A38中，低压油接头39的开口直接与油空腔相通；低压油孔A38与低压油孔B37通过对接套34连接。

电缆通路包括：电缆空间2、外电缆管3、电缆孔A10、内电缆管12、电缆孔B17、电缆孔C19、芯轴电器槽43、电缆孔D27、芯轴五芯环组件23；外电缆管3位于装置外部，两端有接头和螺母，外电缆管3上端接头插入电缆空间2侧壁的斜孔中，用螺母锁紧，下端接头插入电缆孔A10的斜孔中，用螺母锁紧；内电缆管12两端有螺纹接头，下端螺纹接头有止推台阶和延长头，内电缆管12上端通过螺纹接头与电缆孔A10连通，下端螺纹接头穿过压板14的电缆管孔，止推台阶贴紧压板14，用螺母固定在压板14上，延长头插入电缆孔B17中；电缆孔B17与电缆孔C19通过定位头和定位孔直接对接。

本发明井下电控液动双向动力装置用液油腔装置组装完成后，打开排气口46和注油口47，通过注油口47注入液压油，通过排气口46排出空气；加油完成后，关闭排气口46和注油口47，打开氮气口45充入高压氮气，检查高压油腔和高压油路的密封性。

实施本发明所述的一种适用于井下电控液动双向动力装置用液油腔装置时，上连接头1与其他装置相连，引入五芯电缆；下端母插头压座24与井下电控液动双向运动装置的公插头对接，经过高压油腔26、低压油腔25与电控液动双向运动装置的油路连通，通过五芯环组件23与电控液动双向运动装置的电缆相连通，用螺纹锁紧后既可以使用。

工作时，液油腔装置与井下电控液动双向动力装置同时置于井下，井下高压液体通过上连接头1的流体孔32进入高压液体腔44，高压液体对限位活塞4施加压力，通过移动活塞5将压力传递至高压油腔组件的液压油，使液压油呈现高压状态。当对井下电控液动双向动力装置发出动作指令时，井下电控液动双向动力装置的电磁阀动作，接通井下电控液动动力运动装置高、低压油路，动力装置的高压油通过高压油路进入井下电控液动双向动力装置，推动活塞运动，同时低压油通过低压油路回到动力装置的油空腔，完成动作的执行。

工作时，温度传感器（28）可采集液油腔装置所处井下环境温度参数，压力传感器（36）可采集液油腔装置高压油的压力参数。

本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

Claims (10)

1.一种井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：包括高压油腔组件、油空腔组件、油空腔接头、高压油路、低压油路、电缆通路:

所述高压油腔组件包括:上连接头（1）、氮气腔体（6）、移动活塞（5）、高压油腔体（7）；所述上连接头（1）为阶梯轴，上部、下部直径较细，中间部分直径较粗，上部中心有盲孔结构的电缆空间（2），电缆空间（2）侧壁有通向外部的斜孔，下端有偏心盲孔结构的高压液体腔，高压液体腔有流体孔（32）与外部相通，下端外侧有与高压液体腔同心的外螺纹；所述氮气腔体（6）为带有偏心通孔的轴，孔上端有螺纹，下端有与偏心孔同心的外螺纹，偏心孔内有移动活塞（5），靠近下部有排气孔，排气孔带有螺纹，可使用堵头（46）封堵，氮气腔体（6）与上连接头（1）用螺纹连接；所述高压油腔体（7）为带有通孔的轴，通孔与氮气腔体（6）偏心孔直径相等，两端均有内螺纹，高压油腔体（7）与氮气腔体（6）用螺纹连接;

所述油空腔组件包括：油空腔体（11）、压板接头（13）、压板（14）、转接头（16）、连接套（15）；所述油空腔体（11）为带有通孔的轴，通孔两端均有内螺纹；所述压板接头（13）为两端细、中间粗且带有通孔的短轴，两端有外螺纹，下端内孔有定位槽，压板接头（13）与油空腔体（11）用螺纹连接；所述压板（14）为圆饼状，上部有定位耳，定位耳插入压板接头（13）下部的定位槽中，压板（14）有贯通的高、低压油管孔和电缆管孔，压板（14）下部有定位盲孔；所述转接头（16）为两头细、中间粗的阶梯短轴，两端有外螺纹，且上端外螺纹旋向与压板接头（13）下端的外螺纹旋向相反，转接头（16）有与压板（14）对应的高、低压油孔、电缆孔和定位孔，转接头（16）与压板（14）通过定位销定位，保证压板（14）的高、低压油管孔、电缆管孔与转接头（16）的高压油孔B（33）、低压油孔A（38）和电缆孔B（17）保持对齐，转接头（16）下端部有凸起的定位头和凹下的定位孔；所述连接套（15）为短管状结构，上、下端有旋向相反的内螺纹，压板接头（13）和转接头（16）通过连接套（15）连接在一起;

所述油空腔接头（9）为短轴状，上、下端有外螺纹，高压油腔组件和油空腔组件通过油空腔接头（9）连接；油空腔接头（9）内有集油孔（48）、油空腔接头高压油孔A（8）、电缆孔A（10），集油孔（48）有注油口与外部相通，电缆孔A（10）有斜孔与外部相通;

