CN201883973U - 井下双级往复增压器 - Google Patents

Abstract

一种井下双级往复增压器。主要解决现有增压器增压效果差的问题。其特征在于：所述的换向机构包括二位四通阀阀座(1)、二位四通阀换向阀芯(2)、进控制管(3)、回控制管(4)、下密封导套(5)、复位弹簧(6)，为增压机构提供换向功能；所述的增压机构包括上缸体(15)、上大活塞(16)、下大活塞(17)、上活塞杆(18)、下活塞杆(19)、上小活塞(20)、下小活塞(21)、连接体(22)、下缸体(23)、高压套(24)，产生高压液体。该井下双级往复增压器具有增压效果好的特点。

Description

井下双级往复增压器

技术领域

本实用新型涉及油田修井领域膨胀管修井时所用的增压器，尤其是井下双级往复增压器。

背景技术

在油田采油领域，随着油田的发展，地下套管由于各种因素的影响，大量发生套管缩径、破裂、错断等形式的损坏，导致生产管柱无法下至预定位置，因而无法正常生产。为使得此类井恢复生产能力，必须对损坏的套管进行修理。膨胀管加固技术就是一种将钢质小直径管下至套管损坏部位进行修复的技术，利用增压器将低压液体转换为高压液体，通过高压液体压力将膨胀管的内径外径同时扩大，使得其外壁紧贴于套管内壁上，实现修补损坏套管的目的。而现有增压器由于结构原因存在着增压效果差的问题。不利于推广应用。

发明内容

为了解决现有增压器增压效果差的问题。本实用新型提供一种井下双级往复增压器。该井下双级往复增压器具有增压效果好的特点。

本实用新型的技术方案是：该井下双级往复增压器包括换向机构和增压机构。

所述的换向机构包括二位四通阀阀座、二位四通阀换向阀芯、进控制管、回控制管、下密封导套、复位弹簧，为增压机构提供换向功能；

上述的二位四通阀阀座连接在上接头与上缸体之间，内分别有下腔、环形A腔、环形B腔、环形C腔、环形D 腔、环形E 腔、顶腔，环形A腔由旁通管路与环形E 腔和顶腔相连通，环形A腔还有与二位四通阀阀座外部相通的孔，环形B腔由旁通管路与上大活塞上端的上缸体内相通，环形C腔通过进液通道与上接头内相连通，环形D 腔通过调控制管与连接体上端的上缸体内相连通，调控制管在上缸体的壁上；

上述的二位四通阀换向阀芯滑动置于二位四通阀阀座腔内，二位四通阀换向阀芯上对应环形A腔、环形C腔、环形E 腔有与其相配的环形凸台；

上述的进控制管在上缸体和下缸体的壁上，上端与进液通道相连通，下端与保压腔上端相连通；；

上述的回控制管在上缸体和下缸体的壁上，上端与下腔相连通，下端与保压腔下端相连通；

上述的下密封导套固定在下大活塞内的下部；

上述的复位弹簧连接在二位四通阀换向阀芯的上端。

所述的增压机构包括上缸体、上大活塞、下大活塞、上活塞杆、下活塞杆、上小活塞、下小活塞、连接体、下缸体、高压套，产生高压液体；

上述的上缸体连接在二位四通阀阀座的下端；

上述的下缸体通过连接体连接在上缸体的下端，下端连接有下接头，高压套上端的下缸体壁上有与外部相通的呼吸孔和往复运动孔；

上述的高压套置于下缸体内的下部，高压套通过密封连接体与下接头相连接，高压套的上端内滑动置有密封压盖，高压套内的密封连接套上端及密封压盖的下端分别连接高压单流阀，高压套内通过密封压盖、密封连接套和高压单流阀密闭形成高压腔；

上述的上大活塞滑动置于上缸体内，并将上缸体内分隔成上、下密封腔；

上述的下大活塞滑动置于下缸体内，并将下缸体内分隔成上、下密封腔，下大活塞的壁上有与其内外部相通的进液孔，下大活塞上下端通过密封圈形成密闭的保压腔；

上述的上活塞杆为空芯杆，并且上下端分别与上大活塞和上小活塞相连；

上述的下活塞杆为空芯杆，并且上下端分别与下小活塞和密封压盖相连，密封压盖滑动置于高压套内，高压套下端通过密封连接套与下接头相连接；

上述的上小活塞连接在下大活塞的上端，上小活塞的壁上有与其内外部相通的导液孔；

上述的下小活塞连接在下大活塞的下端，下大活塞内的下小活塞与上小活塞之间连接有密封支撑杆，密封支撑杆为空芯杆，下小活塞的壁上有与密封支杆内和下小活塞外部相通的回液孔，下小活塞上端的下密封导套下端套有蓄能弹簧，上大活塞上端的上缸体内由上大活塞、上活塞杆、上小活塞、密封支杆、下小活塞、下活塞杆、密封压盖和高压单流阀与高压腔相连通。

