專利名稱：環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油勘探設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是石油井下測(cè)試儀 器技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景目前使用的環(huán)壓控制測(cè)試閥的關(guān)鍵部件是計(jì)量套，它主要是利用計(jì)量套的延時(shí)功能來完成測(cè)試閥的幵啟、關(guān)閉操作。其特點(diǎn)是壓力 平衡原理以及整機(jī)和計(jì)量套結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，制造成本高；測(cè)試 閥軸向尺寸較長(zhǎng)，操作不方便，保養(yǎng)要求高；測(cè)試操作控制壓力隨井 深、井溫、井下壓力等因素的變化而變化；測(cè)試閥測(cè)試下井速度受限 制，測(cè)試設(shè)計(jì)復(fù)雜；以及開井時(shí)需大型壓裂車持續(xù)工作，進(jìn)行環(huán)空保 壓，操作成本高。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)一種環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡 機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)采用滑套單流動(dòng)力閥壓力平衡原理，用換位槽的變化來 開啟、關(guān)閉球閥，原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作壓力恒定，并無需環(huán)空保壓。具體的說，環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡機(jī)構(gòu)，其包括中段的氣體 加壓部分和末端的油室加壓部分；中段的氣體加壓部分主要由充氮接 頭(8 )、充氮心軸(9 )、氮腔外筒(10 )、平衡活塞(11)構(gòu)成；充 氮接頭(8 ) —端與球閥外筒(6 )連接，另一端與氮腔外筒.(10 )連接；充氮心軸(9)位于氮腔外筒(io)內(nèi)并且兩者之間形成一個(gè)腔 室作為氮?dú)馇?；平衡活?11)位于氮腔外筒(10)中并被油室外筒(12 )定位；末端的油室加壓部分由平衡活塞(22 )、活塞芯軸(21 )、 加壓外筒(20)組成；加壓外筒(.2G) —端與排油短節(jié)(19)連接， 另一端與下接頭(23)連接，平衡活塞(22)固定在活塞芯軸(n) 上并一同位于加壓外筒(20)內(nèi)。本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有以下幾個(gè)特點(diǎn)1、采用滑套壓 力平衡原理，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工更簡(jiǎn)便，降低了加工成本； 2、通過換位槽的變化來開啟或關(guān)閉球閥，使開關(guān)井更加安全、可靠， 不會(huì)出現(xiàn)下井過程中，突然幵井的情況；3、帶壓幵井，采用拉動(dòng)球 閥，減小球閥與球座的正壓力，降低了球閥與球座之間的摩擦力，使 球閥開關(guān)更加靈活；4、在結(jié)構(gòu)上淘汰了計(jì)量套，解決了計(jì)量套依靠 進(jìn)口，價(jià)格昂貴等問題，降低了整套工具的價(jià)格；5、測(cè)試作業(yè)幵井時(shí)，操作壓力無需環(huán)空保壓，操作簡(jiǎn)便，降低作業(yè)成本。

圖1為本實(shí)用新型中環(huán)壓控制測(cè)試閥的總裝配結(jié)構(gòu)示意圖(由于 其橫向尺寸太長(zhǎng)，故從中間截?cái)嗷癁閮煞鶊D)。圖2為本實(shí)用新型中環(huán)壓控制測(cè)試閥的球閥操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型中環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡機(jī)構(gòu)和換位動(dòng) 力機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖(由于其橫向尺寸太長(zhǎng)，故從中間截?cái)嗷癁閮煞?圖)。