所述高压油路包括：高压油孔A（8）、高压油管（30）、高压油孔B（33）；所述高压油管（30）两端有螺纹接头，下端螺纹接头有止推台阶和延长头；高压油管上端通过螺纹接头与高压油孔A（8）连通，下端螺纹接头穿过压板（14）的高压油管孔，止推台阶贴紧压板（14），用螺母固定在压板（14）上，延长头插入高压油孔B（33）中;

所述低压油路包括：低压油接头（39）、低压油孔A（38）；所述低压油接头（39）带有止推台阶、螺纹和延长头，低压油接头（39）穿过压板（14）的低压油管孔，止推台阶贴紧在压板（14），用螺母固定在压板（14）上，延长头插入转接头（16）的低压油孔A（38）中，低压油接头（39）的开口直接与油空腔相通;

所述电缆通路包括：电缆空间（2）、外电缆管（3）、电缆孔A（10）、内电缆管（12）、电缆孔B（17）；所述外电缆管（3）位于井下电控液动双向运动装置用动力装置外部，两端有接头和螺母，外电缆管（3）上端接头插入电缆空间（2）侧壁的斜孔中，用螺母锁紧，下端接头插入电缆孔A（10）的斜孔中，用螺母锁紧；所述内电缆管（12）两端有螺纹接头，下端螺纹接头有止推台阶和延长头，内电缆管（12）上端通过螺纹接头与电缆孔A（10）连通，下端螺纹接头穿过压板（14）的电缆管孔，止推台阶贴紧压板（14），用螺母固定在压板（14）上，延长头插入电缆孔B（17）中。

2.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：还包括传感器接头组件；所述传感器接头组件包括：芯轴（20）、芯轴套（21）、五芯环组件（23）、母插头压座（24）、电路板（22）、温度传感器（28）、压力传感器（36）、芯轴连接螺母（18）；所述芯轴（20）为台阶轴，在芯轴（20）中部位置有电器槽（43），电器槽（43）下部有外螺纹，芯轴（20）上部有外螺纹，螺纹旋向与转接头（16）下部螺纹相反，芯轴（20）上端面有凸起的定位头和凹下的定位孔，凹下的定位孔内有电缆孔C（19），电缆孔C（19）与电器槽（43）相连通，芯轴（20）下端部有阶梯孔，从上到下依次为高压油腔（26）、低压油腔（25）、密封腔和五芯环腔，高压油腔（26）和低压油腔（25）侧壁有油孔连通到芯轴上端面，五芯环腔侧壁有电缆孔连通到电器槽（43），芯轴（20）下端面有螺纹孔；所述芯轴套（21）为中空轴，内孔上部有台阶，下部内孔有螺纹，芯轴套（21）套在芯轴（20）外面，用螺纹连接；所述五芯环组件（23）包括五芯环、铜接触环；所述五芯环为环状，内侧有五条环槽，环槽的侧壁有通孔，五芯环为绝缘材料制成；所述铜接触环为薄片环状，镶嵌在五芯环的环槽中，铜接触环与芯轴下端部五芯环腔的电缆孔相连通，五芯环组件（23）安装在芯轴下部的五芯环腔中；所述母插头压座（24）为带阶梯短轴，母插头压座（24）直径较小端插入芯轴（20）下部的五芯环腔中，用螺栓连接在芯轴（20）端部，压紧五芯环组件（23）；所述电路板（22）安装在电器槽（43）中；所述温度传感器（28）为细长杆状，下部带有直径较大的安装头，安装头插在电器槽（43）上部侧壁的轴向通孔中，安装头底部有导线与电路板（22）连接；所述压力传感器（36）为短圆柱，安装在电器槽（43）上部侧壁的径向通孔中，通孔与芯轴（20）的高压油孔C（35）相通，压力传感器（36）有导线与电路板（22）相连；所述芯轴连接螺母（18）为短管状结构，上、下端有旋向相反的内螺纹，芯轴（20）和转接头（16）通过芯轴连接螺母（18）连接在一起。

3.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：所述上连接头（1）、氮气腔体（6）、油空腔接头（9）外侧有电缆管槽（40）。

4.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：所述高压油腔组件内的氮气腔体（6）内有限位活塞（4），限位活塞（4）下端有台阶，氮气腔体（6）在限位活塞（4）台阶处有一个氮气口（45）。

5.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：所述油空腔接头（9）高压油孔A（8）有节流阀（31）。

6.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，根据权利要求2所述的传感器接头组件，其特征是：所述转接头（16）与芯轴（20）高、低压油孔通过对接套（34）连接，用密封圈密封。

7.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，根据权利要求2所述的传感器接头组件，其特征是：所述上连接头（1）与氮气腔体（6）的连接、氮气腔体（6）与高压油腔体（7）的连接、高压油腔体（7）与油空腔接头（9）的连接、油空腔接头（9）与油空腔体（11）的连接、油空腔体（11）与压板接头（13）的连接、转接头（16）与连接套（15）的连接、芯轴（20）与芯轴套（21）的连接、芯轴（20）与母插头压座（20）、转接头（16）与芯轴（20）均用密封圈密封。

8.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：所述压板接头（13）与连接套（15）锥螺纹密封。

9.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：所述外电缆管（3）两端接头、高压油管（30）两端螺纹接头用激光焊接。

10.根据权利要求1所述的井下电控液动双向动力装置用液油腔装置，其特征是：所述连接套（15）和转接头（16）的连接处有螺母压环（29）。