CN111185644A - 油田井下电解阴极进给装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了油田井下电解阴极进给装置，包括筒体、电机、电极、丝杠传动机构，所述筒体内部设置两个腔室，分别为左腔室、右腔室，所述左腔室、右腔室之间由隔板隔开，隔板开设传动孔，所述电机设置在左腔室内，所述电极和丝杠传动机构均设置在右腔室内，所述电极固定在丝杠传动机构上，所述丝杠传动机构左端穿过隔板的传动孔与左腔室内的电机输出端连接。本发明结构简单，工作可靠；实现了在管道空间内进行电解时阴极的进给。
Description
技术领域
本发明涉及油田井下的电解加工设备，具体地说是油田井下电解阴极进给装置。
背景技术
传统的电解加工方式是在电解槽内进行的，技术已经十分成熟。在密闭的管道空间内有时需要去除封堵在套管内部的金属构件，如石油套管内的压裂桥塞，但是目前没有在管道空间内进行电解加工的设备。
申请号：201110371680.4涉及一种基于电弧切割的深水套管切割装置。该装置主要包括钻杆(1)、井口悬挂器(2)、旋转电机(3)、上扶正器(4)、储丝筒(5)、电极送进机构(6)、带状工具电极(7)、下扶正器(8)和导向机构(9)。该切割装置采用地面与井下控制相结合的方式，由钻杆将该装置放入套管内预定切割深度，由电弧切割机构自动送进带状工具电极并带动工具电极旋转，利用工具电极与套管之间电弧放电时产生的高温和高压作用进行切割作业。本发明将电弧加工技术引入到深水套管切割领域，具有切割装置简单、切割效率高和作业成本低等优点。在伺服电机的控制下，由电极送进机构送进工具电极。以上专利公开文件中的电极送进机构只是由送进电机输出轴直接连接电极，没有任何具体技术方案，而且不知道任何的传动机构具体方案。所以以上公开文件除了公开了驱动机构是使用的电机以外，跟本申请的技术方案，解决的技术问题，发明效果等完全不同，不存在任何的技术启示。
发明内容
本发明的目的在于提供油田井下电解阴极进给装置，结构简单，工作可靠；实现了在管道空间内进行电解时阴极的进给。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，油田井下电解阴极进给装置，包括筒体、电机、电极、丝杠传动机构，所述筒体内部设置两个腔室，分别为左腔室、右腔室，所述左腔室、右腔室之间由隔板隔开，隔板开设传动孔，所述电机设置在左腔室内，所述电极和丝杠传动机构均设置在右腔室内，所述电极固定在丝杠传动机构上，所述丝杠传动机构左端穿过隔板的传动孔与左腔室内的电机输出端连接。
所述丝杠传动机构包括丝杠、滑台，所述电极与滑台上表面连接，滑台开设丝孔，丝杠配合安装在丝孔内，丝杠左端穿过隔板的传动孔连接联轴器，联轴器再连接电机输出端。
所述丝杠外壁与传动孔内壁之间安装动密封。
所述丝杠上套装轴承，轴承安装在丝杠支架上，丝杠支架固定在筒体内。
所述滑台还开设导槽，导槽内安装导轨，所述导轨的端部固定在丝杠支架上。
所述电极包括长半圆柱电极和短圆柱电极，短圆柱电极连接在长半圆柱电极右端，所述长半圆柱电极左端下表面与滑台上表面之间设置绝缘垫片，绝缘垫片上表面与长半圆柱电极左端下表面粘接，绝缘垫片下表面与滑台上表面粘接。
所述电机固定在电机支架上，电机支架固定在筒体内。
所述右腔室右端口为敞开式，所述左腔室左端口密封式安装端盖。
所述筒体外壁开设环槽，环槽内安装隔水环，所述环槽开设的位置与隔板位置相对应。
所述端盖开设总孔，在总孔中穿设电机供电电缆、电极供电电缆，电机供电电缆与电机连接，所述隔板同时开设电极电缆孔，电极电缆孔穿设电极供电电缆，电极供电电缆与电极连接。
所述端盖的总孔中还穿设电解液输入软管、电解液回收软管，所述隔板同时开设输入孔，输入孔内穿设电解液输入软管，电解液输入软管连通至右腔室；所述隔板同时开设回收孔，回收孔内穿设电解液回收软管，电解液回收软管连通至右腔室。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
软管经由隔板处的通道口实现电解液的循环。电极通负电，材料为铜，其形状为长半圆柱与短圆柱的组合，有利于增大电极正对面积，增强电解效果。具体实施时，将本装置下放至套管内需要进行电解工作的区域内，筒体的电极端朝向待电解部件，筒体封闭端连接控制部分。步进电机转动通过联轴器带动丝杠旋转，导轨和滑台将丝杠的旋转运动转换为直线运动带动电极前进和回退，步进电机部分和电极进给部分由隔板隔开，避免了电解液流向步进电机。丝杠在隔板处采用动密封结构进行密封。电解室内的电解液在密闭的套管空间内累积到一定程度后遇到桥塞阻隔会逆向流动，之后接触到隔水环使之吸水膨胀，填充筒体与套管内壁之间的空间，从而形成封闭的电解工作环境，实现水平方向的电解加工。