上述方案中的密封支撑杆上端通过上密封导套固定在下大活塞内；上大活塞外和下大活塞外分别有密封圈。

本实用新型具有如下有益效果：该井下双级往复增压器首先由于采用二位四通阀、进控制管、回控制管，为增压机构提供换向功能结构；上大活塞、下大活塞、上小活塞、下小活塞增压结构；高压套和高压单流阀蓄能结构。由二位四通阀控制上大活塞、下大活塞、上小活塞、下小活塞上下往复运动，利用大活塞与小活塞增截面差原理增压，再利用高压单流阀控制在高压套蓄能，为膨胀管提供高压液体。为井下提供地面泵压5倍的连续高压液体。该井下增压器地面打压只需普通泵即可，省去了高压泵，避免了危险，提高了施工安全性，同时省去运送专用外加大油管，减少了工人两次起下单根的工序，节省了大量费用，提高了施工效率。所以说该井下双级往复增压器具有增压效果好的特点。

附图说明：

附图1是本实用新型上半部的结构示意图。

附图2是本实用新型下半部的结构示意图。

附图3是图1上半部的结构示意图。

附图4是图1下半部的结构示意图。

图中1-二位四通阀阀座，2-二位四通阀换向阀芯，3-进控制管，4-回控制管，5-下密封导套，6-复位弹簧，7-下腔，8-环形A腔，9-环形B腔，10-环形C腔，11-环形D 腔，12-环形E 腔，13-顶腔，14-进液通道，15-上缸体，16-上大活塞，17-下大活塞，18-上活塞杆，19-下活塞杆，20-上小活塞，21-下小活塞，22-连接体，23-下缸体，24-高压套，25-呼吸孔，26-往复运动孔，27-密封压盖，28-高压单流阀，29-密封支撑杆，30-蓄能弹簧，31-上密封导套，32-进液孔，33-导液孔，34-回液孔，35-高压腔，36-保压腔。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该井下双级往复增压器包括换向机构和增压机构。

所述的换向机构包括二位四通阀阀座1、二位四通阀换向阀芯2、进控制管3 、回控制管4、下密封导套5、复位弹簧6，为增压机构提供换向功能。

上述的二位四通阀阀座1连接在上接头与上缸体之间，内分别有下腔7、环形A腔8、环形B腔9、环形C腔10、环形D 腔11、环形E 腔12、顶腔13，环形A腔8由旁通管路与环形E 腔12和顶腔13相连通，环形A腔8还有与二位四通阀阀座1外部相通的孔，环形B腔9由旁通管路与上大活塞16上端的上缸体15内相通，环形C腔10通过进液通道14与上接头内相连通，环形D 腔11通过调控制管与连接体22上端的上缸体15内相连通，调控制管在上缸体3的壁上；

上述的二位四通阀换向阀芯2滑动置于二位四通阀阀座1腔内，二位四通阀换向阀芯2上对应环形A腔8、环形C腔10、环形E 腔12有与其相配的环形凸台；

上述的进控制管(3)在上缸体15和下缸体23的壁上，上端与进液通道14相连通，下端与保压腔36上端相连通；

上述的回控制管4在上缸体15和下缸体23的壁上，上端与下腔7相连通，下端与保压腔36下端相连通；

上述的下密封导套5固定在下大活塞17内的下部；

上述的复位弹簧6连接在二位四通阀换向阀芯2的上端。

所述的增压机构包括上缸体15、上大活塞16、下大活塞17、上活塞杆18、下活塞杆19、上小活塞20、下小活塞21、连接体22、下缸体23、高压套24，产生高压液体；

上述的上缸体15连接在二位四通阀阀座1的下端；

上述的下缸体23通过连接体22连接在上缸体15的下端，下端连接有下接头，高压套24上端的下缸体23壁上有与外部相通的呼吸孔25和往复运动孔26；

上述的高压套24置于下缸体23内的下部，高压套24通过密封连接体与下接头相连接，高压套24的上端内滑动置有密封压盖27，高压套24内的密封连接套上端及密封压盖27的下端分别连接高压单流阀28，高压套24内通过密封压盖27、密封连接套和高压单流阀28密闭形成高压腔35；

