CN204402460U - 测井仪器液压系统内外压力平衡装置 - Google Patents

Abstract

一种测井仪器液压系统内外压力平衡装置，它设在测井仪器中段，包括与测井仪器外壳衔接为一体的第一平衡节外管和第二平衡节外管，以及与第一、二平衡节外管同轴布置用于电子元件走线的第一、二平衡节内管；第一平衡节内管上套装有平衡节密封滑块，平衡节密封滑块将第一平衡节外管内腔分隔成独立的第一、二液压油腔；第二平衡节内管外周包裹有用于充装系统液压油的柔性皮囊，第二平衡节外管外壁上设有连通外部油水混合液的进液孔。本设计在测井仪器内部液压回路中设平衡节密封滑块，实现了柔性皮囊内部液压油与液压系统内液压油的动态密封，杜绝了由于柔性皮囊破损导致油水混合物进入到液压系统的现象，为测井仪器长时间稳定工作提供保障。

Description

测井仪器液压系统内外压力平衡装置

技术领域

本实用新型涉及石油勘探领域的测井设备，具体地指一种测井仪器液压系统内外压力平衡装置。

背景技术

当测井仪器在油井下方的勘测过程中，测井仪器承受的外部压力会随深度的增加而增加，测井仪器内部的液压油和外部的油水混合物会产生压强差异，需要通过压力平衡装置来均衡内外部的液压。通常，测井仪器都设置有压力平衡节，压力平衡节内一般采用皮囊密封或是活塞式动态密封来缓冲内外的压强差。

现有的压力平衡装置存在以下缺陷：

当采用皮囊密封缓冲压力时，由于皮囊通常采用橡胶皮囊，其耐压较小、恢复力差、容易破裂，且皮囊内部液压油与测井仪器液压系统内的液压油是连通的，一旦压力平衡装置中的橡胶皮囊破裂，油井中的油水混合物将会通过皮囊进入液压系统，油水混合物比较浑浊，并伴有沙粒，对液压系统的正常工作会造成严重影响；基于上述因素，致使测井仪器在下井几次后就需要更换皮囊，否则一旦皮囊破裂，油水混合物进入液压系统，会影响整个液压系统的性能，大大增加了仪器的维护成本。

若压力平衡装置采用活塞式动态密封来缓冲内外的压强差，活塞上与平衡节管道管壁间的O型密封圈反复磨损，且长期承受了较大的压力，损耗很快，使用寿命短，同样导致了较高的维护成本。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种在油田井下复杂环境中能够长时间正常工作的测井仪器液压系统内外压力平衡装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，设置在轴向延伸的测井仪器中段，其特殊之处在于：它包括与测井仪器外壳衔接为一体的第一平衡节外管和第二平衡节外管，以及与第一平衡节外管和第二平衡节外管同轴布置用于电子元件走线的第一平衡节内管和第二平衡节内管；

所述第一平衡节外管的一端通过第一平衡节接头与测井仪器的液压节接头相连，所述第一平衡节外管的另一端依次通过第二平衡节接头和第三平衡节接头与第二平衡节外管的一端相连，所述第二平衡节外管的另一端通过第四平衡节接头与测井仪器的电子节接头相连；

所述第一平衡节内管的一端外壁通过平衡节转接头支撑在第一平衡节接头上，所述第一平衡节内管的另一端外壁支撑在第二平衡节接头上；所述第二平衡节内管的一端外壁支撑在第三平衡节接头上，所述第二平衡节内管的另一端外壁支撑在第四平衡节接头上；

所述第一平衡节内管的一端管口通过第一平衡节接头内腔与液压节接头上的接线柱相对应，所述第一平衡节内管的另一端管口通过相配合的第一插头和第一插座与第二平衡节内管的一端管口相连通，所述第一插头和第一插座设置在第二平衡节接头和第三平衡节接头内腔中；所述第二平衡节内管的另一端管口通过相配合的第二插头和第二插座与电子节接头的走线腔相连通，所述第二插头和第二插座设置在第四平衡节接头和电子节接头内腔中；

所述第一平衡节外管内腔中的第一平衡节内管上套装有平衡节密封滑块，所述平衡节密封滑块将第一平衡节外管内腔分隔成相互独立的第一液压油腔和第二液压油腔；所述第二平衡节外管内腔中的第二平衡节内管外周包裹有用于充装系统液压油的柔性皮囊，所述第二平衡节外管外壁上分布有用于连通外部油水混合液的进液孔；

