CN115978044A - 一种两级压力平衡井下液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两级压力平衡井下液压驱动装置。主要解决现有的液压驱动装置在井下承受高压后易造成装置泄漏的问题。其特征在于：所述外壳（1）上部设有环形储油腔（7），环形储油腔（7）外部设有隔离皮囊（4），外壳（1）中部设有液压缸（13），液压缸（13）与环形储油腔（7）之间通过输油管（8）相连，液压缸（13）下部通过进出油管（16）与储油腔（17）相通，储油腔（17）下部为动作模块（18）；所述液压缸（13）中的上活塞杆（10）上端连接驱动模块（6）。该两级压力平衡井下液压驱动装置可以适应井下的高压环境，结构简单，工作可靠。

Description

一种两级压力平衡井下液压驱动装置

技术领域

本发明涉及油田领域，具体说是一种两级压力平衡井下液压驱动装置。

背景技术

油田开发的后期，陆上浅层部分已慢慢开发殆尽，石油的开采已逐渐聚焦到深井上。液压驱动装置因其结构简单、工作可靠，被应用于井下测井仪器中，但目前所使用的液压驱动装置多在地面使用，外部压力为大气压强，而井下环境复杂，在井下工作的测井仪器要承受井下的高压，会造成液压驱动装置泄漏、不能正常工作等问题。

发明内容

为了克服现有的液压驱动装置在井下承受高压后易造成装置泄漏的不足，本发明提供一种两级压力平衡井下液压驱动装置，该两级压力平衡井下液压驱动装置可以适应井下的高压环境，结构简单，工作可靠。

本发明的技术方案是：一种两级压力平衡井下液压驱动装置，包括外壳，所述外壳上部设有环形储油腔，环形储油腔外部设有隔离皮囊，外壳中部设有液压缸，液压缸与环形储油腔之间通过输油管相连，液压缸下部通过进出油管与储油腔相通，储油腔下部为动作模块；所述液压缸中的上活塞杆上端连接驱动模块。

所述液压缸内设有活塞，活塞上部连接有上活塞杆，下部连接有下活塞杆，上活塞杆穿过缸盖后与驱动模块相连，下活塞杆连接在缸底上；所述活塞上开有轴向的通孔，通孔上连接有注油活塞。

所述隔离皮囊外部设有套筒，且套筒上对应环形储油腔处开有若干个通孔。

所述外壳内部为中心通道，外壳上部与中心通道之间设有注油密封塞，环形储油腔与中心通道相连处开有进出油口，所述输油管上端与进出油口相通。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该装置增加了一级外界压力平衡系统，采用两级压力平衡系统，使液压驱动装置可工作在井下的高压环境，结构简单、工作可靠，具有很好的推广使用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中1-外壳，2-通孔，3-注油密封塞，4-隔离皮囊，5-进出油口，6-驱动模块，7-环形储油腔，8-输油管，9-缸盖，10-上活塞杆，11-注油密封塞，12-活塞，13-液压缸，14-下活塞杆，15-缸底，16-进出油管，17-储油腔，18-动作模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种两级压力平衡井下液压驱动装置，包括外壳1，所述外壳1上部设有环形储油腔7，环形储油腔7外部设有隔离皮囊4，隔离皮囊4外部设有套筒，且套筒上对应环形储油腔7处开有若干个通孔2。所述外壳1内部为中心通道，外壳1上部与中心通道之间设有注油密封塞3，环形储油腔7与中心通道相连处开有进出油口5。外壳1的中心通道内设有驱动模块6，驱动模块6外表面与外壳1内壁之间也形成一个环形腔体，环形腔体上下两侧的驱动模块6与外壳1内壁之间均设有密封圈，所述进出油口5与环形腔体相通。

所述外壳1中部设有液压缸13，液压缸13的缸盖9上连接有输油管8，输油管8上端穿过驱动模块6后与进出油口5相通，即驱动模块6与环形储油腔7相通。所述液压缸13内设有活塞12，活塞12上部连接有上活塞杆10，下部连接有下活塞杆14，上活塞杆10穿过缸盖9后与驱动模块6相连，下活塞杆14连接在缸底15上；所述活塞12上开有轴向的通孔，通孔上连接有注油密封塞11。缸底15上连接有进出油管16，液压缸13通过进出油管16与储油腔17相通，储油腔17下部为动作模块18，动作模块18与外壳1之间设有密封圈，为与外界环境连通的区域。

在工作时，由于隔离皮囊4包裹在环形储油腔7外侧，井下压力通过通孔2压迫隔离皮囊4，使得环形储油腔7中的液压油通过输油管8进入液压缸13中，活塞12上部受到井下压力的作用，与动作模块18连通的储油腔17也同时受井下压力作用，储油腔17与液压缸13相连通，使得装置内部形成一个通压环境，内部压力与外部压力相平衡，消除外界压力对装置的影响，构成了一级压力平衡。

同时，活塞12两侧设有上活塞杆10、下活塞杆14，且二者外径相等，使得活塞12两侧受力平等，构成了二级压力平衡。

驱动装置6向下移动时，通过上活塞杆10、活塞12带动下活塞杆14伸出，下活塞杆14穿过缸底15，液压缸13中的液压油通过进出油口16推入储油腔17中，储油腔17中液压油推动动作模块18移出。

驱动装置6向上移动时，通过上活塞杆10、活塞12带动下活塞杆14回缩，由于井下压力作用将推动动作模块18移动回原来的位置。

本发明平衡压力的计算方法为：

步骤一、环形储油腔中液压油被井下压力推入液压缸，使得活塞移动，此时产生的压力变化计算方法如下：

ΔP = - K；

式中，K为液压油体积弹性模量，ΔV为压力下体积的变化，V为压力下总体积。石油基液压油体积弹性模量为（1.4~2）×10³MPa，通过平衡活塞的移动，使得液压驱动装置内压力与井下压力相等，达到一级压力平衡。

步骤二、计算活塞两测受压。根据压力计算公式：

F₁=P·S₁，F₂=P·S₂；

式中，F为压力，P为压强，S为作用面积。因作用面积S₁ = S₂，故F₁ = F₂，活塞两端压力平衡，达到二级压力平衡。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种两级压力平衡井下液压驱动装置，包括外壳（1），其特征在于：所述外壳（1）上部设有环形储油腔（7），环形储油腔（7）外部设有隔离皮囊（4），外壳（1）中部设有液压缸（13），液压缸（13）与环形储油腔（7）之间通过输油管（8）相连，液压缸（13）下部通过进出油管（16）与储油腔（17）相通，储油腔（17）下部为动作模块（18）；所述液压缸（13）中的上活塞杆（10）上端连接驱动模块（6）。

2.根据权利要求1所述的两级压力平衡井下液压驱动装置，其特征在于：所述液压缸（13）内设有活塞（12），活塞（12）上部连接有上活塞杆（10），下部连接有下活塞杆（14），上活塞杆（10）穿过缸盖（9）后与驱动模块（6）相连，下活塞杆（14）连接在缸底（15）上；所述活塞（12）上开有轴向的通孔，通孔上连接有注油密封塞（11）。

3.根据权利要求2所述的两级压力平衡井下液压驱动装置，其特征在于：所述隔离皮囊（4）外部设有套筒，且套筒上对应环形储油腔（7）处开有若干个通孔（2）。

4.根据权利要求3所述的两级压力平衡井下液压驱动装置，其特征在于：所述外壳（1）内部为中心通道，外壳（1）上部与中心通道之间设有注油密封塞，环形储油腔（7）与中心通道相连处开有进出油口（5），所述输油管（8）上端与进出油口（5）相通。

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