上述的上大活塞16滑动置于上缸体15内，并将上缸体15内分隔成上、下密封腔，上大活塞(16)外有密封圈；

上述的下大活塞17滑动置于下缸体23内，并将下缸体23内分隔成上、下密封腔，下大活塞17的壁上有与其内外部相通的进液孔32，下大活塞(17)外有密封圈；

上述的上活塞杆18为空芯杆，并且上下端分别与上大活塞16和上小活塞20相连；

上述的下活塞杆19为空芯杆，并且上下端分别与下小活塞21和密封压盖27相连，密封压盖27滑动置于高压套24内，高压套24下端通过密封连接套与下接头相连接，下大活塞17上下端通过密封圈形成密闭的保压腔36；

上述的上小活塞20连接在下大活塞17的上端，上小活塞20的壁上有与其内外部相通的导液孔33；

上述的下小活塞21连接在下大活塞17的下端，下大活塞17内的下小活塞21与上小活塞20之间连接有密封支撑杆29，密封支撑杆29为空芯杆，密封支撑杆29上端通过上密封导套31固定在下大活塞17内，密封支撑杆29下端与下小活塞21相连接，下小活塞21的壁上有与密封支杆29内和下小活塞21外部相通的回液孔34，下小活塞21上端的下密封导套5下端套有蓄能弹簧30，上大活塞16上端的上缸体15内由上大活塞16、上活塞杆18、上小活塞20、密封支杆29、下小活塞21、下活塞杆19、密封压盖27和高压单流阀28与高压腔35内相连通。

工作原理：

换向原理：二位四通阀换向阀芯2在复位弹簧6的作用下处于下端，地面压力液由进液通道14、进控制管3进入下缸体23与下大活塞17之间的密闭环腔内，再由进液孔32进入密封支撑杆29与下大活塞17之间的密闭环腔内蓄能，在压力漏失时，为二位四通阀换向阀芯2提供保压弥补功能，进入保压腔36内压力液再由回控制管4进入到下腔7内，推动二位四通阀换向阀芯2上行完成换向。当下小活塞21通过往复运动孔26后，回控制管4与往复运动孔26连通，下腔7内压力液排出，二位四通阀换向阀芯2在复位弹簧6的作用下到达下端，完成复位。

增压原理：

1、增压过程：当换向阀换向后，环形C腔10与环形B腔9相通，环形D 腔11与环形E 腔12连通。来压力液通过环形C腔10、环形B腔9进入上大活塞16上端腔内，同时通过上活塞杆18内、导液孔33进入下大活塞17上端腔内、通过密封支撑杆29内、下活塞杆19内、高压单流阀28进入高压腔35；来液在上大活塞16、上密封导套31产生的压力大于在下大活塞17上产生的压力，上大活塞16、下大活塞17、上活塞杆18、上密封导套31、密封支撑杆29、下小活塞21、下活塞杆19、密封压盖27、高压单流阀28下行，压缩高压腔35内液体产生的高压通过高压单流阀28排出增压器；同时上大活塞16下端上活塞杆18与上缸体15之间腔内压力液通过调控制管、环形D 腔11、环形E 腔12、环形A腔8与二位四通阀阀座1外部相通的孔排出，下缸体23与下活塞杆19之间腔内压力液通过往复运动孔26排出。

2：活塞复位过程：当活塞运动到下端时，换向阀复位后，环形C腔10与环形D 腔11连通，环形A腔8与环形B腔9连通。来压力液通过环形C腔10、环形D 腔11、调控制管进入上大活塞16下端上活塞杆18与上缸体15之间腔内，作用在上大活塞16下端面压力使上大活塞16、下大活塞17、上活塞杆18、上密封导套31、密封支撑杆29、下小活塞21、下活塞杆19、密封压盖27、高压单流阀28上行。下大活塞17上端腔内压力液通过导液孔33、上活塞杆18进入上大活塞16上端腔内，上大活塞16上端腔内压力液通过环形B腔9、环形A腔8、环形A腔8与二位四通阀阀座1外部相通的孔排出，环境介质通过呼吸孔25进入下缸体23与下活塞杆19之间腔。

储能原理：增压过程中来压力液进入下缸体23与下大活塞17之间的密闭环腔内压缩蓄能弹簧30，产生蓄能作用，当换向阀换向、大活塞17下行后进控制管3与进液孔32不连通，下腔7内压力液由于压力作用下产生漏失，此时下腔7、回控制管4和密闭环腔内压力降低，蓄能弹簧30储存的弹力释放，压缩下腔7、回控制管4和密闭环腔内压力液，保持压力，保证换向阀芯位于上端。回液孔34功能是在蓄能弹簧30往复运动时为蓄能弹簧30周围空间进出液体提供呼吸通道。