圖4為環(huán)壓控制測(cè)試閥中換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)的動(dòng)力閥結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為環(huán)壓控制測(cè)試閥中換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)中換位槽結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中環(huán)壓控制測(cè)試閥由球閥操作機(jī)構(gòu)、壓力平衡機(jī)構(gòu)和 換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)構(gòu)成；球閥操作機(jī)1^中的球閥外筒(6)與壓力平衡機(jī) 構(gòu)中充氮接頭(8 ) —端連接，球閥操作機(jī)構(gòu)中的連接短節(jié)(7 )與壓 力平衡機(jī)構(gòu)中充氮心軸(9) 一端連接；壓力平衡機(jī)構(gòu)中的氮腔外筒(10 )和換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的油室外筒(12 )連接，壓力平衡機(jī)構(gòu)中的 充氮心軸(9 )另一端和換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力心軸(13 ) —端連接； 換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的排油短節(jié)(19)和壓力平衡機(jī)構(gòu)中加壓外筒(20) 連接，換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力心軸(13 )另一端與壓力平衡機(jī)構(gòu)中的 活塞心軸(21)連接。環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡機(jī)構(gòu)，其包括中段的氣體加壓部分和 末端的油室加壓部分；中段的氣體加壓部分主要由充氮接頭(8)、充 氮心軸(9)、氮腔外筒(10)、平衡活塞(11)構(gòu)成；充氮接頭(8) 一端與球閥外筒(6)連接，另一端與氮腔外筒(10)連接；充E心 軸(9)位于氮腔外筒(10)內(nèi)并且兩者之間形成一個(gè)腔室作為氮?dú)?腔；平衡活騫(11)位于氮腔外筒(10 )中并被油室外筒(l2 )定位； 末端的油室加壓部分由平衡活塞(22 )、活塞芯軸(21 )、加壓外筒(20 ) 組成；加壓外筒(20 ) —端與排油短節(jié)(19 )連接，另一端與下接頭(23 )連接，平衡活塞(22 )固定在活塞芯軸(21 )上并一同位于加 壓外筒(20)內(nèi)。其中的球閥操作機(jī)構(gòu)采用球型幵關(guān)閥來實(shí)現(xiàn)密封結(jié)構(gòu)；且該球閥 操作機(jī)構(gòu)由上座圈(1 )、操作銷(2 )、球閥(3 )、座彈簧(4 )、下座 圈(5 )、球閥外筒(6 )以及連接短節(jié)(7 )組成；連接短節(jié)(7 )與 位于球閥(3)銷孔中的操作銷(2)連接，并帶動(dòng)操作銷(2)撥動(dòng) 球閥(3)轉(zhuǎn)動(dòng)而幵啟或關(guān)閉；下座圈(5)以螺紋連于上座圈(1) 上以限制球閥軸向定位尺寸，保證球閥軸向精度；為球閥(3)提供 預(yù)緊力，保證球閥(3 )低壓密封功能的座彈簧(4 )置于球閥(3 ) 旁并被下座圈(5 )定位；球閥外筒(6 )套在上座圈(1)外部。下 座圈(5)以螺紋連于上座圈(1)上，可以限制球閥軸向定位尺寸， 保證球陶軸向精度；座彈簧(4 )為球閥(3 )提供預(yù)緊力，保證球閥(3 )低壓密封功能。其中的換位動(dòng)力機(jī)構(gòu)由動(dòng)力閥(17 )、單流閥(18 )、油室外筒(12 )、 鋼球(14 )、動(dòng)力心軸(13 )、換位套(15 )、卡套(16 )和排油短節(jié)(19 )組成；油室外筒(12 ) —端與壓力平衡機(jī)構(gòu)中的氮腔外筒(10 ) 連接，另一端與排油短節(jié)(19 )連接；排油短節(jié)(19 )另一端與壓力 平衡機(jī)構(gòu)中加壓外筒(20 )連接；動(dòng)力心軸(13 )位于油室外筒(12 ) 中且一端與油室外筒的內(nèi)壁形成一個(gè)液壓油室，另一端排油短節(jié)(19 ) 和位于其上的單流閥(18 )之間又形成一個(gè)液壓油室；換位套(15 )、 卡套(16)、動(dòng)力閥(17)分別依次套在動(dòng)力心軸(13)上。如圖5 所示，在動(dòng)力心軸(13 )和換位套(15 )之間幵有"之"字形換位槽， 在換位槽內(nèi)置有鋼球(14)。動(dòng)力閥的行程是球閥幵啟或關(guān)閉行程L 的兩倍。圖5中"之"字形換位槽內(nèi)的數(shù)字1 - 6表示鋼球在槽內(nèi)的不同位置。換位槽機(jī)構(gòu)一方面保證鋼球(14 )在換位槽內(nèi)的自由滑動(dòng)； 另一方面，通過換位槽的長(zhǎng)度變化，來達(dá)到控制球法(3)的開啟、 關(guān)閉。動(dòng)力閥的行程-2L,球閥幵啟或關(guān)閉行程-L。在下井時(shí),'動(dòng) 力閥(17 )處于上級(jí)限位置，鋼球(14 )在換位槽位置I處，球閥(3 ) 關(guān)閉。