隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆采的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]有一些用于油氣井的隨鉆工具的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)力可能來(lái)自于電機(jī)(或/和減速箱)，也可能是液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)等。當(dāng)電機(jī)-減速箱或液壓系統(tǒng)要求不能暴露在井內(nèi)流體(鉆井液)中時(shí)，通常需要在旋轉(zhuǎn)軸上安裝旋轉(zhuǎn)密封將電機(jī)-減速箱或液壓系統(tǒng)與井內(nèi)流體(鉆井液)隔離開(kāi)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)密封的效果很有可能成為工具能否正常工作的關(guān)鍵。但是油氣井的隨鉆工具有時(shí)要承受高壓(可能達(dá)到140MPa)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)密封的效果通常不理想，加之井內(nèi)流體(鉆井液)中通常含有磨料并且旋轉(zhuǎn)密封在井下工作時(shí)間長(zhǎng)，旋轉(zhuǎn)密封的效果更加不理想。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常在旋轉(zhuǎn)密封的密封腔內(nèi)注油，并設(shè)法保持密封腔內(nèi)油液的壓力與外面鉆井液的壓力基本平衡并略大于鉆井液的壓力。為此旋轉(zhuǎn)密封的密封腔需要微正壓壓力平衡及補(bǔ)油裝置?，F(xiàn)有的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油裝置有活塞+彈簧、膠囊+彈簧和波紋管三類，原理都是當(dāng)旋轉(zhuǎn)密封腔內(nèi)油液體積由于溫度壓力變化及旋轉(zhuǎn)密封泄漏而發(fā)生變化時(shí)裝置發(fā)生變形對(duì)旋轉(zhuǎn)密封腔內(nèi)油液進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)利用彈簧或波紋管的彈性力提供微弱的正壓力。上述三類裝置在使用過(guò)程中都存在不足，即隨著溫度、壓力的變化尤其是旋轉(zhuǎn)密封腔內(nèi)油液的泄漏，彈簧或波紋管的變形發(fā)生變化，導(dǎo)致彈性力不穩(wěn)定，由此產(chǎn)生油液壓力與鉆井液壓力差值不穩(wěn)定的問(wèn)題，影響了裝置的使用效果Ο
[0003]為此，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)者有鑒于上述缺陷，通過(guò)潛心研究和設(shè)計(jì)，綜合長(zhǎng)期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研究設(shè)計(jì)出一種隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)，以克服上述缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以應(yīng)用于某些隨鉆工具(軸旋轉(zhuǎn)與鉆井液循環(huán)流動(dòng)同時(shí)發(fā)生)，在這些工具中實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)密封腔內(nèi)的油壓不受旋轉(zhuǎn)密封泄漏的影響，保持其與旋轉(zhuǎn)密封外鉆井液壓力差值(微正壓)的穩(wěn)定。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于隨鉆工具中，該隨鉆工具包含隨鉆工具外殼和旋轉(zhuǎn)軸，所述隨鉆工具外殼與井壁之間為環(huán)空，所述隨鉆工具外殼內(nèi)為水眼，其特征在于:
[0006]所述旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封腔，所述旋轉(zhuǎn)密封腔相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)連通有一儲(chǔ)油腔，所述儲(chǔ)油腔內(nèi)設(shè)有可進(jìn)行伸縮移動(dòng)的平衡件，且所述儲(chǔ)油腔相對(duì)于旋轉(zhuǎn)密封腔的另一端設(shè)有一引壓流道。
[0007]其中:所述平衡件為一能沿儲(chǔ)油腔上下移動(dòng)的密封活塞，且密封活塞的周緣設(shè)有密封環(huán)以將儲(chǔ)油腔進(jìn)行分隔。
[0008]其中:所述平衡件為一膠囊，所述膠囊的下端周緣固定于儲(chǔ)油腔靠近旋轉(zhuǎn)密封腔的一端，所述膠囊的本體為彈性伸縮件。
[0009]其中:所述彈性伸縮件為波紋狀。
[0010]其中:所述引壓流道連通所述儲(chǔ)油腔和環(huán)空或水眼。
