一种QDT式旋转阀脉冲器及其使用方法
所属技术领域
本发明涉及脉冲器技术领域,具体涉及一种QDT式旋转阀脉冲器及其使用方法。
背景技术
近年来,井下环境越来越复杂,由于橡胶本身性能的限制,油囊补偿的脉冲器已不能完全满足深井和H2S井使用要求,同时,电磁阀的高耗电和低拉力也不能完全满足现场使用要求。为了解决上述问题,能够满足现场恶劣工况使用的脉冲器就显得尤为重要。
因此,根据现有的技术情况,当前急需一种能够满足现场恶劣工况要求的脉冲器,而旋转阀式脉冲器内的电机驱动和旋转阀更加适合恶劣的井下高温振动环境,低功耗的电机提高了电池使用寿命和抗电磁干扰,电机的驱动力和使用寿命远大于电磁线圈,旋转阀的使用去除了脉冲器的充油环节,大大缩短了生产及维护保养时间。结合上述优势,旋转式脉冲器已越来越贴合市场的需求。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供了一种QDT式旋转阀脉冲器及其使用方法,尤其是具有需要充油补偿井下钻井液压力,电机驱动实现低功耗和大驱动力,满足高振动、高压、高H2S的恶劣环境的特点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种QDT式旋转阀脉冲器,包括
阀座筒,阀座筒一端开有多个钻井液通道;
阀杆,阀杆一端与钻井液通道相对应设置;
旋转阀头,旋转阀头连接在阀杆一端与钻井液通道相对应位置的阀杆一端的端部,且旋转阀头与钻井液通道相接触;
滤筒,滤筒套接在阀杆上,滤筒一端与阀座筒一端外侧壁密封连接;
驱动组件,驱动组件一端与阀杆另一端连接,驱动组件另一端连接有电缆线;
驱动承压筒,驱动承压筒套接在驱动组件外,滤筒另一端与驱动承压筒一端密封连接;
接插组件,接插组件一端与驱动组件另一端连接的电缆线另一端连接;
互联筒,互联筒套接在接插组件外,互联筒一端与驱动承压筒另一端密封连接,接插组件另一端位于互联筒内。
所述的滤筒另一端与驱动承压筒一端之间还连接有动密封组件,动密封组件套接在阀杆上,滤筒另一端与动密封组件一端密封连接,动密封组件另一端与驱动承压筒一端外侧壁密封连接。
所述的驱动承压筒另一端与互联筒一端之间还连接有转接筒,转接筒一端外侧壁与驱动承压筒另一端内侧壁密封连接,转接筒另一端外侧壁与互联筒一端内侧壁密封连接,驱动组件另一端连接的电缆线位于转接筒内。
所述的驱动组件包括阀杆联轴器、电机联轴器和驱动电机,阀杆联轴器一端与阀杆另一端连接,阀杆联轴器另一端与电机联轴器一端连接,电机联轴器另一端与驱动电机的输出轴连接。
所述的驱动电机的一端与驱动承压筒内壁之间设置有电机减振器,驱动电机的输入端连接有驱动电路组件,驱动电路组件的外侧壁与驱动承压筒内壁之间设置有多组电路扶正器,驱动电路组件的另一端连接有电路减振器。
所述的驱动电路组件包括电机驱动控制单元和脉冲驱动控制单元,电机驱动控制单元和脉冲驱动控制单元分别设置在驱动电机的输入端。
所述的接插组件包括接插件、接插件固定环和接插件座,接插件一端与驱动组件另一端连接的电缆线连接,接插件另一端位于互联筒内,接插件一端上套接有接插件固定环,接插件固定环的外侧壁上套接有接插件座,接插件座与互联筒内侧壁之间设置有密封圈。
所述滤筒的外侧壁上开有多个通向筒内的通孔,通孔外连接有滤片。
所述动密封组件包括轴套、第一密封圈、第二密封圈和动密封筒,轴套套接在阀杆上,轴套内侧壁上开有多组环形凹槽,轴套内侧壁上的多组环形凹槽内与阀杆的外侧壁之间设置有多组第二密封圈,动密封筒套接在轴套外侧壁上,轴套外侧壁上也开有多组环形凹槽,轴套外侧壁上的多组环形凹槽内与动密封筒内侧壁之间设置有第一密封圈,动密封筒一端外侧壁与滤筒另一端内侧壁之间密封连接,动密封筒另一端内侧壁与驱动承压筒一端外侧壁密封连接。
