CN206111141U - 井下液力复合加压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种井下液力复合加压器，包括增压缸缸体，增压缸缸体内设有第一级活塞，第一级活塞与活塞杆连接，第一级活塞和活塞杆的中心为通孔，在活塞杆所在的腔体侧壁设有第一阻尼孔，在增压缸缸体的进液端还设有用于进液的单向阀，活塞杆的端头设有伸缩接头，伸缩接头中心设有通孔，该通孔与活塞杆的中心通孔连通。通过采用增压缸与单向阀进行组合的方案，具有以下的有益效果：利用单流阀和阻尼孔相结合的方式，起到更明显的减震效果。单向阀阻止反向流通，在单流阀中会产生憋压，既能起到减震的目的，并且憋压产生的液压能还能给钻具实现加压。增压缸由于两级缸体的直径不同，由大直径缸流入小直径缸，液压的整体压力能有明显的增加。

Description

井下液力复合加压器

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气开采、钻井工具领域，特别是一种井下液力复合加压器。

背景技术

在石油钻井井下作业中，液力加压器在水平井和大位移井钻井加压过程中发挥着重要的作用。近年来，随着水平井和大位移井的逐渐发展，井深逐渐加深，地层结构也愈加复杂，钻井施工所需压力也在逐渐增加，一方面这对泥浆泵的性能要求也在逐渐加大，所以仅加大钻柱重量和增大泵压显然会使施工成本显著增加；另一方面，在水平井和大位移井钻井过程中，由于井壁对钻柱产生“拖压”现象，即使增大泵压或者加大钻柱重量，对钻头的增压效果并不理想。现有液力加压器主要是对液压缸的级数和活塞行程上进行设计，虽然种类繁多，有单级和多级，单行程和多行程液力加压器等。但是，单级的液力加压器行程太短，加压效果并不明显，多级的行程满足要求，但是加压器的总长度加大，在实际钻井作业中柔性增加，易发生柔性弯曲，并且制造成本也较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种井下液力复合加压器，能够实现加压和减震的功能，可以解决水平井和大位移井假钻压的问题，提升钻井效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种井下液力复合加压器，包括增压缸缸体，增压缸缸体内设有第一级活塞，第一级活塞与活塞杆连接，第一级活塞和活塞杆的中心为通孔，在活塞杆所在的腔体侧壁设有第一阻尼孔，在增压缸缸体的进液端还设有用于进液的单向阀，活塞杆的端头设有伸缩接头，伸缩接头中心设有通孔，该通孔与活塞杆的中心通孔连通。

优选的方案中，所述的增压缸缸体在有杆腔的位置，还设有缩径缸体，缩径缸体内设有第二级活塞，第二级活塞的外径小于第一级活塞的外径，第二级活塞的一端与活塞杆的端头固定连接，另一端与加压杆固定连接，加压杆与伸缩接头固定连接；

在加压杆所在的腔体侧壁设有第二阻尼孔；

第二级活塞和加压杆的中心为通孔，与伸缩接头的中心通孔连通。

优选的方案中，增压缸缸体与缩径缸体之间连通，连通处的截面积大于第一阻尼孔的截面积。

优选的方案中，所述的第一阻尼孔为多个。

优选的方案中，所述的第二阻尼孔为多个。

优选的方案中，缩径缸体靠近伸缩接头一端的内壁与加压杆的外壁之间形成密封。

优选的方案中，所述的单向阀通过连接件与增压缸缸体连接，连接件上设有锥形螺纹。

优选的方案中，所述的单向阀中，阀体内设有阀座，阀座的一端设有活动的钢球，钢球与压块接触，还设有限位板，限位板上设有过流孔，限位板与压块之间设有弹簧。

优选的方案中，压块与钢球接触的位置设有弧形凹陷，钢球部分的位于弧形凹陷内。

优选的方案中，在压块远离钢球的位置设有滑杆，在限位板相应的位置固设有限位帽，滑杆位于限位帽的内孔内，弹簧套在滑杆上，位于压块与限位帽的内孔之间。

目前的液力加压器主要是借助阻尼孔的阻尼效应减震，并利用多级等径液压缸串联来加大行程，从而实现加压的目的。但阻尼孔尺寸小，流过的流体体积变化也不大，所以减震效果不太明显，而多级液压缸串联，尽管活塞行程加大可以增压，但是总长度增加，在施加钻压时容易引起柔性弯曲，并且制造成本会增加。