[0011]其中:所述旋轉(zhuǎn)軸的周緣設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封，所述旋轉(zhuǎn)密封為密封圈。
[0012]通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可知，本實(shí)用新型的隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)具有如下效果:
[0013]1、可以應(yīng)用于某些隨鉆工具(軸旋轉(zhuǎn)與鉆井液循環(huán)流動(dòng)同時(shí)發(fā)生)，在這些工具中實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)密封腔內(nèi)的油壓不受旋轉(zhuǎn)密封泄漏的影響，保持其與鉆井液壓力差值(微正壓)的穩(wěn)定。
[0014]2、鉆井液不循環(huán)時(shí)裝置旋轉(zhuǎn)密封腔內(nèi)油壓與外面鉆井液的壓力完全相同，此時(shí)旋轉(zhuǎn)密封不會(huì)產(chǎn)生泄漏，從而可以增加隨鉆工具的使用壽命。
[0015]本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容可通過(guò)后述的說(shuō)明及所附圖而得到。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1顯示了本實(shí)用新型的隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0017]圖2顯示了本實(shí)用新型另一實(shí)施例的剖視圖。
[0018]圖3顯示了本實(shí)用新型另一實(shí)施例的剖視圖。
[0019]圖4顯示了本實(shí)用新型另一實(shí)施例的剖視圖。
[0020]附圖標(biāo)記:
[0021]1、井壁，2、水眼，3、環(huán)空，4、密封活塞，5、膠囊，6、儲(chǔ)油腔，7、旋轉(zhuǎn)密封腔，8、旋轉(zhuǎn)軸，9、旋轉(zhuǎn)密封，10、引壓流道，11、隨鉆工具外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0022]其中，圖1為使用密封活塞隔離儲(chǔ)油腔并從鉆具水眼內(nèi)提取壓力的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2為使用膠囊隔離儲(chǔ)油腔并從鉆具水眼內(nèi)提取壓力的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖3為使用密封活塞隔離儲(chǔ)油腔并從環(huán)空提取壓力的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖4為使用膠囊隔離儲(chǔ)油腔并從環(huán)空提取壓力的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0023]由此，本實(shí)用新型的隨鉆工具旋轉(zhuǎn)密封的微正壓壓力平衡及補(bǔ)油結(jié)構(gòu)應(yīng)用于隨鉆工具中，該隨鉆工具包含隨鉆工具外殼11和旋轉(zhuǎn)軸8，所述隨鉆工具外殼11與井壁1之間為環(huán)空3，所述隨鉆工具外殼11內(nèi)為水眼2，所述旋轉(zhuǎn)軸8的一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封腔7，所述旋轉(zhuǎn)軸8的周緣設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封9，所述旋轉(zhuǎn)密封9可為密封圈，優(yōu)選為0型密封圈，其中，為實(shí)現(xiàn)壓力平衡及補(bǔ)油，所述旋轉(zhuǎn)密封腔7相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸8的一側(cè)連通有一儲(chǔ)油腔6，所述儲(chǔ)油腔6內(nèi)設(shè)有可進(jìn)行伸縮移動(dòng)的平衡件，且所述儲(chǔ)油腔6相對(duì)于旋轉(zhuǎn)密封腔7的另一端設(shè)有一引壓流道10，由此，可通過(guò)平衡件的移動(dòng)，并通過(guò)引壓流道10的引流，實(shí)現(xiàn)將鉆井液的壓力引入，進(jìn)而從儲(chǔ)油腔6傳遞到旋轉(zhuǎn)密封腔7，實(shí)現(xiàn)密封內(nèi)油液與密封外泥漿的壓力平衡及防止泥漿進(jìn)入。
[0024]其中，由于具體結(jié)構(gòu)的不同，可采用不同的方式，如圖1和3所示，所述平衡件可為一密封活塞4，所述的密封活塞4可沿儲(chǔ)油腔6上下移動(dòng)，且密封活塞4的周緣設(shè)有密封環(huán)以將儲(chǔ)油腔6進(jìn)行分隔。
[0025]如圖2和圖4所示，所述平衡件可為一膠囊5，所述膠囊5的下端周緣固定于儲(chǔ)油腔6靠近旋轉(zhuǎn)密封腔7的一端，所