旋转导向双活塞液压装置
技术领域
本实用新型涉及钻井设备技术领域,是一种旋转导向双活塞液压装置。
背景技术
在钻井过程中,垂直钻井工具可通过实时地调整井斜来满足井眼轨迹的要求,使钻头到达预定的目标。推靠式垂直钻井工具应用较为广泛,该工具通过控制三个液压模块的动作来实现导向功能,液压模块集机、电、液于一体,是垂直钻井工具中至关重要的一部分,然而现有的垂直钻井工具的液压模块大都存在故障率高,控制精度低等多种问题,导致整个仪器不能连续长时间的工作。
发明内容
本实用新型提供了一种旋转导向双活塞液压装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有活塞推靠设备存在的故障率高,控制精度低,整个仪器连续作业时间短的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种旋转导向双活塞液压装置,包括推靠壳体、油囊压板、油囊本体、活塞压板、活塞缸套组件、电机、液压泵、阀座、单向阀和隔离密封圈,推靠壳体上通过油囊压板限位安装有油囊本体,油囊本体与推靠壳体之间形成存油腔;位于油囊本体后方位置的活推靠壳体上设有开口向上的活塞凹槽,对于活塞凹槽位置的推靠壳体上部固定安装有活塞压板,活塞压板与推靠壳体之间形成活塞存放腔,活塞压板处设有至少两组內端位于活塞存放腔内的活塞缸套组件,每组活塞缸套组件内均包括有能在活塞存放腔内充入液压油时产生向外推力的活塞顶块;推靠壳体上固定有液压壳体,液压壳体内设有安装腔,安装腔内沿前后向依次固定安装有电机、液压泵和阀座,电机和液压泵传动连接在一起;阀座内安装有单向阀,液压泵的出口与单向阀的入口安装在一起,阀座与液压壳体之间设有能连通单向阀出口和活塞存放腔的液压进油通道,阀体与液压壳体之间设有能将液压进油通道与安装腔隔离的隔离密封圈,液压壳体与推靠壳体之间上设有能连通安装腔与存油腔的液压出油通道。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
上述塞缸套组件还可包括油缸套、作动活塞和防尘罩,活塞压板上设有至少两个活塞安装孔,每个活塞安装孔内均设有下部位于活塞存放腔内的油缸套,每个油缸套的下端与推靠壳体之间形成能连通油缸套内孔与活塞存放腔的连通间隙,每个油缸套内均设有作动活塞,每个作动活塞的顶部均设有能随作动活塞移动产生角度偏转的的活塞顶块,油缸套的上端位于活塞压板的上方,活塞顶块与相应的油缸套之间设有位于活塞压板上方且能随作动活塞移动产生拉伸或压缩的防尘罩,防尘罩的下端内侧与油缸套的上部外侧固定安装在一起,防尘罩的上端内侧与活塞顶块的上部外侧固定安装在一起。
上述对应每个油缸套下端位置的活塞凹槽槽底均可设有限位槽,油缸套位于对应的限位槽内,每两相邻的限位槽底部之间均设有能连通两个限位槽的油缸通道,推靠壳体与液压壳体之间设有至少与其中一个限位槽相通的液压进油通道,油缸套的底端与限位槽的底端之间形成连通间隙,每个作动活塞的底面中部均设有内凹槽,对应每个作动活塞下方位置的推靠壳体上均设有与内凹槽仿形且位于内凹槽内的上凸起。
上述油缸套中部外侧可设有外环台,对应外环台位置的活塞压板与推靠壳体之间设有限位卡槽,外环台卡入相应的限位卡槽内。
上述防尘罩可为橡胶制回转体,且在橡胶制回转体上设有弧线形曲面。由此可使压力平衡胶囊能随作动活塞移动产生相应的拉伸和压缩边线。
上述作动活塞的上部内侧可设有弧形凹槽,偏转附件的底部设有与弧形凹槽匹配的弧形凸起,弧形凸起座于球面形凹槽内。
上述作动活塞的上部内侧可设有球形凹槽,偏转附件的底部设有与球面形凹槽匹配的球面形凸起,球面形凸起座于球面形凹槽内。
上述阀座的前后两端均与液压壳体之间可设有隔离密封圈,对应前后两侧隔离密封圈之间位置的阀座外侧设有通液环槽,阀座上沿圆周分布有能连通单向阀出口与通液环槽的分流通道,液压壳体与推靠壳体之间上设有能连通活塞存放腔与通液环槽的连接通道,分流通道、通液环槽和连接通道共同形成液压进油通道。