现有技术除了公开驱动机构是使用的电机以外，其他与本发明的技术方案、解决的技术问题、发明效果等完全不同，所以本发明不存在任何的技术启示。
附图说明
图1为本发明的内部结构轴测图，沿俯视方向将筒体2和隔水环5进行剖分；
图2为本发明的俯视图，沿俯视方向将筒体2和隔水环5进行剖分；
图3为本发明的内部结构轴测图，沿主视方向将筒体2和隔水环5进行剖分；
图4为本发明的主视图，沿主视方向将筒体2和隔水环5进行剖分；
图5为本发明的轴测图；
图6为本发明的右视图；
图7为本发明的左视图。
图中：1.电机供电电缆，2.筒体，3.电解液输入软管，4.步进电机，5.隔水环，6.丝杠支架，7.绝缘垫片，8.滑台，9.导轨，10.电极，11.电极供电电缆，12.紧定螺钉，13.电机支架，14.联轴器，15.丝杠，16.电解液回收软管，17.动密封，18.端盖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的实施例之一，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：该油田井下电解阴极进给装置包括筒体2、步进电机4、电极10、丝杠传动机构，所述筒体内部设置两个腔室，分别为左腔室、右腔室，所述左腔室、右腔室之间由隔板隔开，隔板开设传动孔，所述电机设置在左腔室内，所述电极和丝杠传动机构均设置在右腔室内，所述电极固定在丝杠传动机构上，所述丝杠传动机构左端穿过隔板的传动孔与左腔室内的电机输出端连接。
所述丝杠传动机构包括丝杠15、滑台8，所述电极与滑台上表面连接，滑台开设丝孔，丝杠配合安装在丝孔内，丝杠左端穿过隔板的传动孔连接联轴器14，联轴器再连接步进电机4输出端。
所述丝杠外壁与传动孔内壁之间安装动密封17。
所述丝杠上套装轴承，轴承安装在丝杠支架6上，丝杠支架固定在筒体内。丝杠支架设置两个，分别靠近丝杠的两端部。
所述滑台还开设导槽，导槽内安装导轨9，所述导轨的端部固定在丝杠支架6上。
所述电极包括长半圆柱电极和短圆柱电极，短圆柱电极连接在长半圆柱电极右端，所述长半圆柱电极左端下表面与滑台连接，并且长半圆柱电极左端下表面与滑台上表面之间设置绝缘垫片，长半圆柱电极左端下表面与绝缘垫片粘接或者通过螺栓固定,螺栓不接触滑台，绝缘垫片采用硬质材料。绝缘垫片与滑台粘接固定。
所述电机固定在电机支架13上，电机支架固定在筒体内。
所述右腔室右端口为敞开式，所述左腔室左端口密封式安装端盖。
所述筒体外壁开设环槽，环槽内安装隔水环5，所述环槽开设的位置与隔板位置相对应。
所述端盖开设总孔，在总孔中穿设电机供电电缆1、电极供电电缆11，电机供电电缆与电机连接，所述隔板同时开设电极电缆孔，电极电缆孔穿设电极供电电缆，电极供电电缆与电极连接。
所述端盖的总孔中还穿设电解液输入软管3、电解液回收软管16，所述隔板同时开设输入孔，输入孔内穿设电解液输入软管，电解液输入软管连通至右腔室；所述隔板同时开设回收孔，回收孔内穿设电解液回收软管，电解液回收软管连通至右腔室。
电极电缆孔进行静密封，完全封闭密封。密封前将足够长的电缆放置于右腔室。电极移动过程中电缆的伸缩只在右腔室内进行。如图所示，电极上固定件开设两孔，一孔固定电缆，为供电端，位于电缆尽头，一孔不固定电缆，为伸缩端。这种技术为现有技术，比如打印设备的颜料跟随管。本发明只是利用这种移动跟随管路技术。输入孔和回收孔采用静密封,进行完全封闭。静密封技术属于本技术领域的常规技术。
所述筒体为内部中空圆柱结构，一端设置端盖，进行螺纹密封式连接，其上开有总孔，总孔采用静密封,进行完全封闭，供电解液输入软管、电解液回收软管、电机供电电缆和电极供电电缆通过，内部中空空间被隔板分隔为两个腔室，一部分放置步进电机，一部分放置电极进给装置，所述隔板为筒体自身的结构。所述电极与滑台固定连接，中间夹有绝缘垫片。所述步进电机通过电机支架固定在筒体上，通过联轴器带动丝杠运动，所述丝杠在隔板部位有动密封，丝杠转动带动滑台沿导轨方向移动，从而带动电极移动。所述电机供电电缆为步进电机供电，所述电极供电电缆为电极供电，所述隔水环固定在筒体外表面凹槽内，材料为吸水膨胀橡胶。所有固定部分均采用紧定螺钉。
如图1所示，所述电解液输入软管为电解液输入端，由隔板处的通道口流向电解室，所述电解液回收软管为电解液回收端，电解室内的电解液由此返回从而形成循环。所述电极通负电，材料为铜，其形状为长半圆柱与短圆柱的组合，短圆柱连接在长半圆柱的右端。
