CN109210034A - 一种全液压锁紧推动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全液压锁紧推动机构,其包括从前往后依次连接的第一筒体、连接筒及第二筒体,第一筒体内设有活塞组件,第二筒体内设有复位组件,活塞组件与复位组件通过导向杆固定连接,第二筒体的后端连接有进液接头管,进液接头管的中部设有进液口,复位组件包括第一压盖和第一复位弹簧,活塞组件包括大活塞和第二压盖,第二压盖的两端分别与大活塞及导向杆固定连接,大活塞包括粗段和细面,细段内设有连接管、小活塞、卡环、卡环座及第二复位弹簧,细段侧壁上开设有与空腔连通的进液通道。优点为,结构设计巧妙,通过控制液压系统的增压和卸压的循环进行,即可实现对待推动杆件或管件向一个方向的逐渐推进。
Description
技术领域
本发明属于油田钻井、煤田瓦斯气采放、水平井、高压射流打孔等领域,具体涉及一种全液压锁紧推动机构,用于长杆状或长管状部件的全液压推进和/或退出。
背景技术
目前,在油田钻井、煤田瓦斯气采放、水平井和高压射流打孔等领域常常需要将长杆状或长管状的部件逐步稳定的向前推进。比如,在水平井以高压射流方式进行钻井操作时,需要一种将喷管稳定的从地上向下逐渐推进至水平井钻口处的装置,必要时该装置也应能够实现喷管稳定的从地下向上的逐渐退出。现有技术中缺乏实现上述技术目的全液压推动方式的装置。
发明内容
本发明提供一种全液压锁紧推动机构,旨在提供一种能够稳定有效的使长杆状或长管状部件向前推进或向后退出的全液压动力的装置,其能够以液压为动力对长杆状或长管状部件实现径向方向的压紧固定及轴向方向的推进或退出。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种全液压锁紧推动机构,其包括从前往后依次连接的第一筒体、连接筒及第二筒体,所述第一筒体内设有活塞组件,所述第二筒体内设有复位组件,所述活塞组件与所述复位组件通过穿过所述连接筒且中空的导向杆固定连接,所述第二筒体的后端连接有进液接头管,所述进液接头管的中部设有用于与液压系统连通的进液口,所述进液接头管内设有密封套管,所述复位组件包括第一压盖和第一复位弹簧,所述第一压盖的两端分别与所述导向杆及所述密封套管固定连接,所述第一复位弹簧套设于所述导向杆上且两端分别与所述第一压盖及所述连接筒的端壁抵接,所述活塞组件包括大活塞和第二压盖,所述第二压盖的两端分别与所述大活塞及所述导向杆固定连接,所述大活塞包括粗段和连接于所述粗段后方的细段,所述粗段外壁与所述第一筒体内壁之间设有密封结构,所述细段内设有供连接管、小活塞、卡环、卡环座及第二复位弹簧从前往后依次装入的空腔,所述连接管前端与所述粗段连接,所述小活塞套设于连接管上,所述细段侧壁上开设有与所述空腔连通的进液通道且进液时所述小活塞向后方移动以推动所述卡环锁紧待推动的杆件或管件,所述大活塞、小活塞、卡环、卡环座、第一压盖和第二压盖的中心轴线处均对应设有供待推动的杆件或管件穿过的通孔,所述第二压盖的前端设有沉孔,所述第二复位弹簧的两端分别与所述卡环后端壁及所述沉孔的内端壁抵接。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述进液接头管由前段管和后段管组成且前段管内径大于后段管的内径,所述进液口与所述前段管连通,所述密封套管外壁与所述后段管内壁之间设有密封结构。
采用上述进一步结构改进的好处为,进液接头管的前段管内径大后段管内径小,则密封套管可与后段管进行密封连接,防止液压系统经进液口注入的高压液体从后方漏出,同时前段管内径较大,则其与密封套管之间留出了供进液口注入的高压液体进入的环隙,保证高压液体顺利进入第二筒体并随后向前方的连接筒和第一筒体流动,进而推动小活塞及大活塞进行相应的动作。
进一步,所述卡环为中心轴线处开有所述通孔的圆台状且包括彼此对称的第一半环和第二半环,所述卡环座的前端设有与所述卡环相匹配的圆锥孔。
采用上述进一步结构改进的好处为,结构简单,能够较好的将液压对卡环的轴向推动力转变成卡环在径向上对杆件或管件的锁紧压力。
进一步,所述第一半环及所述第二半环彼此相对的半圆柱面上间隔设有多个用于增大所述卡环对待推动的杆件或管件锁紧压力的凹槽。
采用上述进一步结构改进的好处为,设置多个凹槽后,第一半环与第二半环压紧杆件或管件的相应面的面积变小,压力增大,则摩擦阻力增大,即对杆件或管件的锁紧效果更好。
进一步,所述卡环后端面的直径为47.5mm、前端面的直径为32.5mm,所述卡环中心轴线处的所述通孔的直径为19mm。
采用上述进一步结构改进的好处为,上述尺寸的卡环适用于对常规喷管的锁紧。
进一步,所述连接筒的两端分别设有外螺纹,所述第一筒体及第二筒体的相应端分别设有与所述外螺纹匹配的内螺纹。
