CN111473834A - 钻具内发电机的润滑油液位检测装置 - Google Patents

钻具内发电机的润滑油液位检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钻具内发电机的润滑油液位检测装置，包括油仓、发电机连接座和控制仓连接座，所述油仓的一端与所述控制仓连接座连接，另一端通过所述发电机连接座与发电机构连接，所述油仓内设有与其内壁滑动连接的挡板，所述发电机连接座上沿轴向形成有第一通孔，沿径向形成有与所述第一通孔连通的传感器安装孔，所述传感器安装孔内安装有传感器组件，所述第一通孔内插接有安装轴，所述安装轴上安装有磁钢，所述安装轴的一端与所述挡板固定连接；所述控制仓连接座上形成有进液通道。本发明能够实时检测出油仓内的润滑油量并根据剩余油量给出警示，从而保证钻具的安全运行。

Description

钻具内发电机的润滑油液位检测装置
技术领域
本发明涉及一种液位检测装置，具体涉及一种钻具内发电机的润滑油液位检测装置。
背景技术
旋转导向技术是一项尖端自动化钻井技术，它主要由井下旋转导向钻具、地面监控系统和将上述两部分联系在一起的双向通信技术组成。旋转导向钻具内具有很多电子仪器，除地面供电外还需要在井下钻具内设置发电机，该发电机为其上部和下部的仪器供电以及通讯。
现有技术中，钻具内的发电机内部填满润换油，通过润滑油一方面用来平衡发电机内外的压力，防止外界泥浆压力过大将发电机压坏，另一方面润滑油起到润滑的作用，提高发电机的使用寿命。由于发电机具有转子，因此需要设置旋转动密封结构，由于旋转动密封的存在导致润滑油会缓慢地外泄。一旦发电机内润滑油不足，造成内外压力平衡失效会导致发电机损坏，发电机一旦损坏将造成巨大的经济损失，但是现有技术中并没有能够监测发电机构内润滑油量的装置，因此需要研发一款能够监测润滑油余量的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻具内发电机的润滑油液位检测装置，以解决现有技术中的不足，它能够实时检测出油仓内的润滑油量并根据剩余油量给出警示，从而保证钻具的安全运行。
本发明提供了一种钻具内发电机的润滑油液位检测装置，包括油仓、发电机连接座和控制仓连接座，所述油仓的一端与所述控制仓连接座连接，另一端通过所述发电机连接座与发电机构连接，所述油仓内设有与其内壁滑动连接的挡板，所述发电机连接座上沿轴向形成有第一通孔，沿径向形成有与所述第一通孔连通的传感器安装孔，所述传感器安装孔内安装有传感器组件，所述第一通孔内插接有安装轴，所述安装轴上安装有磁钢，所述安装轴的一端与所述挡板固定连接；所述控制仓连接座上形成有进液通道。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述油仓内设置有波纹管，所述波纹管的一端与所述挡板焊接固定，另一端设有波纹管接头。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述油仓的外壁上具有走线槽，其内壁上形成有多条沿轴向设置的第一沟槽，所述挡板的外壁面上设有第二沟槽。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述发电机连接座上沿径向还形成有与所述第一通孔连通的螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有止转螺钉，所述安装轴的外壁上沿轴向形成有止转槽，所述止转螺钉的一端插入所述止转槽内。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述第一通孔内形成有限位凸台，所述安装轴上套接有复位弹簧，所述安装轴与所述挡板连接的一端还设有弹簧座，所述复位弹簧的一端与所述弹簧座抵接，另一端与所述限位凸台抵接。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述传感器组件包括传感器壳体、霍尔传感器、密封壳体和承压连接器，所述密封壳体包括安装筒和法兰，所述安装筒的外壁上设置有第一密封圈，所述安装筒与所述传感器壳体的安装腔插接连接，所述法兰通过螺钉与所述传感器壳体固定，所述传感器壳体与所述传感器安装孔插接连接，二者过盈配合，所述霍尔传感器安装在所述传感器壳体内，所述霍尔传感器的上端穿过所述密封壳体的底部并与其内部的所述承压连接器连接，所述承压连接器的外壁上设有第二密封圈。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述进液通道由中心进液孔和径向进液孔组成，所述中心进液孔为盲孔，所述径向进液孔的数量为多个，其一端位于所述控制仓连接座的外壁上，另一端与所述中心进液孔连通。
前述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置中，优选地，所述控制仓连接座上还设置有走线孔，所述控制仓连接座的外壁上还形成有与所述走线槽连通的线束容纳槽，所述走线孔的一端位于所述线束容纳槽内，另一端位于所述控制仓连接座的端面上，并与发电机控制仓连通。
