CN111677710B - 一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置。所述调节装置包括压力控制阀和流量控制阀，压力控制阀包括压力控制阀阀芯和压力控制阀座块，压力控制阀阀芯设置在压力控制阀座块内，压力控制阀处于常闭状态并被配置为在受力达到开启阈值后开启，以通入外部液压油；流量控制阀包括流量控制阀阀芯、流量控制阀座块和阀块压盖，流量控制阀阀芯设置在流量控制阀座块内，流量控制阀阀芯能够调节流入液压油的流量；压力控制阀座块、流量控制阀座块和阀块压盖同轴依次连接。本发明的有益效果包括：能够避免过大的压力损失，并提供持续的压力和流量供给。

Description

一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井设备技术领域，具体地，涉及一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置。

背景技术

目前国内油气资源勘探难度越来越大，目前已转向低产、低压、低渗等难开采油气藏，其中包含大量水敏、盐敏、碱敏及碎屑岩地层，与钻井滤液作用后渗透率急剧降低，用常规钻井方法很难实现储层保护或发现新气藏。采用气体钻井技术更加有利于发现和保护油气层，但气体直接驱动执行机构做功不足。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置。所述调节装置可包括压力控制阀和流量控制阀，其中，压力控制阀可包括压力控制阀阀芯和压力控制阀座块，压力控制阀阀芯设置在压力控制阀座块内，压力控制阀阀芯包括压力控制阀进油口和压力控制阀顺序口，压力控制阀进油口处于常闭状态并被配置为在受力达到开启阈值后开启，以通入外部液压油；流量控制阀可包括流量控制阀阀芯、流量控制阀座块和阀块压盖，流量控制阀阀芯设置在流量控制阀座块内，流量控制阀阀芯能够调节流入液压油的流量，并包括流量控制阀进油口和流量控制阀出油口，其中，流量控制阀进油口能够接收从压力控制阀顺序口流出的液压油，流量控制阀出油口能够排出调节流量后的液压油；压力控制阀座块、流量控制阀座块和阀块压盖同轴依次连接，其中，压力控制阀座块上还设置有与压力控制阀进油口连接的进油通道；压力控制阀座块上设置有与压力控制阀顺序口连接的第一连接通道，流量控制阀座块上设置有与流量控制阀进油口连接的第二连接通道，第一、第二连接通道相连通；流量控制阀座块上设置有与流量控制阀出油口连接的第一排油通道，阀块压盖上设置有通向外界的第二排油通道，第一、第二排油通道相连通；或者，流量控制阀座块上设置有与流量控制阀出油口连接的第一排油通道，第一排油通道还通向外界。

在本发明的一个示例性实施例中，所述压力控制阀进油口可包括至少一个子压力控制阀进油口，子压力控制阀进油口的个数为2～4个，所述进油通道可包括至少一个子进油通道，子进油通道的个数为2～4个，子压力控制阀进油口与子进油通道一一对应。

在本发明的一个示例性实施例中，所述压力控制阀顺序口可包括至少一个子压力控制阀顺序口，子压力控制阀顺序口的个数为2～4个，所述流量控制阀进油口可包括至少一个子流量控制阀进油口，子流量控制阀进油口的个数为2～4个，所述第一连接通道额包括至少一个子第一连接通道，子第一连接通道的个数为2～4个，所述第二连接通道可包括至少一个子第二连接通道，子第二连接通道的个数为2～4个，子压力控制阀顺序口、子第一连接通道、子第二连接通道与子流量控制阀进油口一一对应。

在本发明的一个示例性实施例中，所述流量控制阀出油口可包括至少一个子流量控制阀出油口，子流量控制阀出油口的个数为2～4个，所述第一排油通道可包括至少一个子第一排油通道，子第一排油通道的个数为2～4个，所述第二排油通道可包括至少一个子第二排油通道，子第二排油通道的个数为2～4个，子流量控制阀出油口、子第一排油通道与子第二排油通道一一对应，子第二排油通道都通向外界。

在本发明的一个示例性实施例中，所述流量控制阀出油口可包括至少一个子流量控制阀出油口，子流量控制阀出油口的个数为2～4个，所述第一排油通道可包括至少一个子第一排油通道，子第一排油通道的个数为2～4个，子流量控制阀出油口与子第一排油通道一一对应，子第一排油通道都通向外界。

在本发明的一个示例性实施例中，所述压力控制阀还包括压力控制阀排油口，所述压力控制阀座块上还可设置有与压力控制阀排油口连接的回油通道，回油通道还通向外界。

在本发明的一个示例性实施例中，所述压力控制阀排油口可包括至少一个子压力控制阀排油口，所述子压力控制阀排油口的个数为2～4个，所述回油通道可包括至少一个子回油通道，所述子回油通道的个数为2～4个，所述子压力控制阀排油口与所述子回油通道一一对应。