上述推靠壳体上可设有开口向上的存油凹槽,对应存油凹槽位置的推靠壳体上固定安装有油囊压板,油囊压板的中部设有油囊安装孔,油囊安装孔内设有开口向下的油囊本体,油囊本体下端外侧设有被压于油囊压板与推靠壳体之间的安装边缘,油囊本体与推靠壳体之间形成存油腔。
上述液压壳体可包括连接块、主体和端盖,连接块的后端与主体的前端固定安装在一起,主体的后端与端盖的前端固定安装在一起,主体与推靠壳体固定在一起,主体内设有前后贯通的中部通道;连接块中部设有开口向后并与中部通道相通的前通道,端盖上设有前后贯通并与中部通道相通的后通道,前通道、中部通道和后通道共同形成安装腔;前通道内固定安装有外接电部件,对应对应外接电部件接入位置的连接块上设有外接开口,外接电部件与电机通过导线电连接在一起;后通道内自后向前安装有注油塞,电机、液压泵和阀座由前至后依次安装在中部通道内,阀座上设有两个能连通单向阀出口与安装腔的保护通道,两个保护通道内分别安装有节流阀和安全阀,阀座上还设有左右贯通的注油通道。
上述安装空腔内可设有基座,基座与液压壳体固定安装在一起,电机与液压泵均固定安装在基座上,电机和液压泵通过联轴器传动连接在一起。
上述推靠壳体与液压壳体的相邻外侧面之间可形成倾斜夹角α,倾斜夹角α为90°到180°之间。
上述推靠壳体与液压壳体的相邻内侧面之间可呈平滑过渡状,且整体形成弧形面。
上述推靠壳体上与液压壳体可为一体设置或通过焊接固定在一起或通过螺栓连接固定安装在一起。
本实用新型结构合理而紧凑,其可用于井下带压作业,采用至少两个活塞共同作用于护板可提高旋转导向钻井工具的偏转精度,并能降低故障率,延长整个仪器的作用时间,还具有使用方便,易于加工,稳定性高的特点。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的俯视结构示意图。
附图2为附图1在A-A处的剖视放大结构示意图。
附图3为附图1在B-B处的剖视放大结构示意图。
附图4为附图1在C-C处的剖视结构示意图。
附图5为附图3在D-D处的剖视缩小结构示意图。
附图中的编码分别为:1为推靠壳体,2为油囊压板,3为油囊本体,4为活塞压板,5为电机,6为液压泵,7为阀座,8为单向阀,9为隔离密封圈,10为存油腔,11为液压出油通道,12为活塞顶块,13为联轴器,14为油缸套,15为作动活塞,16为防尘罩,17为油缸通道,18为上凸起,19为外环台,20为弧形凸起,21为通液环槽,22为分流通道,23为连接通道,24为安装边缘,25为连接块,26为主体,27为端盖,28为基座,29为外接电部件,30为注油塞,31为节流阀,32为安全阀,33为注油通道,α为倾斜夹角。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本实用新型中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
如附图1、2、3、4、5所示,该旋转导向双活塞液压装置包括推靠壳体1、油囊压板2、油囊本体3、活塞压板4、活塞缸套组件、电机5、液压泵6、阀座7、单向阀8和隔离密封圈9,推靠壳体1上通过油囊压板2限位安装有油囊本体3,油囊本体3与推靠壳体1之间形成存油腔10;位于油囊本体3后方位置的活推靠壳体1上设有开口向上的活塞凹槽,对于活塞凹槽位置的推靠壳体1上部固定安装有活塞压板4,活塞压板4与推靠壳体1之间形成活塞存放腔,活塞压板4处设有至少两组內端位于活塞存放腔内的活塞缸套组件,每组活塞缸套组件内均包括有能在活塞存放腔内充入液压油时产生向外推力的活塞顶块12;推靠壳体1上固定有液压壳体,液压壳体内设有安装腔,安装腔内沿前后向依次固定安装有电机5、液压泵6和阀座7,电机5和液压泵6传动连接在一起;阀座7内安装有单向阀8,液压泵6的出口与单向阀8的入口安装在一起,阀座7与液压壳体之间设有能连通单向阀8出口和活塞存放腔的液压进油通道,阀体与液压壳体之间设有能将液压进油通道与安装腔隔离的隔离密封圈9,液压壳体与推靠壳体1之间上设有能连通安装腔与存油腔10的液压出油通道11。