環(huán)空加壓時(shí)，油室中的液壓油壓力升高，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)， 動(dòng)力閥(17)兩個(gè)方向的單流閥(18)同時(shí)打幵，流道溝通，液壓油 就推動(dòng)氮腔中的平衡活塞(ll)向上運(yùn)動(dòng)，并儲(chǔ)存一定的壓力能；環(huán) 空泄壓后，動(dòng)力閥(17 )右端單流閥(18 )關(guān)閉，氮?dú)庵械膲毫δ茚?放出來，推動(dòng)動(dòng)力閥(17 )向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力閥(17 )向下運(yùn)動(dòng)L曰寸， 鋼球(14 )處于換位槽位置2 ,動(dòng)力閥(17 )就通過鋼球(14 )推 動(dòng)動(dòng)力心軸(13 ) —起向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)操作銷(2 )撥動(dòng)球閥(3 )轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力閥(17)向下運(yùn)動(dòng)2L，，達(dá)到下極限位置時(shí)，球.閥(3) 完全打開；環(huán)空再次加壓，動(dòng)力閥(17)左端單流閥(18)關(guān)閉，動(dòng) 力閥(17 )在環(huán)空壓力的作用下向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力閥(17 )運(yùn)動(dòng)L時(shí)， 鋼球在位置3處，動(dòng)力閥(17 )繼續(xù)向上并帶動(dòng)動(dòng)力心軸(13 ) —起 運(yùn)動(dòng)，同時(shí)操作銷(2)推動(dòng)球閥(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)il閥向上運(yùn)動(dòng)2L， 達(dá)到上極限位置時(shí)，球閥完全關(guān)閉，同時(shí)推開動(dòng)力閥(l7)上左端的 單流閥(18)打開，流道溝通，氮腔中儲(chǔ)存壓力能；環(huán)空泄壓，動(dòng)力 閥(l7 )右端單流閥(18 )關(guān)閉，動(dòng)力閥(17 )在氮?dú)鈮毫Φ淖饔孟?向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力閥(17)運(yùn)動(dòng)2L，到達(dá)下極限位置時(shí)，鋼球運(yùn)動(dòng) 到位置4處，球閥(3)保持關(guān)閉位置不動(dòng)。對(duì)環(huán)空繼續(xù)加壓、泄壓 就可重復(fù)完成以上動(dòng)作，達(dá)到多次開、關(guān)的目的。
權(quán)利要求1、環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡機(jī)構(gòu)，其特征是包括中段的氣體加壓部分和末端的油室加壓部分；中段的氣體加壓部分主要由充氮接頭(8)、充氮心軸(9)、氮腔外筒(10)、平衡活塞(11)構(gòu)成；充氮接頭(8)一端與球閥外筒(6)連接，另一端與氮腔外筒(10)連接；充氮心軸(9)位于氮腔外筒(10)內(nèi)并且兩者之間形成一個(gè)腔室作為氮?dú)馇唬黄胶饣钊?11)位于氮腔外筒(10)中并被油室外筒(12)定位；末端的油室加壓部分由平衡活塞(22)、活塞芯軸(21)、加壓外筒(20)組成；加壓外筒(20)一端與排油短節(jié)(19)連接，另一端與下接頭(23)連接，平衡活塞(22)固定在活塞芯軸(21)上并一同位于加壓外筒(20)內(nèi)。
專利摘要環(huán)壓控制測(cè)試閥的壓力平衡機(jī)構(gòu)屬于石油勘探設(shè)備中的井下測(cè)試儀器。它包括中段的氣體加壓部分和末端的油室加壓部分；中段的氣體加壓部分主要由充氮接頭、充氮心軸、氮腔外筒、平衡活塞構(gòu)成；末端的油室加壓部分由平衡活塞、活塞芯軸、加壓外筒組成。本實(shí)用新型采用滑套壓力平衡原理，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工更簡(jiǎn)便，降低了加工成本；可以實(shí)現(xiàn)帶壓開井，采用拉動(dòng)球閥，減小球閥與球座的正壓力，降低了球閥與球座之間的摩擦力，使球閥開關(guān)更加靈活。
文檔編號(hào)B30B15/24GK201128250SQ20072012600
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者莊明之, 旭 葛, 黃志遂 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司