在本发明的一个示例性实施例中，所述调节装置的外壁上，开设有至少一个沿长度方向延伸的排气通道。

在本发明的一个示例性实施例中，所述排气通道的个数可为4～8个，所述排气通道在调节装置外壁周向上均匀分布。

在本发明的一个示例性实施例中，压力控制阀阀芯、流量控制阀阀芯、压力控制阀座块、流量控制阀座块和阀块压盖可同轴设置。

在本发明的一个示例性实施例中，所述压力控制阀座块与所述流量控制阀座块可通过六角螺钉连接，所述流量控制阀座块与所述阀块压盖可通过六角螺钉连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：能够实现液压油工作系统的预加载，并提供稳定的动力来源。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明一个示例性实施例中的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置的一个结构示意图；

图2示出了本发明一个示例性实施例中的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置的另一个结构示意图；

图3示出了图2中D-D截面的剖视。

主要附图标记说明：

31、压力控制阀，311、压力控制阀阀芯，3111、子压力控制阀进油口， 3112、子压力控制阀顺序口，3113、子压力控制阀排油口，312、压力控制阀座块，3121、子压力控制阀进油通道，3122、子压力控制阀连接通道，32、流量控制阀，321、流量控制阀阀芯，3211、子流量控制阀进油口，3212、子流量控制阀出油口，322、流量控制阀座块，3221、子流量控制阀连接通道， 3222、子第一排油通道，323、阀块压盖，3231、子第二排油通道，330、子第一回油通道，40、封堵，50、O型密封圈，60、内六角螺钉，70、密封垫，80、内六角螺塞，90、排气通道。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置。

本发明提供了一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置。

在本发明的一个示例性实施例中，如图1所示，所述调节装置可以包括同轴设置并相互连接的压力控制阀31和流量控制阀32，并且调节装置整体来看可以为具有槽状或孔状结构的圆柱体。

具体地，如图1所示，压力控制阀31可以包括压力控制阀阀芯311和压力控制阀座块312，压力控制阀阀芯311可以安装在压力控制阀座块312内，且同轴设置。压力控制阀阀芯311可以包括至少一个子压力控制阀进油口 3111、至少一个子压力控制阀顺序口3112和至少一个子压力控制阀排油口 3113，进一步地，子压力控制阀进油口3111、子压力控制阀顺序口3112与子压力控制阀排油口3113的个数都可以为2～4个，例如，都可以为3个，并且都可以是均匀的分布在压力控制阀阀芯311的外壁上的，例如呈120°均匀分布。

在本实施例中，子压力控制阀进油口处于常闭状态，并且可以在受外力达道开启阈值后开启，从而可以通入外部造成压力的液压油，压力控制阀可以通过调节压力控制阀的开启压力，从而调节压力控制阀的控制外部液压的能力。压力控制阀可以为顺序阀。

具体地，如图1所示，流量控制阀32可以包括流量控制阀阀芯321、流量控制阀座块322和阀块压盖323，流量控制阀阀芯321可以安装在流量控制阀座块322内，且同轴设置，阀块压盖323和压力控制阀座块312分别设置在流量控制阀22的轴向两端，并且同轴设置。流量控制阀阀芯321可以包括至少一个子流量控制阀进油口3211和至少一个子流量控制阀出油口3212，进一步地，子流量控制阀进油口3211与子流量控制阀出油口3212的个数都可以为2～4个，例如，都可以为3个，并且都可以是均匀的分布在流量控制阀阀芯321的外壁上的，例如呈120°均匀分布。

在本实施例中，流量控制阀阀芯能够调节流入液压油的流量，流量控制阀进油口能够接收从压力控制阀顺序口流出的液压油，流量控制阀出油口能够排出调节流量后的液压油。流量控制阀可以为调速阀。

在本实施例中，压力控制阀座块、流量控制阀座块和阀块压盖可以依次通过内六角螺钉60进行连接。

如图2所示，压力控制阀座块312上还可以设置有至少一个子压力控制阀进油通道3121，至少一个子压力控制阀进油通道3121的进油一端与至少一个子蓄能器进油通道的出油一端通过胶管连接并且一一对应，从而能够通入蓄能器内的液压油，子压力控制阀进油通道3121的进油一端可以位于压力控制阀座块312背离流量控制阀座块322的一端的端面上，并具有与外界连接的开口，并且，子压力控制阀进油通道3121的另一端可以与子压力控制阀进油口3111连接并一一对应，其实，每一个子压力控制阀进油通道3121还具有位于压力控制阀座块312侧壁上的一个开口，但是该开口只是为了方便加工内部通道而开设的，因此该开口亦可以用封堵40封住。进一步地，子压力控制阀进油通道3121的个数可以为2～4个，例如，都可以为3个，同时，子压力控制阀进油通道3121在压力控制阀座块312上，可以在周向上均匀分布，例如呈120°均匀分布。另外，即使子压力控制阀进油通道不从压力控制阀座块312背离流量控制阀座块322的一端的端面开设而出也是可以的，能够通入外界的液压油即可。

