CN114046139B - 一种井下工具间歇性电源供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下工具间歇性电源供给装置，包括设备短节，设备短节的内侧下部设有限位套，设备短节与限位套之间设有上下滑移的舱盖，设备短节上设有电池舱，电池舱上设有电池槽，电池槽内设有电池组，舱盖的上部设有与电池槽相对的开口，设备短节、舱盖的下端和限位套之间形成复位腔，复位腔内设有位于设备短节与舱盖之间的复位弹簧，复位腔与电池槽连通，限位套的内侧设有阀座，阀座与阀塞密封配合，复位腔连通至阀塞的下方，电池槽位于阀塞的上方。本发明的有益效果：减小井下智能设备供电难度或提高井下智能设备电量利用率，可以避免井下智能设备在长期待机过程中造成的电池电能浪费或减少井下智能设备供电成本。

Description

一种井下工具间歇性电源供给装置

技术领域

本发明属于油气开采工具领域，具体为一种井下工具间歇性电源供给装置。

背景技术

随着现代科技的发展，当今社会对绿色、高效、节能等的越来越重视，国内油气供应不足、开采效率低、开采能源浪费大等问题越来越突出。为顺应时代发展，解决发展困难，油气开采等相应设备同样也应向着高效、节能、智能等方面发展。

为符合时代发展追求，现在石油开采方面智能设备越来越多，如：井下智能滑套等，可以使油气开采更加满足低耗能、智能化、无人化、远程操控等各种要求。但是由于部分井下智能设备需要长期供电以满足设备能在需要时运转。而目前井下供电方法主要为随井安装电缆供电或设备内嵌电池的方法供电。

目前因为井下智能设备供电不便导致井下智能工具应用受限，难以在现场大规模应用。安装电缆，工艺复杂且成本高昂；设备内嵌电池则由于井下温度较高，电池电量难以长时间保存，导致产品使用寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种井下工具间歇性电源供给装置，解决了现有井下设备供电不便的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种井下工具间歇性电源供给装置，包括设备短节，设备短节的内侧下部设有限位套，设备短节与限位套之间设有上下滑移的舱盖，设备短节上设有电池舱，电池舱上设有电池槽，电池槽内设有电池组，舱盖的上部设有与电池槽相对的开口，设备短节、舱盖的下端和限位套之间形成复位腔，复位腔内设有位于设备短节与舱盖之间的复位弹簧，复位腔与电池槽连通，限位套的内侧设有阀座，阀座与阀塞密封配合，复位腔连通至阀塞的下方，电池槽位于阀塞的上方。

进一步的，所述的设备短节的内侧上部设有安装套，设备短节与安装套之间形成安装腔，电池舱位于安装腔内，安装腔内设有位于外侧的舱套，安装腔内活动设有位于内侧的控制片，设备短节、电池舱、舱套和控制片尾端之间形成压力腔，压力腔与外界连通，控制片的前端设有控制弹簧，安装腔内设有位于电池槽处的限位块，限位块的外侧与控制片卡设配合，限位块的内侧设有限位弹簧。

进一步的，所述的设备短节的上端设有设备触点，电池槽内设有槽内触点，槽内触点通过导线与设备触电连接，导线穿过安装套与设备短节之间的间隙。

进一步的，所述的阀座上设有倒圆台状的配合部，阀塞为球状。

进一步的，所述的舱套上设有与压力腔连通的第二控制孔，舱盖上设有与第二控制孔相对的第一控制孔。

进一步的，所述的控制片的尾端与舱套之间设有相互配合的卡阶。

进一步的，所述的电池槽的底部设有出液槽。

进一步的，所述的电池舱上设有磁铁。

进一步的，所述的电池组包括行列排布的单节电池，单节电池的内外表面设有固定片，固定片与单节电池之间通过扎带连接。

进一步的，所述的电池槽通过电池舱、设备短节上的第三控制孔与复位腔连通，复位腔通过限位套、阀座上的第四控制孔与外界连通。

本发明的有益效果：减小井下智能设备供电难度或提高井下智能设备电量利用率，可以避免井下智能设备在长期待机过程中造成的电池电能浪费或减少井下智能设备供电成本。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明电池组结构俯视图。

图3是本发明电池组结构主视图。

图4是本发明操作步骤示意图一。

图5是本发明操作步骤示意图二。

图6是本发明操作步骤示意图三。

图7是本发明操作步骤示意图四。

图8是本发明操作步骤示意图五。

图9是本发明操作步骤示意图六。

图中：1-设备短节，2-安装套，3-安装腔，4-舱盖，5-限位套，6-复位弹簧，7-阀座，8-阀塞，9-第一控制孔，10-第二控制孔，11-电池舱，12-舱套，13-控制片，14-控制弹簧，15-出液槽，16-磁铁，17-电池组，18-第三控制孔，19-第四控制孔，20-限位块，21-限位弹簧，22-复位腔，23-开口，24-电池槽，25-压力腔，26-单节电池，27-固定片，28-扎带，29-设备触点。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