本实用新型提供的一种井下液力复合加压器，通过采用增压缸与单向阀进行组合的方案，具有以下的有益效果：

1、利用单流阀和阻尼孔相结合的方式，起到更明显的减震效果。

2、单向阀阻止反向流通，在单流阀中会产生憋压，既能起到减震的目的，并且憋压产生的液压能还能给钻具实现加压。增压缸由于两级缸体的直径不同，由大直径缸流入小直径缸，液压的整体压力能有明显的增加。增压缸将吸收的动能转化为液压能为钻具加压，并且再将加压后的流体通过缩径缸体再次加压，使得钻具能够获得更大的钻压。

3、由于有明显的减震效果，所以能最大限度地吸收钻柱振动和钻头冲击，能够有效的保护钻具。

4、本实用新型与钻头或下部钻具通过伸缩接头柔性连接，实现了柔性加压钻进,能够很好地吸收钻柱振动和钻头冲击，钻头的连续切削在一定程度上可以减少跳钻现象的发生。

5、在钻水平井或者大位移井时，由于井壁对钻柱的“拖压”现象，使得传统的钻柱加压的方式遇到困难，井下液力复合加压器可以依靠液力冲击，并通过单向阀和增压缸来增加钻压，而不是通过自重加压，所以使用井下液力复合加压器可以在一定程度上解决水平井和大位移井在钻井作业中的假钻压问题。

6、由于使用增压缸和单流阀的复合加压模式，所以活塞行程可以缩短，总体长度减小，加工简单，节约成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的主视结构剖视示意图。

图2为本实用新型中单向阀的局部放大示意图。

图中：上接头1，单向阀2，阀座21，钢球22，压块23，滑杆24，过流孔25，限位板26，弹簧27，限位帽28，阀体29，连接件3，增压缸缸体4，缩径缸体41，第一级活塞5，活塞杆6，第一阻尼孔7，第二级活塞8，加压杆9，第二阻尼孔10，伸缩接头11。

具体实施方式

如图1、2中，一种井下液力复合加压器，包括增压缸缸体4，增压缸缸体4内设有第一级活塞5，第一级活塞5与活塞杆6连接，第一级活塞5和活塞杆6的中心为通孔，在活塞杆6所在的腔体侧壁设有第一阻尼孔7，在增压缸缸体4的进液端还设有用于进液的单向阀2，活塞杆6的端头设有伸缩接头11，伸缩接头11中心设有通孔，该通孔与活塞杆6的中心通孔连通。由此结构，当钻井过程中遇阻，钻井液反向冲击时，单向阀2关闭，增压缸缸体4的无杆腔压力增加，从而推动第一级活塞5向图1中的右侧运行，实现通过伸缩接头11给钻杆增压，同时利用第一阻尼孔7实现减震的效果。

优选的方案如图1中，所述的增压缸缸体4在有杆腔的位置，还设有缩径缸体41，缩径缸体41内设有第二级活塞8，第二级活塞8的外径小于第一级活塞5的外径，第二级活塞8的一端与活塞杆6的端头固定连接，另一端与加压杆9固定连接，加压杆9与伸缩接头11固定连接；

在加压杆9所在的腔体侧壁设有第二阻尼孔10；

第二级活塞8和加压杆9的中心为通孔，与伸缩接头11的中心通孔连通。当第一阻尼孔7流速较慢时，增压缸缸体4有杆腔的液压油进入到缩径缸体41中，通过第二级活塞8继续增压，从而提高进一步液压压力。