使用过程中,需安装本实用新型的旋转导向工具上应沿圆周分布有至少一个连接槽,每个连接槽内均可安装有本实用新型,然后可在旋转导向工具上安装有能使所有活塞顶块12外侧均抵在其内侧的护板,油囊本体3内可注入绝缘液压油,此时绝缘液压油将进入安装腔内,待需要调整旋转导向工具的方向时,可通过启动对应位置的本实用新型的电机5,从而可带动液压泵6将安装腔内的绝缘液压油加压后自单向阀8输出,并通过液压进油通道向活塞存放腔内充入加压后的液压油从而向外推动活塞顶块12,所有的活塞顶块12将共同作用于相应的护板,通过护板提供的反向作用力实现对旋转导向工具的角度调节,待角度调节完成后,可关闭电机5,此时护板将在外力作用下带动活塞顶块12回复原位。本实用新型结构合理而紧凑,其可用于井下带压作业,采用至少两个活塞共同作用于护板可提高旋转导向钻井工具的偏转精度,并能降低故障率,延长整个仪器的作用时间,还具有使用方便,易于加工,稳定性高的特点。
可根据实际需要,对上述旋转导向双活塞液压装置作进一步优化或/和改进:
如附图1、2、3、4、5所示,塞缸套组件还包括油缸套14、作动活塞15和防尘罩16,活塞压板4上设有至少两个活塞安装孔,每个活塞安装孔内均设有下部位于活塞存放腔内的油缸套14,每个油缸套14的下端与推靠壳体1之间形成能连通油缸套14内孔与活塞存放腔的连通间隙,每个油缸套14内均设有作动活塞15,每个作动活塞15的顶部均设有能随作动活塞15移动产生角度偏转的的活塞顶块12,油缸套14的上端位于活塞压板4的上方,活塞顶块12与相应的油缸套14之间设有位于活塞压板4上方且能随作动活塞15移动产生拉伸或压缩的防尘罩16,防尘罩16的下端内侧与油缸套14的上部外侧固定安装在一起,防尘罩16的上端内侧与活塞顶块12的上部外侧固定安装在一起。根据需求,防尘罩16应为柔性胶囊,并具有良好的延展性、密封性以及耐高温和耐高压性能;作动活塞15与油缸套14之间设有密封圈。由此可在使用时通过向活塞存放腔内注入绝缘液压油推动作动活塞15向外移动,进而带动活塞顶块12产生向外的推力;通过防尘罩16可实现内外受力平衡,使其能用于井下带压作业;使活塞顶块12能随作动活塞15移动产生角度偏转可防止作动活塞15在移动过程中发生偏磨,延长其使用寿命。
如附图1、2、3、4、5所示,对应每个油缸套14下端位置的活塞凹槽槽底均设有限位槽,油缸套14位于对应的限位槽内,每两相邻的限位槽底部之间均设有能连通两个限位槽的油缸通道17,推靠壳体1与液压壳体之间设有至少与其中一个限位槽相通的液压进油通道,油缸套14的底端与限位槽的底端之间形成连通间隙,每个作动活塞15的底面中部均设有内凹槽,对应每个作动活塞15下方位置的推靠壳体1上均设有与内凹槽仿形且位于内凹槽内的上凸起18。由此可使所有的限位槽和油缸通道17均成为活塞存放腔的一部分,从而在活塞存放腔内充入液压油时能推动作动活塞15并带动活塞顶块12能产生向外推力。
如附图1、2、3、4、5所示,油缸套14中部外侧设有外环台19,对应外环台19位置的活塞压板4与推靠壳体1之间设有限位卡槽,外环台19卡入相应的限位卡槽内。由此可通过限位卡槽实现推靠壳体1对油缸套14的支撑,确保每个油缸套14的下端与推靠壳体1之能间形成连通油缸套14内孔与活塞存放腔的连通间隙。
如附图1、2、3、4、5所示,防尘罩16为橡胶制回转体,且在橡胶制回转体上设有弧线形曲面。由此可使压力平衡胶囊能随作动活塞15移动产生相应的拉伸和压缩边线。根据需求,压力平衡胶囊还可采用其他具有延展性、密封性以及耐高温和耐高压性能的材料制成。
如附图1、2、3、4、5所示,作动活塞15的上部内侧设有弧形凹槽,偏转附件的底部设有与弧形凹槽匹配的弧形凸起20,弧形凸起20座于球面形凹槽内。由此可便于偏转附件能随作动活塞15的上下移动形成角度偏转。