具体实施时，将本装置下放至套管内需要进行电解工作的区域内，筒体的电极端朝向待电解部件，将电解阳极接待电解部件，筒体封闭端连接控制部分，电解液输入软管和电解液回收软管负责电解液的循环，电极供电电缆为电极供电，电机供电电缆为步进电机供电，步进电机转动通过联轴器带动丝杠旋转，丝杠从滑台的中心穿过，二者之间属于丝杠螺母机构，导轨和滑台将丝杠的旋转运动转换为直线运动带动电极前进和回退，步进电机部分和电极进给部分由隔板隔开，避免了电解液流向步进电机，丝杠在隔板处采用动密封结构进行密封。动密封结构属于本技术领域的常规技术。电解室内的电解液在密闭的管道空间内累积到一定程度后遇到待电解部件会逆向流动，开始填充筒体与管道壁之间的空间，在遇到隔水环之后，使隔水环吸水膨胀，填充筒体与套管内壁之间的空间，从而形成电解工作环境。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示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，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.油田井下电解阴极进给装置，包括电机、电极，其特征在于，还包括筒体、丝杠传动机构，所述筒体内部设置两个腔室，分别为左腔室、右腔室，所述左腔室、右腔室之间由隔板隔开，隔板开设传动孔，所述电机设置在左腔室内，所述电极和丝杠传动机构均设置在右腔室内，所述电极固定在丝杠传动机构上，所述丝杠传动机构左端穿过隔板的传动孔与左腔室内的电机输出端连接。
2.根据权利要求1所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述丝杠传动机构包括丝杠、滑台，所述电极与滑台上表面连接，滑台开设丝孔，丝杠配合安装在丝孔内，丝杠左端穿过隔板的传动孔连接联轴器，联轴器再连接电机输出端。
3.根据权利要求2所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述丝杠外壁与传动孔内壁之间安装动密封。
4.根据权利要求2或3所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述丝杠上套装轴承，轴承安装在丝杠支架上，丝杠支架固定在筒体内。
5.根据权利要求4所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述滑台还开设导槽，导槽内安装导轨，所述导轨的端部固定在丝杠支架上。
6.根据权利要求2或3所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述电极包括长半圆柱电极和短圆柱电极，短圆柱电极连接在长半圆柱电极右端，所述长半圆柱电极左端下表面与滑台上表面之间设置绝缘垫片，绝缘垫片上表面与长半圆柱电极左端下表面粘接，绝缘垫片下表面与滑台上表面粘接。
7.根据权利要求2或3所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述电机固定在电机支架上，电机支架固定在筒体内。
8.根据权利要求2或3所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述右腔室右端口为敞开式，所述左腔室左端口密封式安装端盖。
9.根据权利要求2或3所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述筒体外壁开设环槽，环槽内安装隔水环，所述环槽开设的位置与隔板位置相对应。
10.根据权利要求8所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述端盖开设总孔，在总孔中穿设电机供电电缆、电极供电电缆，电机供电电缆与电机连接，所述隔板同时开设电极电缆孔，电极电缆孔穿设电极供电电缆，电极供电电缆与电极连接。
11.根据权利要求10所述的油田井下电解阴极进给装置，其特征在于，所述端盖的总孔中还穿设电解液输入软管、电解液回收软管，所述隔板同时开设输入孔，输入孔内穿设电解液输入软管，电解液输入软管连通至右腔室；所述隔板同时开设回收孔，回收孔内穿设电解液回收软管，电解液回收软管连通至右腔室。
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| 王亚坤;王冠;王梅梅;郭钟宁;: "微热管内壁微结构电化学加工机床控制系统", 机械设计与制造, no. 12, 8 December 2014 (2014-12-08) * |
| 范植坚;杨森;唐霖;: "电解加工技术的应用和发展", 西安工业大学学报, no. 10, 25 October 2012 (2012-10-25), pages 775 - 780 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111185644B (zh) | 2024-08-13 |
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