Claims (3)

1.一种井下双级往复增压器，包括换向机构和增压机构，其特征在于：

所述的换向机构包括二位四通阀阀座(1)、二位四通阀换向阀芯(2)、进控制管(3) 、回控制管(4)、下密封导套(5)、复位弹簧(6)，为增压机构提供换向功能；

上述的二位四通阀阀座(1)连接在上接头与上缸体之间，内分别有下腔(7)、环形A腔(8)、环形B腔(9)、环形C腔(10)、环形D 腔(11)、环形E 腔(12)、顶腔(13)，环形A腔(8)由旁通管路与环形E 腔(12)和顶腔(13)相连通，环形A腔(8)还有与二位四通阀阀座(1)外部相通的孔，环形B腔(9)由旁通管路与上大活塞(16)上端的上缸体(15)内相通，环形C腔(10)通过进液通道(14)与上接头内相连通，环形D 腔(11)通过调控制管与上缸体(15)内相连通，调控制管在上缸体(3)的壁上；

上述的二位四通阀换向阀芯(2)滑动置于二位四通阀阀座(1)腔内，二位四通阀换向阀芯(2)上对应环形A腔(8)、环形C腔(10)、环形E 腔(12)有与其相配的环形凸台；

上述的进控制管(3)在上缸体(15)和下缸体(23)的壁上，上端与进液通道(14)相连通，下端与保压腔(36)上端相连通；

上述的回控制管(4)在上缸体(15)和下缸体(23)的壁上，上端与下腔(7)相连通，下端与保压腔(36)下端相连通；

上述的下密封导套(5)固定在下大活塞(17)内的下部；

上述的复位弹簧(6)连接在二位四通阀换向阀芯(2)的上端； 

所述的增压机构包括上缸体(15)、上大活塞(16)、下大活塞(17)、上活塞杆(18)、下活塞杆(19)、上小活塞(20)、下小活塞(21)、连接体(22)、下缸体(23)、高压套(24)，产生高压液体；

上述的上缸体(15)连接在二位四通阀阀座(1)的下端；

上述的下缸体(23)通过连接体(22)连接在上缸体(15)的下端，下端连接有下接头，高压套(24)上端的下缸体(23)壁上有与外部相通的呼吸孔(25)和往复运动孔(26)；

上述的高压套(24)置于下缸体(23)内的下部，高压套(24)通过密封连接体与下接头相连接，高压套(24)的上端内滑动置有密封压盖(27)，高压套(24)内的密封连接套上端及密封压盖(27)的下端分别连接高压单流阀(28)，高压套(24)内通过密封压盖(27)、密封连接套和高压单流阀(28)密闭形成高压腔(35)；

上述的上大活塞(16)滑动置于上缸体(15)内，并将上缸体(15)内分隔成上、下密封腔；

上述的下大活塞(17)滑动置于下缸体(23)内，并将下缸体(23)内分隔成上、下密封腔，下大活塞(17)的壁上有与其内外部相通的进液孔(32)，下大活塞(17)上下端通过密封圈形成密闭的保压腔(36)；

上述的上活塞杆(18)为空芯杆，并且上下端分别与上大活塞(16)和上小活塞(20)相连；

上述的下活塞杆(19)为空芯杆，并且上下端分别与下小活塞(21)和密封压盖(27)相连，密封压盖(27)滑动置于高压套(24)内，高压套(24)下端通过密封连接套与下接头相连接；

上述的上小活塞(20)连接在下大活塞(17)的上端，上小活塞(20)的壁上有与其内外部相通的导液孔(33)；

上述的下小活塞(21)连接在下大活塞(17)的下端，下大活塞(17)内的下小活塞(21)与上小活塞(20)之间连接有密封支撑杆(29)，密封支撑杆(29)为空芯杆，下小活塞(21)的壁上有与密封支杆(29)内和下小活塞(21)外部相通的回液孔(34)，下小活塞(21)上端的下密封导套(5)下端套有蓄能弹簧(30)，上大活塞(16)上端的上缸体(15)内由上大活塞(16)、上活塞杆(18)、上小活塞(20)、密封支杆(29)、下小活塞(21)、下活塞杆(19)、密封压盖(27)和高压单流阀(28)与高压腔(35)相连通。

2.根据权利要求1所述的井下双级往复增压器，其特征在于：密封支撑杆(29)上端通过上密封导套(31)固定在下大活塞(17)内。

3.根据权利要求1所述的井下双级往复增压器，其特征在于：上大活塞(16)外和下大活塞(17)外分别有密封圈。

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