与现有技术相比，本发明油仓的一端通过控制仓连接座与发电机控制仓连接，另一端通过发电机连接座与发电机构连接，在发电机连接座内安装了传感器组件和带有磁钢的安装轴，当油仓内的润滑油余量发生变化时，油仓内的挡板会推动安装轴，从而改变磁钢的位置，通过传感器组件与磁钢的配合可以获知润滑油的余量情况，从而使工作人员能够及时发现并补充润滑油，从而有效保证钻具的安全运行。
附图说明
图1是本发明整体结构的轴测图；
图2是发电机连接座、油仓和控制仓连接座的轴测图；
图3是发电机连接座、油仓和控制仓连接座的半剖视图；
图4是油仓的轴测图；
图5是挡板、波纹管以及波纹管接头的轴测图；
图6是发电机连接座的侧视图；
图7是图6的A-A剖视图；
图8是控制仓连接座的剖视图。
附图标记说明：1-油仓，2-发电机连接座，3-控制仓连接座，4-线束容纳槽，5-发电机构，6-挡板，7-第一通孔，8-传感器安装孔，9-传感器组件，10-安装轴，11-磁钢，12-进液通道，13-波纹管，14-波纹管接头，15-螺纹孔，16-止转螺钉，17-止转槽，18-限位凸台，19-复位弹簧，20-弹簧座，21-传感器壳体，22-霍尔传感器，23-密封壳体，24-承压连接器，25-第一密封圈，27-第二密封圈，28-走线槽，29-第一沟槽，30-第二沟槽，31-中心进液孔，32-径向进液孔，33-走线孔，34-发电机控制仓，35-油孔。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例：如图1-图8所示，一种钻具内发电机的润滑油液位检测装置，包括油仓1、发电机连接座2和控制仓连接座3，油仓1的一端与控制仓连接座3连接，控制仓连接座3与发电机控制仓34连接，油仓1的另一端通过发电机连接座2与发电机构5连接，且二者内腔连通，油仓1内设有与其内壁滑动连接的挡板6，发电机连接座2上沿轴向形成有第一通孔7，沿径向形成有与第一通孔7连通的传感器安装孔8，传感器安装孔8内安装有传感器组件9，第一通孔7内插接有安装轴10，安装轴10上安装有磁钢11，安装轴10的一端与挡板6固定连接；控制仓连接座3上形成有进液通道12。
由于发电机机构5内的转子在工作时转速非常高，而转子的两端均采用动密封结构，在高转速下发电机构5内部的润滑油会缓慢泄漏，一旦发电机构5内的润滑油余量不足，一方面会导致发电机构5内外压力不平衡，使发电机构5被巨大的外部压力压裂，另一方面发电机构5内部得不到有效润滑，加速磨损，导致内部零件损坏，造成发电机损坏。
发电机连接座2上设置有多个油孔36，在注油时，发电机构5内的润滑油会通过油孔36进入到油仓1内，并将挡板6向靠近控制仓连接座3的方向推，当注油完毕后安装轴10上的磁钢11与传感器安装孔8错位，此时传感器8无法检测到磁钢11，由于控制仓连接座3上形成有进液通道12，泥浆会通过进液通道12进入到油仓1的另一侧，并将压力作用在挡板6上，随着润滑油的消耗，在泥浆压力的作用下挡板6会向靠近发电机连接座2的方向移动，并挤压润滑油，使其始终填满发电机构5的内腔以及发电机壳体走线槽35和走线槽28，随着挡板6的移动，其上的安装轴10插入第一通孔7的长度越来越大，其上的磁钢11会经过传感器组件9，传感器组件9每检测到一个磁钢11便发送电信号，这样通过记录磁钢11的数量即可获知油仓1内的润滑油余量。以便工作人员及时加注润滑油，防止钻具损坏。
在一种具体地实施方式中，油仓1内设置有波纹管13，波纹管13的一端与挡板6焊接固定，另一端设有波纹管接头14。泥浆通过进液通道12直接进入到波纹管13内，而波纹管13与挡板6为焊接结构，可以有效防止泄露，此外另一端的波纹管接头14为了防止泄露，其内壁上设置有多个台阶面，并在各个台阶面上均设置了密封圈，从而可以实现有效的密封，完全无需考虑泄露的问题。
设置了波纹管13后，由于泥浆压力巨大，为了防止泥浆把波纹管压坏，需要使润滑油作用在波纹管13的外壁上，用来抵消泥浆的压力，因此在油仓1的内壁上形成有多条沿轴向设置的第一沟槽29，挡板6的外壁面上设有第二沟槽30。这样润滑油可通过第一沟槽29和第二沟槽30填充到波纹管13的外壁的缝隙中，从而防止波纹管被压裂。
进一步，发电机连接座2上沿径向还形成有与第一通孔7连通的螺纹孔15，螺纹孔15内螺接有止转螺钉16，安装轴10的外壁上沿轴向形成有止转槽17，止转螺钉16的一端插入止转槽17内。通过止转螺钉16和止转槽17的设置，能够使安装轴10只产生轴向运动，而不会产生周向运动，这样能够保证磁钢11与传感器组件9相对，从而保证传感器组件9工作的精确度。
此外，第一通孔7内形成有限位凸台18，安装轴10上套接有复位弹簧19，安装轴10与挡板6连接的一端还设有弹簧座20，复位弹簧19的一端与弹簧座20抵接，另一端与限位凸台18抵接。通过复位弹簧19的设置，能够防止挡板6与发电机连接座2卡住，而且能够在注油使帮助挡板6复位。