采用上述进一步结构改进的好处为,第一筒体、连接筒、第二筒体之间进行螺纹连接,可拆卸,便于检修和损坏部件后的更换。
进一步,所述密封结构包括若干环槽及套设于所述环槽内的橡胶密封圈。
采用上述进一步结构改进的好处为,结构简单,易于加工且密封效果好。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的全液压锁紧推动机构,结构设计巧妙,通过控制液压系统的增压和卸压的循环进行,即可实现对待推动杆件或管件向一个方向的逐渐推进,在此过程中增压时杆件或管件被卡环锁紧并被大活塞带动向前,卸压时杆件或管件被卡环释放,大活塞在复位弹簧作用下回位而被释放的杆件或管件保持原位不动,循环增压和卸压,即可实现杆件或管件向一个方向的移动,该移动可以是逐渐的向前推进或逐渐的向后推出。
附图说明
图1为本发明提供的一种全液压锁紧推动机构的剖视图;
图2为图1所示的全液压锁紧推动机构活塞组件的剖视图;
图3为图2所示的活塞组件中卡环的剖视图;
图4为图3所示卡环的一个端面的示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1.第一筒体;2.连接筒;3.第二筒体;4.导向杆;5.进液接头管;6.进液口;7.密封套管;8.第一压盖;9.第一复位弹簧;10.大活塞;11.第二压盖;12.连接管;13.小活塞;14.卡环;140.第一半环;141.第二半环;142.凹槽;15.卡环座;16.第二复位弹簧;17.进液通道;18.环槽。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1至4所示,本发明提供一种全液压锁紧推动机构,其包括从前往后依次连接的第一筒体1、连接筒2及第二筒体3,所述第一筒体1内设有活塞组件,所述第二筒体3内设有复位组件,所述活塞组件与所述复位组件通过穿过所述连接筒2且中空的导向杆4固定连接,所述第二筒体3的后端螺纹连接有进液接头管5,所述进液接头管5的中部设有用于与液压系统连通的进液口6,所述进液接头管5内设有密封套管7,所述复位组件包括第一压盖8和第一复位弹簧9,所述第一压盖8的两端分别与所述导向杆4及所述密封套管7固定连接,所述第一复位弹簧9套设于所述导向杆4上且两端分别与所述第一压盖8及所述连接筒2的端壁抵接,所述活塞组件包括大活塞10和第二压盖11,所述第二压盖11的两端分别与所述大活塞10及所述导向杆4固定连接,所述大活塞10包括粗段和连接于所述粗段后方的细段,所述粗段外壁与所述第一筒体1内壁之间设有密封结构,所述细段内设有供连接管12、小活塞13、卡环14、卡环座15及第二复位弹簧16从前往后依次装入的空腔,所述连接管12前端与所述粗段连接,所述小活塞13套设于连接管12上,所述细段侧壁上开设有与所述空腔连通的进液通道17且进液时所述小活塞13向后方移动以推动所述卡环14锁紧待推动的杆件或管件,所述大活塞10、小活塞13、卡环14、卡环座15、第一压盖8和第二压盖11的中心轴线处均对应设有供待推动的杆件或管件穿过的通孔,所述第二压盖11的前端设有沉孔,所述第二复位弹簧16的两端分别与所述卡环14后端壁及所述沉孔的内端壁抵接。
进一步,所述进液接头管5由前段管和后段管组成且前段管内径大于后段管的内径,所述进液口6与所述前段管连通,所述密封套管7外壁与所述后段管内壁之间设有密封结构。
进一步,所述卡环14为中心轴线处开有所述通孔的圆台状且包括彼此对称的第一半环140和第二半环141,所述卡环座15的前端设有与所述卡环14相匹配的圆锥孔。
进一步,所述第一半环140及所述第二半环141彼此相对的半圆柱面上间隔设有多个用于增大所述卡环14对待推动的杆件或管件锁紧压力的凹槽142。
进一步,所述卡环14后端面的直径为47.5mm、前端面的直径为32.5mm,所述卡环14中心轴线处的所述通孔的直径为19mm。
进一步,所述连接筒2的两端分别设有外螺纹,所述第一筒体1及第二筒体3的相应端分别设有与所述外螺纹匹配的内螺纹。
进一步,所述密封结构包括若干环槽18及套设于所述环槽18内的橡胶密封圈。
需要说明的是,大活塞(粗段)与第一筒体之间设有密封结构,该密封结构的橡胶密封圈与第一筒体之间在大活塞被推动向前移动之前要克服一个相对较大的静摩擦力,移动之后该摩擦力稍微减小,故在进液口注入的高压液体在推动大活塞前移之前,会先进入大活塞(细段)的空腔内推动小活塞向后移动,从而使卡环后移,后移过程中因卡环座与卡环匹配的圆锥台结构会使构成卡环的第一半环与第二半环逐渐靠近(通入高压液体前,第一及第二半环被伸入的待推动的杆件或管件撑开),从而夹住并待推动的杆件或管件,继续增加高压液体的压力,夹紧力逐渐增大,当杆件或管件被完全夹紧时,高压液体也刚好推动或再继续增大压力时才能推动大活塞前移,则大活塞被推动向前时可带动被锁紧的杆件或管件向前移动,移动一个行程后(比如向前推动20cm),液压系统卸压,液体失压较快,原本被压缩的第二复位弹簧推动小活塞前移较小距离即完全释放被夹紧的管件或杆件,原本被压缩的第一复位弹簧推动大活塞回位,回位过程中因管件或杆件被卡环释放,故不会带动杆件或管件返回,完成一个推动循环。控制液压系统的重复增压和卸压过程,即可实现管件或杆件的不断的被向一个方向推动。