一种QDT式旋转阀脉冲器的使用方法包括上述任意一项所述的一种QDT式旋转阀脉冲器,包括以下步骤
步骤一:互联筒一端与井下仪器连接,井下仪器信号传输给互联筒内的接插件;
步骤二:在步骤一的基础上,接插件将接收到的信号通过电缆线传输给驱动电路组件;
步骤三:在步骤二的基础上,驱动电路组件控制驱动电机的转动及电机转动的时间和间隔;
步骤四:在步骤三的基础上,当驱动电机转动后,驱动电机的输出端依次带动电机联轴器和阀杆联轴器转动,从而阀杆联轴器带动所连接的阀杆转动;
步骤五:在步骤四的基础上,阀杆转动后,阀杆一端连接的旋转阀头转动,使旋转阀头对应接触的钻井液通道打开,当旋转阀头在旋转时钻井液通道关闭,从而通过阀杆转动带动旋转阀头转动控制钻井液通道的开闭;
步骤六:在步骤五的基础上,钻井液通过滤筒外的滤片进入滤筒内,然后钻井液通过滤筒内进入钻井液通道的入口位置,钻井液通道打开后钻井液通过钻井液通道进入阀座筒内。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明通过阀座筒一端开有两个钻井液通道,阀杆一端与钻井液通道相对应设置,旋转阀头连接在阀杆一端与钻井液通道相对应位置的阀杆一端的端部,且旋转阀头与钻井液通道相接触,阀杆一端连接的旋转阀头用于封堵阀座筒一端开的两个钻井液通道,阀杆一端连接的旋转阀头设置有两个,也可以根据需求设置多个,滤筒套接在阀杆上,滤筒用于钻井液进入滤筒内从而通过钻井液通道进入阀座筒内,滤筒一端与阀座筒一端外侧壁密封连接,保证滤筒一端与阀座筒一端的密封性,具体滤筒一端与阀座筒一端外侧壁之间设置有密封圈,通过密封圈进行密封,阀座筒用于连接脉冲器的下部总成,驱动组件一端与阀杆另一端连接,驱动组件另一端连接有电缆线,驱动组件用于驱动阀杆转动用于控制钻井液通道的开闭,电缆线用于给驱动组件传输电能,驱动承压筒套接在驱动组件外,滤筒另一端与驱动承压筒一端密封连接,驱动承压筒用于保护内部的驱动组件,同时保证整个脉冲器内部的密封性,接插组件一端与驱动组件另一端连接的电缆线另一端连接,接插组件用于与井下仪器之间的连接通电传输信号,互联筒套接在接插组件外,互联筒一端与驱动承压筒另一端密封连接,接插组件另一端位于互联筒内,互联筒保护接插组件,同时保证整个脉冲器内部的密封性,其中旋转阀头的材料选用硬质合金,耐磨耐冲刷,阀座筒的接触面喷涂硬质合金,增加耐磨性,通过该结构的脉冲器需要充油补偿井下钻井液压力时,电机驱动实现低功耗和大驱动力,满足高振动、高压、高H2S的恶劣环境,采用旋转阀头的转动实现钻井液通道的打开和闭合,从而实现井下钻井液压力的变化,脉冲内部不需要充油补偿井下压力,安装维护简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
图中:1-阀座筒、1-1-钻井液通道、2-旋转阀头、3-阀杆、4-滤筒、5-滤片、6-动密封组件、6-1-轴套、6-2-第一密封圈、6-3-第二密封圈、7-动密封筒、8-驱动组件、8-1-阀杆联轴器、8-2-电机联轴器、9-电机减振器、10-驱动电机、11-驱动承压筒、12-驱动电路组件、13-电路扶正器、14-电路减振器、15-转接筒、16-接插组件、16-1-接插件固定环、16-2-接插件座、16-3-接插件密封、16-4-接插件、17-互联筒。
具体实施方式
实施例1:
参照图1,是本发明实施例1的结构示意图,一种QDT式旋转阀脉冲器,包括阀座筒1,阀座筒1一端开有多个钻井液通道1-1;
阀杆3,阀杆3一端与钻井液通道1-1相对应设置;
旋转阀头2,旋转阀头2连接在阀杆3一端与钻井液通道1-1相对应位置的阀杆3一端的端部,且旋转阀头2与钻井液通道1-1相接触;