所述第一液压油腔通过开设在第一平衡节接头内的第一液压油孔与液压节接头的内腔相连通，所述液压节接头的外壁上设置有与其内腔相通的第一注油口，所述第一注油口上设置有第一密封螺钉；所述第二液压油腔依次通过开设在第二平衡节接头和第三平衡节接头内的第二液压油孔和第三液压油孔与柔性皮囊的一端相连通，所述柔性皮囊的另一端通过开设在第四平衡节接头内的第四液压油孔与设置在第四平衡节接头外壁上的第二注油口相连通，所述第二注油口上设置有第二密封螺钉。

进一步地，所述第二平衡节接头或第三平衡节接头的外壁上设置有与第二液压油孔或第三液压油孔相连通的排气口，所述排气口上设置有排气口密封螺钉。这样，当通过第二注油口注油时，在油腔及油孔内形成液体流向，便于注油以及排出腔内多余空气。

进一步地，所述柔性皮囊两端设置有皮囊套头，所述皮囊套头具有外螺纹段和外圆柱段，所述外螺纹段与柔性皮囊的端部内螺纹拧紧密封配合，所述外圆柱段与台阶形固定套的小内径圆柱面嵌置锁紧配合，所述台阶形固定套的大内径圆柱面与柔性皮囊的端部外壁嵌置锁紧配合，所述台阶形固定套的外壁嵌置在第二平衡节外管中。这样，可以保证柔性皮囊两端与接头的密封连接，防止外部液体渗入液压系统。

进一步地，所述柔性皮囊为氟橡胶皮囊。由于氟橡胶具有形变量大、密封效果稳定可靠、回复能力强等优点，因此，采用该材料制成的柔性皮囊可具有密封效果稳定可靠、回复能力强等特点，适合长时间井下作业要求。

进一步地，所有连接部件之间均采用一道或一道以上的密封圈密封连接，所述密封圈为O型密封圈和/或Y型密封圈。由于Y形截面的密封圈具有良好的预变形性能和迂回阻水性能，可以有效抵抗油水混合物冲击；这样，在井下长时间作业过程中，可以防止外部的油水混合物渗入液压系统，保证系统的稳定工作。

本实用新型的优点在于：本实用新型所设计的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，采用两种压力平衡方式，即皮囊缓冲和活塞式密封滑块的动态密封。采用的氟橡胶皮囊具有形变量大、密封效果稳定可靠、回复能力强等优点；并且首次在皮囊内部液压回路中设置密封滑块，实现了皮囊内部液压油与液压系统内液压油的动态密封，杜绝了由于皮囊破损导致的油水混合物进入到液压系统，进而导致测井仪器故障的现象，为测井仪器长时间稳定可靠地工作提供了保障。

附图说明

图1为一种测井仪器液压系统内外压力平衡装置的结构示意图。

图2为图1中Y处局部放大结构示意图。

图3为图1中Z处局部放大结构示意图。

图中：第二密封螺钉1；第四平衡节接头2(其中：第四液压油孔2a、第二注油口2b)；第二平衡节外管3(其中进液孔3a)；台阶形固定套4(其中：小内径圆柱面4a、大内径圆柱面4b)；第二平衡节内管5；皮囊套头6(其中：外螺纹段6a、外圆柱段6b)；柔性皮囊7；第三平衡节接头8(其中：第三液压油孔8a)；第二平衡节接头9(其中：第二液压油孔9a)；排气口密封螺钉10；平衡节密封滑块11；第一平衡节外管12；第一平衡节内管13；平衡节转接头14；第一平衡节接头15(其中：第一液压油孔15a)；液压节接头16(其中：第一注油口16a)；第一密封螺钉17；电子节接头18；第一插头19；第一插座20；第二插头21；第二插座22；排气口23；第一液压油腔A；第二液压油腔B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1～3中所示的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，其设置在轴向延伸的测井仪器中段，它包括与测井仪器外壳衔接为一体的第一平衡节外管12和第二平衡节外管3，以及与第一平衡节外管12和第二平衡节外管3同轴布置用于电子元件走线的第一平衡节内管13和第二平衡节内管5；

第一平衡节外管12的一端通过第一平衡节接头15与测井仪器的液压节接头16相连，第一平衡节外管12的另一端依次通过第二平衡节接头9和第三平衡节接头8与第二平衡节外管3的一端相连，第二平衡节外管3的另一端通过第四平衡节接头2与测井仪器的电子节接头18相连；

第一平衡节内管13的一端外壁通过平衡节转接头14支撑在第一平衡节接头15上，第一平衡节内管13的另一端外壁支撑在第二平衡节接头9上；第二平衡节内管5的一端外壁支撑在第三平衡节接头8上，第二平衡节内管5的另一端外壁支撑在第四平衡节接头2上；