作为一种优选,作动活塞15的上部内侧设有球形凹槽,偏转附件的底部设有与球面形凹槽匹配的球面形凸起,球面形凸起座于球面形凹槽内。由此可便于偏转附件能随作动活塞15的上下移动形成角度偏转。
如附图1、2、3、4、5所示,阀座7的前后两端均与液压壳体之间设有隔离密封圈9,对应前后两侧隔离密封圈9之间位置的阀座7外侧设有通液环槽21,阀座7上沿圆周分布有能连通单向阀8出口与通液环槽21的分流通道22,液压壳体与推靠壳体1之间上设有能连通活塞存放腔与通液环槽21的连接通道23,分流通道22、通液环槽21和连接通道23共同形成液压进油通道。由此可通过液压通道时单向阀8出口和活塞存放腔连通,且可通过前后两侧的隔离密封圈9实现液压进油通道与的安装腔隔离。根据需求,阀座7上可沿圆周分布有五条分流通道22。
如附图1、2、3、4、5所示,推靠壳体1上设有开口向上的存油凹槽,对应存油凹槽位置的推靠壳体1上固定安装有油囊压板2,油囊压板2的中部设有油囊安装孔,油囊安装孔内设有开口向下的油囊本体3,油囊本体3下端外侧设有被压于油囊压板2与推靠壳体1之间的安装边缘24,油囊本体3与推靠壳体1之间形成存油腔10。由此可通过油囊本体3实现对液压油的存储,从而可将现有的液压驱动组件与本实用新型进行组合实现对作动活塞15的推动作用。根据需求,安装边缘24与油囊本体3为一体设置;安装边缘24与推靠壳体1之间可设有密封圈,且所述密封圈可与安装边缘24一体设置。
如附图1、2、3、4、5所示,液压壳体包括连接块25、主体26和端盖27,连接块25的后端与主体26的前端固定安装在一起,主体26的后端与端盖27的前端固定安装在一起,主体26与推靠壳体1固定在一起,主体26内设有前后贯通的中部通道;连接块25中部设有开口向后并与中部通道相通的前通道,端盖27上设有前后贯通并与中部通道相通的后通道,前通道、中部通道和后通道共同形成安装腔;前通道内固定安装有外接电部件29,对应对应外接电部件29接入位置的连接块25上设有外接开口,外接电部件29与电机5通过导线电连接在一起;后通道内自后向前安装有注油塞30,电机5、液压泵6和阀座7由前至后依次安装在中部通道内,阀座7上设有两个能连通单向阀8出口与安装腔的保护通道,两个保护通道内分别安装有节流阀31和安全阀32,阀座7上还设有左右贯通的注油通道33。由此可便于液压壳体的加工和安装,注油时,可先将注油塞30取下,然后通过后通道和注油通道33向安装腔内注入绝缘液压油,此时绝缘液压油将会通过液压出油通道11进入存油腔10内,完成注油后可将注油塞30装回后通道内;使用时,可将与现有外接设备连通的外部接头与外接电部件29电连接在一起,由此可通过外接设备经外部接头向电机5供电并发送相应的控制信号,从而实现对电机5启闭的控制;节流阀31和安全阀32的设置可在单向阀8输出压力过大时进行泄压和分流作用,使部分绝缘液压油流至安装腔,从而对阀座7形成保护。根据需求,外接电部件29可采用现有公知技术,如高压密封插针或高压密封插头等。
如附图1、2、3、4、5所示,安装空腔内设有基座28,基座28与液压壳体固定安装在一起,电机5与液压泵6均固定安装在基座28上,电机5和液压泵6通过联轴器13传动连接在一起。由此可便于电机5与液压泵6的连接和安装。
如附图1、2、3、4、5所示,推靠壳体1与液压壳体的相邻外侧面之间形成倾斜夹角α,倾斜夹角α为90°到180°之间。由此可使其更符合井内的空间分布,减少对井内空间的占用。
如附图1、2、3、4、5所示,推靠壳体1与液压壳体的相邻内侧面之间呈平滑过渡状,且整体形成弧形面。由此可便于本实用新型的安装和使用。
如附图1、2、3、4、5所示,推靠壳体1上与液压壳体为一体设置或通过焊接固定在一起或通过螺栓连接固定安装在一起。由此可使其便于加工和安装。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。