滤筒4,滤筒4套接在阀杆3上,滤筒4一端与阀座筒1一端外侧壁密封连接;
驱动组件8,驱动组件8一端与阀杆3另一端连接,驱动组件8另一端连接有电缆线;
驱动承压筒11,驱动承压筒11套接在驱动组件8外,滤筒4另一端与驱动承压筒11一端密封连接;
接插组件16,接插组件16一端与驱动组件8另一端连接的电缆线另一端连接;
互联筒17,互联筒17套接在接插组件16外,互联筒17一端与驱动承压筒11另一端密封连接,接插组件16另一端位于互联筒17内。
实际使用时:阀座筒1一端开有两个钻井液通道1-1,阀杆3一端与钻井液通道1-1相对应设置,旋转阀头2连接在阀杆3一端与钻井液通道1-1相对应位置的阀杆3一端的端部,且旋转阀头2与钻井液通道1-1相接触,阀杆3一端连接的旋转阀头2用于封堵阀座筒1一端开的两个钻井液通道1-1,阀杆3一端连接的旋转阀头2设置有两个,也可以根据需求设置多个,滤筒4套接在阀杆3上,滤筒4用于钻井液进入滤筒4内从而通过钻井液通道1-1进入阀座筒1内,滤筒4一端与阀座筒1一端外侧壁密封连接,保证滤筒4一端与阀座筒1一端的密封性,具体滤筒4一端与阀座筒1一端外侧壁之间设置有密封圈,通过密封圈进行密封,阀座筒1用于连接脉冲器的下部总成,驱动组件8一端与阀杆3另一端连接,驱动组件8另一端连接有电缆线,驱动组件8用于驱动阀杆3转动用于控制钻井液通道1-1的开闭,电缆线用于给驱动组件8传输电能,驱动承压筒11套接在驱动组件8外,滤筒4另一端与驱动承压筒11一端密封连接,驱动承压筒11用于保护内部的驱动组件8,同时保证整个脉冲器内部的密封性,接插组件16一端与驱动组件8另一端连接的电缆线另一端连接,接插组件16用于与井下仪器之间的连接通电传输信号,互联筒17套接在接插组件16外,互联筒17一端与驱动承压筒11另一端密封连接,接插组件16另一端位于互联筒17内,互联筒17保护接插组件16,同时保证整个脉冲器内部的密封性,其中旋转阀头2的材料选用硬质合金,耐磨耐冲刷,阀座筒1的接触面喷涂硬质合金,增加耐磨性,通过该结构的脉冲器需要充油补偿井下钻井液压力时,电机驱动实现低功耗和大驱动力,满足高振动、高压、高H2S的恶劣环境,采用旋转阀头2的转动实现钻井液通道1-1的打开和闭合,从而实现井下钻井液压力的变化,脉冲内部不需要充油补偿井下压力,安装维护简单。
实施例2:
与实施例1相比,本实施例的不同之处在于:所述的滤筒4另一端与驱动承压筒11一端之间还连接有动密封组件6,动密封组件6套接在阀杆3上,滤筒4另一端与动密封组件6一端密封连接,动密封组件6另一端与驱动承压筒11一端外侧壁密封连接。
实际使用时:滤筒4另一端与驱动承压筒11一端之间还连接有动密封组件6,动密封组件6套接在阀杆3上,滤筒4另一端与动密封组件6一端密封连接,动密封组件6另一端与驱动承压筒11一端外侧壁密封连接,动密封组件6用于便于整体脉冲器维护保养,增加了整体脉冲器的密封强度。
实施例3:
与实施例1或实施例2相比,本实施例的不同之处在于:所述的驱动承压筒11另一端与互联筒17一端之间还连接有转接筒15,转接筒15一端外侧壁与驱动承压筒11另一端内侧壁密封连接,转接筒15另一端外侧壁与互联筒17一端内侧壁密封连接,驱动组件8另一端连接的电缆线位于转接筒15内。
实际使用时:转接筒15一端外侧壁与驱动承压筒11另一端内侧壁密封连接,转接筒15一端外侧壁与驱动承压筒11另一端内侧壁之间设置有密封圈,转接筒15另一端外侧壁与互联筒17一端内侧壁密封连接,转接筒15另一端外侧壁与互联筒17一端内侧壁之间也设置有密封圈,驱动组件8另一端连接的电缆线位于转接筒15内,转接筒15用于驱动承压筒11另一端与互联筒17一端之间的密封连接,增加了整个脉冲器的密封性。