优选的方案如图1中，增压缸缸体4与缩径缸体41之间连通，连通处的截面积大于第一阻尼孔7的截面积。由此结构，提高增压效果。

优选的方案中，所述的第一阻尼孔7为多个。

优选的方案中，所述的第二阻尼孔10为多个。由此结构，进一步提高减震的效果。

优选的方案中，缩径缸体41靠近伸缩接头11一端的内壁与加压杆9的外壁之间形成密封。

优选的方案如图2中，所述的单向阀2通过连接件3与增压缸缸体4连接，连接件3上设有锥形螺纹。

优选的方案如图2中，所述的单向阀2中，阀体29内设有阀座21，阀座21的一端设有活动的钢球22，钢球22与压块23接触，还设有限位板26，限位板26上设有过流孔25，限位板26与压块23之间设有弹簧27。由此结构，提高单向阀的可靠性。

优选的方案如图2中，压块23与钢球22接触的位置设有弧形凹陷，钢球22部分的位于弧形凹陷内。由此结构，进一步提高钢球的定位可靠性。

优选的方案如图2中，在压块23远离钢球22的位置设有滑杆24，在限位板26相应的位置固设有限位帽28，滑杆24位于限位帽28的内孔内，弹簧27套在滑杆24上，位于压块23与限位帽28的内孔之间。由此结构，便于弹簧的定位安装。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下液力复合加压器，包括增压缸缸体（4），增压缸缸体（4）内设有第一级活塞（5），第一级活塞（5）与活塞杆（6）连接，第一级活塞（5）和活塞杆（6）的中心为通孔，在活塞杆（6）所在的腔体侧壁设有第一阻尼孔（7），其特征是：在增压缸缸体（4）的进液端还设有用于进液的单向阀（2），活塞杆（6）的端头设有伸缩接头（11），伸缩接头（11）中心设有通孔，该通孔与活塞杆（6）的中心通孔连通。

2.根据权利要求1所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：所述的增压缸缸体（4）在有杆腔的位置，还设有缩径缸体（41），缩径缸体（41）内设有第二级活塞（8），第二级活塞（8）的外径小于第一级活塞（5）的外径，第二级活塞（8）的一端与活塞杆（6）的端头固定连接，另一端与加压杆（9）固定连接，加压杆（9）与伸缩接头（11）固定连接；

在加压杆（9）所在的腔体侧壁设有第二阻尼孔（10）；

第二级活塞（8）和加压杆（9）的中心为通孔，与伸缩接头（11）的中心通孔连通。

3.根据权利要求2所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：增压缸缸体（4）与缩径缸体（41）之间连通，连通处的截面积大于第一阻尼孔（7）的截面积。

4.根据权利要求3所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：所述的第一阻尼孔（7）为多个。

5.根据权利要求3所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：所述的第二阻尼孔（10）为多个。

6.根据权利要求2所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：缩径缸体（41）靠近伸缩接头（11）一端的内壁与加压杆（9）的外壁之间形成密封。

7.根据权利要求1所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：所述的单向阀（2）通过连接件（3）与增压缸缸体（4）连接，连接件（3）上设有锥形螺纹。

8.根据权利要求1或7所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：所述的单向阀（2）中，阀体（29）内设有阀座（21），阀座（21）的一端设有活动的钢球（22），钢球（22）与压块（23）接触，还设有限位板（26），限位板（26）上设有过流孔（25），限位板（26）与压块（23）之间设有弹簧（27）。

9.根据权利要求8所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：压块（23）与钢球（22）接触的位置设有弧形凹陷，钢球（22）部分的位于弧形凹陷内。

10.根据权利要求8所述的一种井下液力复合加压器，其特征是：在压块（23）远离钢球（22）的位置设有滑杆（24），在限位板（26）相应的位置固设有限位帽（28），滑杆（24）位于限位帽（28）的内孔内，弹簧（27）套在滑杆（24）上，位于压块（23）与限位帽（28）的内孔之间。