可以理解的是,因卡环的锁紧及释放管件或杆件时需要小活塞前移或后退的行程很短(时间也较短),远小于大活塞的推进行程,故除上述方式外,还可以是在大活塞前移或后退的过程中才实现了卡环对管件或杆件的锁紧,也同样能够实现本发明对杆件或管件的锁紧及推动目的
另外,容易理解的是,当一个系统同时需要管件或杆件的向一个方向的推进和向反方向的退出时,此时该系统应当至少包含两个本发明提供的全液压锁紧推动机构且安装时两个全液压锁紧推动机构的推动方向相反。
当需要的推进力较大时,可使用多个本发明提供的全液压锁紧推动机构,同步增压和卸载,以对杆件或管件提供较大的推进力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,包括从前往后依次连接的第一筒体(1)、连接筒(2)及第二筒体(3),所述第一筒体(1)内设有活塞组件,所述第二筒体(3)内设有复位组件,所述活塞组件与所述复位组件通过穿过所述连接筒(2)且中空的导向杆(4)固定连接,所述第二筒体(3)的后端连接有进液接头管(5),所述进液接头管(5)的中部设有用于与液压系统连通的进液口(6),所述进液接头管(5)内设有密封套管(7),所述复位组件包括第一压盖(8)和第一复位弹簧(9),所述第一压盖(8)的两端分别与所述导向杆(4)及所述密封套管(7)固定连接,所述第一复位弹簧(9)套设于所述导向杆(4)上且两端分别与所述第一压盖(8)及所述连接筒(2)的端壁抵接,所述活塞组件包括大活塞(10)和第二压盖(11),所述第二压盖(11)的两端分别与所述大活塞(10)及所述导向杆(4)固定连接,所述大活塞(10)包括粗段和连接于所述粗段后方的细段,所述粗段外壁与所述第一筒体(1)内壁之间设有密封结构,所述细段内设有供连接管(12)、小活塞(13)、卡环(14)、卡环座(15)及第二复位弹簧(16)从前往后依次装入的空腔,所述连接管(12)前端与所述粗段连接,所述小活塞(13)套设于连接管(12)上,所述细段侧壁上开设有与所述空腔连通的进液通道(17)且进液时所述小活塞(13)向后方移动以推动所述卡环(14)锁紧待推动的杆件或管件,所述大活塞(10)、小活塞(13)、卡环(14)、卡环座(15)、第一压盖(8)和第二压盖(11)的中心轴线处均对应设有供待推动的杆件或管件穿过的通孔,所述第二压盖(11)的前端设有沉孔,所述第二复位弹簧(16)的两端分别与所述卡环(14)后端壁及所述沉孔的内端壁抵接。
2.根据权利要求1所述的一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,所述进液接头管(5)由前段管和后段管组成且前段管内径大于后段管的内径,所述进液口(6)与所述前段管连通,所述密封套管(7)外壁与所述后段管内壁之间设有密封结构。
3.根据权利要求1所述的一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,所述卡环(14)为中心轴线处开有所述通孔的圆台状且包括彼此对称的第一半环(140)和第二半环(141),所述卡环座(15)的前端设有与所述卡环(14)相匹配的圆锥孔。
4.根据权利要求3所述的一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,所述第一半环(140)及所述第二半环(141)彼此相对的半圆柱面上间隔设有多个用于增大所述卡环(14)对待推动的杆件或管件锁紧压力的凹槽(142)。
5.根据权利要求3所述的一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,所述卡环(14)后端面的直径为47.5mm、前端面的直径为32.5mm,所述卡环(14)中心轴线处的所述通孔的直径为19mm。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,所述连接筒(2)的两端分别设有外螺纹,所述第一筒体(1)及第二筒体(3)的相应端分别设有与所述外螺纹匹配的内螺纹。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种全液压锁紧推动机构,其特征在于,所述密封结构包括若干环槽(18)及套设于所述环槽(18)内的橡胶密封圈。
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