第一平衡节内管13的一端管口通过第一平衡节接头15内腔与液压节接头16上的接线柱相对应，第一平衡节内管13的另一端管口通过相配合的第一插头19和第一插座20与第二平衡节内管5的一端管口相连通，第一插头19和第一插座20设置在第二平衡节接头9和第三平衡节接头8内腔中；第二平衡节内管5的另一端管口通过相配合的第二插头21和第二插座22与电子节接头18的走线腔相连通，第二插头21和第二插座22设置在第四平衡节接头2和电子节接头18内腔中；

第一平衡节外管12内腔中的第一平衡节内管13上套装有平衡节密封滑块11，平衡节密封滑块11将第一平衡节外管12内腔分隔成相互独立的第一液压油腔A和第二液压油腔B；第二平衡节外管3内腔中的第二平衡节内管5外周包裹有用于充装系统液压油的柔性皮囊7，柔性皮囊7采用氟橡胶皮囊；柔性皮囊7两端设置有皮囊套头6，皮囊套头6具有外螺纹段6a和外圆柱段6b，外螺纹段6a与柔性皮囊7的端部内螺纹拧紧密封配合，外圆柱段6b与台阶形固定套4的小内径圆柱面4a嵌置锁紧配合，台阶形固定套4的大内径圆柱面4b与柔性皮囊7的端部外壁嵌置锁紧配合，台阶形固定套4的外壁嵌置在第二平衡节外管3中。

第一液压油腔A通过开设在第一平衡节接头15内的第一液压油孔15a与液压节接头16的内腔相连通，液压节接头16的外壁上设置有与其内腔相通的第一注油口16a，第一注油口16a上设置有第一密封螺钉17；第二液压油腔B依次通过开设在第二平衡节接头9和第三平衡节接头8内的第二液压油孔9a和第三液压油孔8a与柔性皮囊7的一端相连通，柔性皮囊7的另一端通过开设在第四平衡节接头2内的第四液压油孔2a与设置在第四平衡节接头2外壁上的第二注油口2b相连通，第二注油口2b上设置有第二密封螺钉1。第二平衡节接头9或第三平衡节接头8的外壁上设置有与第二液压油孔9a或第三液压油孔8a相连通的排气口23，排气口23上设置有排气口密封螺钉10。第二平衡节外管3外壁上分布有用于连通外部油水混合液的进液孔3a，便于井下作业时，外部油水混合液所产生压力通过进液孔3a作用在柔性皮囊7上，以平衡内外部液压压差；所有连接部件之间均采用一道或一道以上的密封圈密封连接，密封圈为O型密封圈和/或Y型密封圈。

在测井仪器下井前分两步灌入液压油：

第一步，先将第二密封螺钉1拧下，向第二密封螺钉1处的第二注油口2b注入液压油，液压油通过第四平衡节接头2，流入柔性皮囊7，直至平衡节密封滑块11的端面，再将第二密封螺钉1拧紧。在此过程中，还需将设置在第二平衡节接头9外壁上的排气口23打开，排出柔性皮囊7内多余空气，当液压油灌至排气口23处时拧紧排气口密封螺钉10；

第二步，先将液压节接头16外壁上第一注油口16a处的第一密封螺钉17拧下，通过第一注油口16a注入液压油，直到把整个液压系统以及第一液压油腔A的注满，将第一密封螺钉17拧紧。

测井仪器在油井中下沉过程中，随着深度增加，作用在柔性皮囊7上的压力会越来越大，由于柔性皮囊7具有良好的收缩性，在外部压力未达到柔性皮囊7极限承压的情况下，柔性皮囊7内外压力会保持平衡；同时柔性皮囊7发生收缩形变，通过其内的液压油挤压平衡节密封滑块11，进而使平衡节密封滑块11在第一平衡节内管13上向第一液压油腔A方向滑动，压缩第一液压油腔A内的液压油，其可压缩体积为2400ml～2500ml，以此实现测井仪器内外部液压平衡；在此过程中，平衡节密封滑块11将柔性皮囊7内部液压油与液压系统内部液压油完全隔离，随着柔性皮囊7外部压力的变化，平衡节密封滑块11在第一平衡节内管13上滑动，实现动态密封。

即使柔性皮囊7达到极限承压后破裂，由于平衡节密封滑块11将皮囊内部液压油与液压系统内部液压油完全隔离，可将进入柔性皮囊7的油水混合物隔离完全在液压系统外面，使液压系统得到良好的保护。