进一步，传感器组件9包括传感器壳体21、霍尔传感器22、密封壳体23和承压连接器24，密封壳体23包括安装筒和法兰，安装筒的外壁上设置有第一密封圈25，安装筒与传感器壳体21的安装腔插接连接，法兰通过螺钉与传感器壳体21固定，传感器壳体21与传感器安装孔8插接连接，二者过盈配合，霍尔传感器22安装在传感器壳体21内，传感器壳体21内的底部具有用于安装传感器的安装盲孔，霍尔传感器22的上端穿过密封壳体23的底部并与其内部的承压连接器24连接，承压连接器24的外壁上设有第二密封圈27。
该结构的传感器组件9既便于安装，又能够有效的防止漏液，而且具有较高的工作精度，从而有效提高钻具的可靠性。
下面对控制仓连接座3的结构做具体说明，进液通道12由中心进液孔31和径向进液孔32组成，中心进液孔31为盲孔，径向进液孔32的数量为多个，其一端位于控制仓连接座3的外壁上，另一端与中心进液孔31连通。控制仓连接座3上还设置有走线孔33，控制仓连接座3的外壁上还形成有与走线槽28连通的线束容纳槽4，走线孔33的一端位于线束容纳槽4内，另一端位于控制仓连接座3的端面上，并与发电机控制仓34连通。
中心进液孔31用于与波纹管13的内腔连接，径向进液孔32用于与电机机构的外壳上的泥浆进液孔连接，该泥浆进液孔上设置有过滤器，保证进入径向进液孔32内的泥浆没有大颗粒，从而防止堵塞。走线孔33用于将走线槽28内的线束引入到发电机控制仓34内。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：包括油仓(1)、发电机连接座(2)和控制仓连接座(3)，所述油仓(1)的一端与所述控制仓连接座(3)连接，另一端通过所述发电机连接座(2)与发电机构(5)连接，所述油仓(1)内设有与其内壁滑动连接的挡板(6)，所述发电机连接座(2)上沿轴向形成有第一通孔(7)，沿径向形成有与所述第一通孔(7)连通的传感器安装孔(8)，所述传感器安装孔(8)内安装有传感器组件(9)，所述第一通孔(7)内插接有安装轴(10)，所述安装轴(10)上安装有磁钢(11)，所述安装轴(10)的一端与所述挡板(6)固定连接；所述控制仓连接座(3)上形成有进液通道(12)。
2.根据权利要求1所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述油仓(1)内设置有波纹管(13)，所述波纹管(13)的一端与所述挡板(6)焊接固定，另一端设有波纹管接头(14)。
3.根据权利要求2所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述油仓(1)的外壁上具有走线槽(28)，其内壁上形成有多条沿轴向设置的第一沟槽(29)，所述挡板(6)的外壁面上设有第二沟槽(30)。
4.根据权利要求1所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述发电机连接座(2)上沿径向还形成有与所述第一通孔(7)连通的螺纹孔(15)，所述螺纹孔(15)内螺接有止转螺钉(16)，所述安装轴(10)的外壁上沿轴向形成有止转槽(17)，所述止转螺钉(16)的一端插入所述止转槽(17)内。
5.根据权利要求4所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述第一通孔(7)内形成有限位凸台(18)，所述安装轴(10)上套接有复位弹簧(19)，所述安装轴(10)与所述挡板(6)连接的一端还设有弹簧座(20)，所述复位弹簧(19)的一端与所述弹簧座(20)抵接，另一端与所述限位凸台(18)抵接。
6.根据权利要求1所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述传感器组件(9)包括传感器壳体(21)、霍尔传感器(22)、密封壳体(23)和承压连接器(24)，所述密封壳体(23)包括安装筒和法兰，所述安装筒的外壁上设置有第一密封圈(25)，所述安装筒与所述传感器壳体(21)的安装腔插接连接，所述法兰通过螺钉与所述传感器壳体(21)固定，所述传感器壳体(21)与所述传感器安装孔(8)插接连接，二者过盈配合，所述霍尔传感器(22)安装在所述传感器壳体(21)内，所述霍尔传感器(22)的上端穿过所述密封壳体(23)的底部并与其内部的所述承压连接器(24)连接，所述承压连接器(24)的外壁上设有第二密封圈(27)。
7.根据权利要求1所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述进液通道(12)由中心进液孔(31)和径向进液孔(32)组成，所述中心进液孔(31)为盲孔，所述径向进液孔(32)的数量为多个，其一端位于所述控制仓连接座(3)的外壁上，另一端与所述中心进液孔(31)连通。
8.根据权利要求3所述的钻具内发电机的润滑油液位检测装置，其特征在于：所述控制仓连接座(3)上还设置有走线孔(33)，所述控制仓连接座(3)的外壁上还形成有与所述走线槽(28)连通的线束容纳槽(4)，所述走线孔(33)的一端位于所述线束容纳槽(4)内，另一端位于所述控制仓连接座(3)的端面上，并与发电机控制仓(34)连通。
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