如图2所示，压力控制阀座块312上还可以设置有至少一个子压力控制阀连接通道3122，流量控制阀座块322上还可以设置有至少一个子流量控制阀连接通道3221，子压力控制阀连接通道3122的一端可以与子压力控制阀顺序口3111连接且一一对应，另一端与子流量控制阀连接通道3221连接且一一对应，子流量控制阀连接通道3221同时还与子流量控制阀进油口连接且一一对应，以使子压力控制阀顺序口3112和子流量控制阀进油口3211相连通。其实，子压力控制阀连接通道3122还具有一个位于压力控制阀座块312 侧壁上的一个开口，但是该开口只是为了方便加工内部通道而开设的，因此该开口亦可以用封堵40封住，子流量控制阀连接通道3221也可以具有一个位于流量控制阀座块322侧壁上的一个开口，但是该开口只是为了方便加工内部通道而开设的，因此该开口亦可以用封堵40封住。进一步地，子压力控制阀连接通道3122和子流量控制阀连接通道3221的个数都可以为2～4个，例如，都可以为3个，并且都可以是围绕着调节单元轴线均匀分布的，例如呈120°均匀分布。

如图2所示，流量控制阀座块322上还可以设置有至少一个子第一排油通道3222，阀块压盖323上还可以设置有至少一个子第二排油通道3231，子第一排油通道3222的一端可以与子流量控制阀出油口3212连接且一一对应，另一端与子第二排油通道3231连接且一一对应，子第二排油通道3231不与子第一排油通道3222连接的一端可以位于阀块压盖323背离流量控制阀座块 322一端的端面上，并且具有开口用于排出液压油。

在本实施例中，子第一排油通道3222与子第二排油通道3231个数都可以为2～4个，例如，都可以为3个，并且子流量控制阀出油口3212、子第一排油通道3222与子第二排油通道3231一一对应，以形成从流量控制阀到外界的排油通道，同时，子第一排油通道3222与子第二排油通道3231都可以是围绕着调节单元轴线均匀分布的，例如呈120°均匀分布。另外，即使子第二排油通道3231不从阀块压盖323背离流量控制阀座块322的一端的端面开设而出也是可以的，能够将液压油排出外界即可。

另外，即使不存在第二排油通道也是可以的，只要第一排油通道一端与流量控制阀排油口连通，另一端将液压油排出外界即可。

由于在阀芯运动的过程中，液压油会不可避免的进入阀内部，压力高了会影响阀的开启，调节单元上还可以开设有至少一个子第一回油通道330，子回油通道与至少一个子压力控制阀排油口3113一一对应并且相互连通，从而能够将阀内的油排出去。如图2所示，子第一回油通道330可以通向压力控制阀座块312背离流量控制阀座块322一端的端面上，并具有出口，也可以通向阀块压盖323背离流量控制阀座块322一端的端面上，并具有出口。进一步地，子回油通道330的个数可以为2～4个，例如3个，并且，子回油通道330可以是围绕着调节单元轴线均匀分布的，例如呈120°均匀分布。子第一回油通道330位于靠近流量控制阀一侧的开口(如图2所示的左端) 可以通入液压油，位于靠近压力控制阀一侧的开口可以与子第二回油通道连接且一一对应，可以是通过胶管连接。其实，每一个子第一回油通道也都可以具有位于压力控制阀座块侧壁上的一个开口，但是该开口只是为了方便加工内部通道而开设的，因此该开口亦可以用封堵40封住。

在本实施例中，如图1所示，每一个设置了内六角螺钉60的位置都需要开一个内置内六角螺钉的安装孔，内六角螺钉60朝向安装孔开口的一侧都依次设置有内六角螺塞80和密封垫70；如图1所示，由于压力控制阀阀芯11 安装在压力控制阀座块12内，所以压力控制阀阀芯11背离流量控制阀的一端，也分别设置有内六角螺塞和密封垫。

在本实施例中，如图3所示，调节装置的外壁上还可以设置有至少一个排气通道90，排气通道90可以为沿着调节装置外壁长度方向延伸的条状槽，进一步地，可以为4～8个，例如6个，同时，至少一个排气通道90靠近阀块压盖的一端都能够与阀块压盖和流量控制阀之间的孔隙连通。并且，至少一个排气通道90在调节装置的外壁上可以是沿周向均匀分布。阀块压盖与流量控制阀之间设置孔隙的目的：流量控制阀下端可以与马达相连，马达中心设置排气通道，且流量控制阀输出液压油通过液压管线与马达连接。为了不让气体冲刷液压管线及马达上端不承受气压，阀块压盖之前的排气通道必须从阀块压盖内经排气中心管排将气体导入马达中心排气通道。