本实用新型具有安全、稳定、可靠、等特点，能够满足带压力系统测井仪器内外压力平衡、隔离需求。本实用新型所设计的测井仪器液压系统内外压力平衡装置可以在150℃、80Mpa的复杂井况下实现测井仪器液压系统内外压动态平衡，并能良好的保障整个设备的长时间稳定正常运转。

Claims (5)

1.一种测井仪器液压系统内外压力平衡装置，设置在轴向延伸的测井仪器中段，其特征在于：

它包括与测井仪器外壳衔接为一体的第一平衡节外管(12)和第二平衡节外管(3)，以及与第一平衡节外管(12)和第二平衡节外管(3)同轴布置用于电子元件走线的第一平衡节内管(13)和第二平衡节内管(5)；

所述第一平衡节外管(12)的一端通过第一平衡节接头(15)与测井仪器的液压节接头(16)相连，所述第一平衡节外管(12)的另一端依次通过第二平衡节接头(9)和第三平衡节接头(8)与第二平衡节外管(3)的一端相连，所述第二平衡节外管(3)的另一端通过第四平衡节接头(2)与测井仪器的电子节接头(18)相连；

所述第一平衡节内管(13)的一端外壁通过平衡节转接头(14)支撑在第一平衡节接头(15)上，所述第一平衡节内管(13)的另一端外壁支撑在第二平衡节接头(9)上；所述第二平衡节内管(5)的一端外壁支撑在第三平衡节接头(8)上，所述第二平衡节内管(5)的另一端外壁支撑在第四平衡节接头(2)上；

所述第一平衡节内管(13)的一端管口通过第一平衡节接头(15)内腔与液压节接头(16)上的接线柱相对应，所述第一平衡节内管(13)的另一端管口通过相配合的第一插头(19)和第一插座(20)与第二平衡节内管(5)的一端管口相连通，所述第一插头(19)和第一插座(20)设置在第二平衡节接头(9)和第三平衡节接头(8)内腔中；所述第二平衡节内管(5)的另一端管口通过相配合的第二插头(21)和第二插座(22)与电子节接头(18)的走线腔相连通，所述第二插头(21)和第二插座(22)设置在第四平衡节接头(2)和电子节接头(18)内腔中；

所述第一平衡节外管(12)内腔中的第一平衡节内管(13)上套装有平衡节密封滑块(11)，所述平衡节密封滑块(11)将第一平衡节外管(12)内腔分隔成相互独立的第一液压油腔(A)和第二液压油腔(B)；所述第二平衡节外管(3)内腔中的第二平衡节内管(5)外周包裹有用于充装系统液压油的柔性皮囊(7)，所述第二平衡节外管(3)外壁上分布有用于连通外部油水混合液的进液孔(3a)；

所述第一液压油腔(A)通过开设在第一平衡节接头(15)内的第一液压油孔(15a)与液压节接头(16)的内腔相连通，所述液压节接头(16)的外壁上设置有与其内腔相通的第一注油口(16a)，所述第一注油口(16a)上设置有第一密封螺钉(17)；所述第二液压油腔(B)依次通过开设在第二平衡节接头(9)和第三平衡节接头(8)内的第二液压油孔(9a)和第三液压油孔(8a)与柔性皮囊(7)的一端相连通，所述柔性皮囊(7)的另一端通过开设在第四平衡节接头(2)内的第四液压油孔(2a)与设置在第四平衡节接头(2)外壁上的第二注油口(2b)相连通，所述第二注油口(2b)上设置有第二密封螺钉(1)。

2.根据权利要求1所述的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，其特征在于：所述第二平衡节接头(9)或第三平衡节接头(8)的外壁上设置有与第二液压油孔(9a)或第三液压油孔(8a)相连通的排气口(23)，所述排气口(23)上设置有排气口密封螺钉(10)。

3.根据权利要求1所述的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，其特征在于：所述柔性皮囊(7)两端设置有皮囊套头(6)，所述皮囊套头(6)具有外螺纹段(6a)和外圆柱段(6b)，所述外螺纹段(6a)与柔性皮囊(7)的端部内螺纹拧紧密封配合，所述外圆柱段(6b)与台阶形固定套(4)的小内径圆柱面(4a)嵌置锁紧配合，所述台阶形固定套(4)的大内径圆柱面(4b)与柔性皮囊(7)的端部外壁嵌置锁紧配合，所述台阶形固定套(4)的外壁嵌置在第二平衡节外管(3)中。

4.根据权利要求1所述的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，其特征在于：所述柔性皮囊(7)为氟橡胶皮囊。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的测井仪器液压系统内外压力平衡装置，其特征在于：所有连接部件之间均采用一道或一道以上的密封圈密封连接，所述密封圈为O型密封圈和/或Y型密封圈。