实施例4:
与实施例1相比,本实施例的不同之处在于:所述的驱动组件8包括阀杆联轴器8-1、电机联轴器8-2和驱动电机10,阀杆联轴器8-1一端与阀杆3另一端连接,阀杆联轴器8-1另一端与电机联轴器8-2一端连接,电机联轴器8-2另一端与驱动电机10的输出轴连接。
实际使用时:阀杆联轴器8-1一端与阀杆3另一端连接,阀杆联轴器8-1另一端与电机联轴器8-2一端连接,电机联轴器8-2另一端与驱动电机10的输出轴连接,阀杆联轴器8-1用于与阀杆3连接,电机联轴器8-2用于与驱动电机10的输出轴连接和电机联轴器8-2另一端连接,电机联轴器8-2为弹性联轴器,当与阀杆联轴器8-1传动不同轴时,也能很好的传递扭矩,且不憋住。
实施例5:
与实施例4相比,本实施例的不同之处在于:所述的驱动电机10的一端与驱动承压筒11内壁之间设置有电机减振器9,驱动电机10的输入端连接有驱动电路组件12,驱动电路组件12的外侧壁与驱动承压筒11内壁之间设置有多组电路扶正器13,驱动电路组件12的另一端连接有电路减振器14。
优选的是所述的驱动电路组件12包括电机驱动控制单元和脉冲驱动控制单元,电机驱动控制单元和脉冲驱动控制单元分别设置在驱动电机10的输入端。
实际使用时:驱动电机10的一端与驱动承压筒11内壁之间设置有电机减振器9,电机减振器9用于减缓驱动电机10工作时的颤动,驱动电机10的输入端连接有驱动电路组件12,驱动电路组件12用于控制驱动电机10的转动和驱动电机10转动的时间和间隔,驱动电路组件12的外侧壁与驱动承压筒11内壁之间设置有多组电路扶正器13,多组电路扶正器13用于固定驱动电路组件12在驱动承压筒11内的位置,保证驱动电路组件12的稳固性,驱动电路组件12的另一端连接有电路减振器14,电路减振器14用于减缓驱动电机10工作时的颤动带动驱动电路组件12颤动的力。
实施例6:
与实施例1相比,本实施例的不同之处在于:所述的接插组件16包括接插件16-4、接插件固定环16-1和接插件座16-2,接插件16-4一端与驱动组件8另一端连接的电缆线连接,接插件16-4另一端位于互联筒17内,接插件16-4一端上套接有接插件固定环16-1,接插件固定环16-1的外侧壁上套接有接插件座16-2,接插件座16-2与互联筒17内侧壁之间设置有密封圈。
实际使用时:接插件16-4一端与驱动组件8另一端连接的电缆线连接,接插件16-4另一端位于互联筒17内,接插件16-4用于与外部仪器连接通过电缆线给驱动电机10和驱动电路组件12通电传输信号,接插件16-4采用实心接插件,接插件16-4一端上套接有接插件固定环16-1,接插件固定环16-1用于固定接插件16-4的位置,接插件固定环16-1的外侧壁上套接有接插件座16-2,接插件座16-2用于固定接插件16-4和接插件固定环16-1在互联筒17内的位置,接插件座16-2与互联筒17内侧壁之间设置有密封圈,保证接插组件16内的密封性。
实施例7:
与实施例1相比,本实施例的不同之处在于:所述滤筒4的外侧壁上开有多个通向筒内的通孔,通孔外连接有滤片5。
实际使用时:滤筒4的外侧壁上开有多个通向筒内的通孔,通孔外连接有滤片5,滤筒4的外侧壁上开有3个通向筒内的通孔,3个通向筒内的通孔外分别连接有滤片5,滤片5具体通过螺钉拧紧到滤筒4上通孔位置,滤片5用来过滤钻井液内的岩屑。
实施例8:
与实施例2相比,本实施例的不同之处在于:所述动密封组件6包括轴套6-1、第一密封圈6-2、第二密封圈6-3和动密封筒7,轴套6-1套接在阀杆3上,轴套6-1内侧壁上开有多组环形凹槽,轴套6-1内侧壁上的多组环形凹槽内与阀杆3的外侧壁之间设置有多组第二密封圈6-3,动密封筒7套接在轴套6-1外侧壁上,轴套6-1外侧壁上也开有多组环形凹槽,轴套6-1外侧壁上的多组环形凹槽内与动密封筒7内侧壁之间设置有第一密封圈6-2,动密封筒7一端外侧壁与滤筒4另一端内侧壁之间密封连接,动密封筒7另一端内侧壁与驱动承压筒11一端外侧壁密封连接。
实际使用时:轴套6-1套接在阀杆3上,轴套6-1内侧壁上开有5组环形凹槽,轴套6-1内侧壁上的5组环形凹槽内与阀杆3的外侧壁之间设置有5组第二密封圈6-3,第二密封圈6-3用于密封轴套6-1内侧壁与阀杆3的外侧壁之间的位置,动密封筒7套接在轴套6-1外侧壁上,轴套6-1外侧壁上也开有2组环形凹槽,轴套6-1外侧壁上的2组环形凹槽内与动密封筒7内侧壁之间设置有第一密封圈6-2,第一密封圈6-2用于密封轴套6-1外侧壁与动密封筒7内侧壁之间的位置,动密封筒7一端外侧壁与滤筒4另一端内侧壁之间密封连接且设置有密封圈,动密封筒7另一端内侧壁与驱动承压筒11一端外侧壁密封连接且也设置有密封圈,使用该结构增强整个脉冲器的密封性。
实施例9:
一种QDT式旋转阀脉冲器的使用方法包括实施例1-8任意一项所述的一种QDT式旋转阀脉冲器,包括以下步骤
步骤一:互联筒17一端与井下仪器连接,井下仪器信号传输给互联筒17内的接插件16-4;
步骤二:在步骤一的基础上,接插件16-4将接收到的信号通过电缆线传输给驱动电路组件12;
步骤三:在步骤二的基础上,驱动电路组件12控制驱动电机10的转动及电机转动的时间和间隔;
步骤四:在步骤三的基础上,当驱动电机10转动后,驱动电机10的输出端依次带动电机联轴器8-2和阀杆联轴器8-1转动,从而阀杆联轴器8-1带动所连接的阀杆3转动;
步骤五:在步骤四的基础上,阀杆3转动后,阀杆3一端连接的旋转阀头2转动,使旋转阀头2对应接触的钻井液通道1-1打开,当旋转阀头2在旋转时钻井液通道1-1关闭,从而通过阀杆3转动带动旋转阀头2转动控制钻井液通道1-1的开闭;
步骤六:在步骤五的基础上,钻井液通过滤筒4外的滤片5进入滤筒4内,然后钻井液通过滤筒4内进入钻井液通道1-1的入口位置,钻井液通道1-1打开后钻井液通过钻井液通道1-1进入阀座筒1内。
通过上述方法使用该脉冲器采用电机驱动,适合更加恶劣的井下高温振动环境,低功耗的电机提高了电池使用寿命和抗电磁干扰,电机的驱动力和使用寿命远大于电磁线圈的使用寿命,动密封组件6对阀杆3形成动密封,增加脉冲器的可靠性,旋转阀头2的转动实现钻井液通道1-1的打开和闭合,从而实现井下钻井液压力的变化,旋转阀头2的材料为硬质合金,耐磨耐冲刷,固定在阀杆3上,阀座筒1的接触面喷涂硬质合金,增加耐磨性,阀座筒1一端上设有两个钻井液通道1-1,通过旋转阀头的转动实现钻井液通道的打开和闭合,电机联轴器8-2为弹性联轴器,当与阀杆联轴器8-1传动不同轴时,也能很好的传递扭矩,且不憋住,驱动电机10和驱动电路组件12为一个整体结构,安装维护方便,该结构的脉冲器内部不需要充油补偿井下压力,安装维护简单,同时满足高振动、高压、高H2S的恶劣环境中使用,因此使用该结构的QDT式旋转阀脉冲器可以用于更加恶劣的井下高温振动环境,减少了脉冲器的充油环节,具有功耗低,安装方便,维护包含快捷,更加可靠的优点。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明,但本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化,其都在该技术的保护范围内。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。