在本实施例中，如图1或图2所示，阀块压盖323上还可以设置有至少一个O型密封圈，进一步地，可以为2～5个，且多个O型密封圈相互平行设置，例如3个，设置密封圈的目的：密封阀块压盖之前排气通道的气体，防止气体进入流量控制阀与马达之间。

综上所述，本发明的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置的优点可包括：由于压力控制阀的外部载荷达到开启压力才会开启，因此能够实现液压油工作系统的预加载，当外部载荷非常大时，压力控制阀始终处于全开状态，也能够避免过大的压力损失，经过压力控制阀和流量控制阀也能够持续输出稳定的压力和流量供给。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (8)

1.一种气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述调节装置包括压力控制阀和流量控制阀，其中，

压力控制阀包括压力控制阀阀芯和压力控制阀座块，压力控制阀阀芯设置在压力控制阀座块内，压力控制阀阀芯包括压力控制阀进油口和压力控制阀顺序口，压力控制阀进油口处于常闭状态并被配置为在受力达到开启阈值后开启，以通入外部液压油；

流量控制阀包括流量控制阀阀芯、流量控制阀座块和阀块压盖，流量控制阀阀芯设置在流量控制阀座块内，流量控制阀阀芯能够调节流入液压油的流量，并包括流量控制阀进油口和流量控制阀出油口，其中，流量控制阀进油口能够接收从压力控制阀顺序口流出的液压油，流量控制阀出油口能够排出调节流量后的液压油；

压力控制阀座块、流量控制阀座块和阀块压盖同轴依次连接，其中，

压力控制阀座块上还设置有与压力控制阀进油口连接的进油通道；

压力控制阀座块上设置有与压力控制阀顺序口连接的第一连接通道，流量控制阀座块上设置有与流量控制阀进油口连接的第二连接通道，第一、第二连接通道相连通；

流量控制阀座块上设置有与流量控制阀出油口连接的第一排油通道，阀块压盖上设置有通向外界的第二排油通道，第一、第二排油通道相连通；或者，流量控制阀座块上设置有与流量控制阀出油口连接的第一排油通道，第一排油通道还通向外界；

所述压力控制阀还包括压力控制阀排油口，所述压力控制阀座块上还设置有与压力控制阀排油口连接的回油通道，回油通道还通向外界；

所述调节装置的外壁上，开设有至少一个沿长度方向延伸的排气通道，同时，至少一个排气通道靠近阀块压盖的一端都能够与阀块压盖和流量控制阀之间的孔隙连通。

2.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述压力控制阀进油口包括至少一个子压力控制阀进油口，子压力控制阀进油口的个数为2～4个，所述进油通道包括至少一个子进油通道，子进油通道的个数为2～4个，子压力控制阀进油口与子进油通道一一对应。

3.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述压力控制阀顺序口包括至少一个子压力控制阀顺序口，子压力控制阀顺序口的个数为2～4个，所述流量控制阀进油口包括至少一个子流量控制阀进油口，子流量控制阀进油口的个数为2～4个，所述第一连接通道包括至少一个子第一连接通道，子第一连接通道的个数为2～4个，所述第二连接通道包括至少一个子第二连接通道，子第二连接通道的个数为2～4个，子压力控制阀顺序口、子第一连接通道、子第二连接通道与子流量控制阀进油口一一对应。

4.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述流量控制阀出油口包括至少一个子流量控制阀出油口，子流量控制阀出油口的个数为2～4个，所述第一排油通道包括至少一个子第一排油通道，子第一排油通道的个数为2～4个，所述第二排油通道包括至少一个子第二排油通道，子第二排油通道的个数为2～4个，子流量控制阀出油口、子第一排油通道与子第二排油通道一一对应，子第二排油通道都通向外界。

5.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述流量控制阀出油口包括至少一个子流量控制阀出油口，子流量控制阀出油口的个数为2～4个，所述第一排油通道包括至少一个子第一排油通道，子第一排油通道的个数为2～4个，子流量控制阀出油口与子第一排油通道一一对应，子第一排油通道都通向外界。

6.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述压力控制阀排油口包括至少一个子压力控制阀排油口，所述子压力控制阀排油口的个数为2～4个，所述回油通道包括至少一个子回油通道，所述子回油通道的个数为2～4个，所述子压力控制阀排油口与所述子回油通道一一对应。

7.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，所述排气通道的个数为4～8个，所述排气通道在调节装置外壁周向上均匀分布。

8.根据权利要求1所述的气体钻井井下动力系统用液压油调节装置，其特征在于，压力控制阀阀芯、流量控制阀阀芯、压力控制阀座块、流量控制阀座块和阀块压盖同轴设置。

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