参考图1所示，一种井下工具间歇性电源供给装置，包括设备短节1，设备短节1为圆筒状结构，其内侧设有上、中、下三层台阶，用于其它部件的安装配合。设备短节1的内侧的下台阶固定设有限位套5，限位套为圆筒状，既用于对舱盖4进行夹设导向，又用于安装固定阀座7。

设备短节1与限位套5之间设有上下滑移的舱盖4，舱盖4为圆筒状，由于卡设在设备短节1与限位套5之间，因此舱盖4能够上下自由滑移。设备短节1的内侧上台阶固定有弧形的电池舱11，电池舱11上设有弧形的电池槽24，电池槽24内设有灵活拆装的电池组17，以实现对井下设备的供电。

舱盖4的上部设有与电池槽24相对的开口23，在需要装入或拆下电池组17的时候，需要保证舱盖4上的开口23与电池槽24相对。设备短节1、舱盖4的下端面和限位套5之间形成复位腔22，复位腔22内设有位于设备短节1与舱盖4之间的复位弹簧6，复位弹簧6位于设备短节1的中台阶处，复位弹簧6用于保证电池槽24的常闭。

限位套5的内侧固定设有圆筒状的阀座7，阀座7与阀塞8密封配合，具体的，阀座7上设有倒圆台状的配合部，阀塞8为球状，将阀塞8放置在阀座7的配合部上，可以将阀塞8上下的外界空间隔挡，使得上方的压力逐渐变大。阀塞8可承受的压力有限，在阀塞8上方的压力增加至一定程度时，阀塞8被破坏下落，隔挡作用消失。

电池槽24通过电池舱11、设备短节1上的第三控制孔18与复位腔22的上部连通，复位腔22的下部通过限位套5、阀座7上的第四控制孔19与外界连通，同时保证电池槽24位于阀塞8的上方，复位腔22连通至阀塞8的下方，使得液体在压差的作用下，具有电池槽至复位腔的流向，从而在电池组装入时，具有导向的作用。

电池槽24的底部设有出液槽15，方便液体进行汇聚。电池舱11的背部设有磁铁16，磁铁对电池组17进行磁吸附，同样用于导向。设备短节1的上端设有设备触点29，电池槽24内设有槽内触点，槽内触点通过导线与设备触电连接，导线穿过安装套2与设备短节1之间的间隙，实现向外供电。

设备短节1的内侧上部设有圆筒状的安装套2，设备短节1的上台阶与安装套2之间形成安装腔3。电池舱11固定安装在安装腔3内，安装腔3内固定设有位于外侧的舱套12，安装腔3内活动设有位于内侧的控制片13，舱套12和控制片13均为弧状，控制片13能够相对轴线旋转运动。

设备短节1、电池舱11、舱套12和控制片13尾端之间形成压力腔25，压力腔25与阀塞8上方的外界连通，通过阀塞8上方压力的变化，能够通过压力腔作用在控制片13上，改变控制片13的位置。

控制片13的前端相对电池槽24布置，控制片13的前端与限位块20之间设有控制弹簧14，控制弹簧14保证控制片为常闭状态，即控制片不伸入电池槽24内。安装腔3内设有位于电池槽24处的限位块20，限位块20的外侧与控制片13卡设配合，限位块20的内侧与设备短节1设有限位弹簧21。

限位弹簧21为限位块20提供弹力，保证限位块20对控制片13的卡设，在电池槽24内并未装入电池组17时，控制片13不能伸入电池槽中，当装入电池组17时，电池组17下压限位块20，使得限位块20对控制片13的限位作用消失。控制片13的尾端与舱套12之间设有相互配合的卡阶，通过卡阶对控制片13进行限位，避免控制片13受控制弹簧14的作用偏转过大。

舱套12上设有与压力腔25连通的第二控制孔10，舱盖4上设有与第二控制孔10相对的第一控制孔9，第二控制孔10为圆孔，第一控制孔9为长圆孔，使得在舱盖4上下滑移时，依然保证压力腔与外界连通。

电池组17为弧状，包括行列排布的单节电池26，单节电池26的内外表面设有固定片27，固定片27与单节电池26之间通过扎带28连接，扎带28采用可溶解材料，例如可降解塑料，在控制片13伸入电池槽24将电池组17顶出时，由于扎带28溶解，因此单节电池26散落出去，和阀塞8一并下落。

本发明的操作流程：

参考图4所示，安装电池时，井中投入阀塞(非金属球)，非金属球堵住阀座，使该级智能井下设备与下一级智能井下设备之间产生压力差并不断增大，当压力差足够大时，压力将使舱盖与电池控制片移动，电池舱打开，由于限位片弹起，控制片被限位，无法移动。

参考图5所示，再投入电池，电池舱内部开有出液槽，电池舱下部与阀座之间有第三控制孔与第四控制孔，使钻井液从该级智能井下设备到下一级智能井下设备有导向流动，借助该导向流动与电池的导向作用，以及电池舱内与电池组上磁吸条之间磁吸力完成电池在电池舱内定位。

参考图6所示，继续加压，非金属球破坏，该级智能井下设备与下一级智能井下设备之间压力再次相等。由复位弹簧产生向上的力，舱盖上行，电池舱关闭，电池被舱盖固定，限位块被电池挤压，限位块向设备短节移动，取消控制片位置限定，第三控制孔与第四控制孔被堵住。

参考图7所示，卸载电池时，井中再次投入非金属球堵住阀座，使该级智能井下设备与下一级智能井下设备之间产生压力差并不断增大。当压力差足够大时，压力将克服复位弹簧的力，使舱盖与电池控制片移动，电池舱打开。

参考图8所示，由于第三控制孔与第四控制孔被堵，压力不断增大，液体通过第一控制孔与第二控制孔进入安装套与设备短节之间压力腔。当压力超过控制弹簧提供的力，控制片将移动并挤压电池舱内电池空间，最终将电池组挤出电池舱。由于电池组脱离，限位块弹起。由于各节电池之间用可溶解扎带固定，此时扎带已经溶解，电池散落在限位套中。

参考图9所示，继续加压，非金属球破坏，该级智能井下设备与下一级智能井下设备之间压力相等。由于复位弹簧弹力，舱盖与控制片移动，电池舱关闭，控制片回初始位置。电池随设备中液体下行，电池拆除完成。

前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下工具间歇性电源供给装置，包括设备短节(1)，其特征在于：所述的设备短节(1)的内侧下部设有限位套(5)，设备短节(1)与限位套(5)之间设有上下滑移的舱盖(4)，设备短节(1)上设有电池舱(11)，电池舱(11)上设有电池槽(24)，电池槽(24)内设有电池组(17)，舱盖(4)的上部设有与电池槽(24)相对的开口(23)，设备短节(1)、舱盖(4)的下端和限位套(5)之间形成复位腔(22)，复位腔(22)内设有位于设备短节(1)与舱盖(4)之间的复位弹簧(6)，复位腔(22)与电池槽(24)连通，限位套(5)的内侧设有阀座(7)，阀座(7)与阀塞(8)密封配合，复位腔(22)连通至阀塞(8)的下方，电池槽(24)位于阀塞(8)的上方。

2.根据权利要求1所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的设备短节(1)的内侧上部设有安装套(2)，设备短节(1)与安装套(2)之间形成安装腔(3)，电池舱(11)位于安装腔(3)内，安装腔(3)内设有位于外侧的舱套(12)，安装腔(3)内活动设有位于内侧的控制片(13)，设备短节(1)、电池舱(11)、舱套(12)和控制片(13)尾端之间形成压力腔(25)，压力腔(25)与外界连通，控制片(13)的前端设有控制弹簧(14)，安装腔(3)内设有位于电池槽(24)处的限位块(20)，限位块(20)的外侧与控制片(13)卡设配合，限位块(20)的内侧设有限位弹簧(21)。

3.根据权利要求1或2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的设备短节(1)的上端设有设备触点，电池槽(24)内设有槽内触点，槽内触点通过导线与设备触电连接，导线穿过安装套(2)与设备短节(1)之间的间隙。

4.根据权利要求1或2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的阀座(7)上设有倒圆台状的配合部，阀塞(8)为球状。

5.根据权利要求2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的舱套(12)上设有与压力腔(25)连通的第二控制孔(10)，舱盖(4)上设有与第二控制孔(10)相对的第一控制孔(9)。

6.根据权利要求2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的控制片(13)的尾端与舱套(12)之间设有相互配合的卡阶。

7.根据权利要求1或2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的电池槽(24)的底部设有出液槽(15)。

8.根据权利要求1或2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的电池舱(11)上设有磁铁(16)。

9.根据权利要求2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的电池组(17)包括行列排布的单节电池(26)，单节电池(26)的内外表面设有固定片(27)，固定片(27)与单节电池(26)之间通过扎带(28)连接。

10.根据权利要求2所述的井下工具间歇性电源供给装置，其特征在于：所述的电池槽(24)通过电池舱(11)、设备短节(1)上的第三控制孔(18)与复位腔(22)连通，复位腔(22)通过限位套(5)、阀座(7)上的第四控制孔(19)与外界连通。

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