專利名稱：一種高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高溫高壓井下儀器作業(yè)過程中對某個液壓回路的系統(tǒng)壓力進行遠程調(diào)節(jié)控制的裝置，更具體地，涉及一種液壓系統(tǒng)中利用步進電機驅(qū)動來調(diào)節(jié)節(jié)流閥的回油節(jié)流口大小，從而通過液壓回路的回油流量大小變化來實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力進行遠程調(diào)節(jié)的裝置。
背景技術(shù)：
在石油勘探行業(yè)里需要利用井壁取芯來獲取地層地質(zhì)構(gòu)造、巖性及油氣儲集等資料。在井壁取芯作業(yè)中鉆頭的鉆進速度是影響取芯作業(yè)的重要因素，鉆進速度過快將直接導(dǎo)致取芯卡鉆；鉆進速度過慢則會增加取芯時間，降低取芯效率，同時鉆頭在地層里停留時間越長，卡鉆風(fēng)險就越大。而鉆頭的鉆進速度直接取決于系統(tǒng)壓力的大小，因此，在驅(qū)動鉆頭鉆進的液壓回路中可以設(shè)計一個旁路回油節(jié)流閥，通過節(jié)流閥節(jié)流口的大小控制來微量調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，從而使取芯鉆頭獲得一個安全平穩(wěn)的鉆進速度。在以往的設(shè)計中，節(jié)流閥的調(diào)節(jié)螺釘端部需要操作人員用螺絲刀手動調(diào)節(jié)來改變節(jié)流閥的節(jié)流口大小。但是這樣做有很大的局限在很大程度上必須依靠操作者的現(xiàn)場作業(yè)經(jīng)驗，結(jié)合取芯井段的井溫井壓、聲波時差、泥漿比重及泥餅厚度等參數(shù)，在儀器下井之前預(yù)先調(diào)整；且調(diào)節(jié)誤差大，定位不精確，增加了卡鉆的風(fēng)險。儀器在井下作業(yè)時，一旦鉆進速度不合適需要調(diào)整時，操作者無法再次調(diào)整，必須將儀器重新提出井口。這樣就直接導(dǎo)致現(xiàn)場作業(yè)時效嚴重下降。為此，有必要在不影響井下儀器正常作業(yè)下提供一種實時的、通過地面指令遠程控制來精確調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力的裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種實時的、通過地面指令遠程控制來精確調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力的裝置，從而使操作者可以很方便的根據(jù)井下取芯井段的井溫井壓、聲波時差、泥漿比重及泥餅厚度等參數(shù)的變化，適時調(diào)節(jié)以控制取芯鉆頭的鉆進速度，使取芯作業(yè)方便、安全、高效和可靠。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于包括通過固定套筒相連接的步進電機和節(jié)流閥，節(jié)流閥的一側(cè)設(shè)有大小可調(diào)的節(jié)流口，所述步進電機的輸出軸旋轉(zhuǎn)時通過傳動機構(gòu)帶動節(jié)流閥的閥芯相對于節(jié)流口發(fā)生側(cè)向位移以改變節(jié)流口的大小。其特征還在于所述節(jié)流閥具有底座，所述傳動機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺釘、底座和調(diào)節(jié)螺桿。其特征還在于底座一端連接調(diào)節(jié)螺釘、另一端連接節(jié)流閥閥體，調(diào)節(jié)螺釘與步進電機的輸出軸連接，調(diào)節(jié)螺桿兩端分別頂住調(diào)節(jié)螺釘和閥芯。其特征還在于所述步進電機的輸出軸與調(diào)節(jié)螺釘之間采用鍵連接，使得當(dāng)輸出軸旋轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)螺釘相對于輸出軸做軸向運動。[0009]其特征還在于所述調(diào)節(jié)螺釘與底座之間通過梯形螺紋傳動，推動調(diào)節(jié)螺桿和閥芯一起發(fā)生側(cè)向位移。其特征還在于所述閥芯的另一端設(shè)置復(fù)位彈簧或者節(jié)流閥閥體上與油箱連通一端開有溢流口以使多余的液壓油溢出。其特征在于步進電機的控制線經(jīng)高溫高壓密封插頭連接電機驅(qū)動板控制信號線， 所述節(jié)流閥的輸入油路端接有高溫高壓壓力傳感器或者壓力表，用于監(jiān)測壓力值的變化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的高溫高壓井下儀器液壓系統(tǒng)調(diào)壓調(diào)速裝置具有以下優(yōu)點1、步進電機工作穩(wěn)定，精確度高，可以達到準(zhǔn)確定位的目的；2、儀器高溫高壓下井作業(yè)中無需停止運轉(zhuǎn)即可調(diào)節(jié)某一回路壓力，作業(yè)時效性大大提高；3、步進電機驅(qū)動由操作者通過地面控制臺控制，操作方便、安全可靠；4、步進電機的步進角可以調(diào)節(jié)，步進角越小調(diào)節(jié)越精細，適用于微小范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)；5、本結(jié)構(gòu)空間體積小、運行平穩(wěn)可靠，十分適合在井下儀器中使用。
圖1為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為步進電機輸出軸和調(diào)節(jié)螺釘之間連接部份的剖面圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的井下儀器液壓系統(tǒng)調(diào)壓調(diào)速裝置進行詳細的描述。如圖1所示，高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置包括高溫高壓步進電機1和節(jié)流閥3，它們通過一個固定套筒2相連接。固定套筒2上面開有視窗口，可以在安裝調(diào)試的時候方便觀察調(diào)節(jié)螺釘5的行程。固定套筒2與節(jié)流閥3連接的地方有頂絲定位孔來保證步進電機輸出軸4和節(jié)流閥調(diào)節(jié)螺釘5兩者之間的同軸度。步進電機1通過固定支架13 固定在儀器內(nèi)部。步進電機1可以正轉(zhuǎn)(順時針)或反轉(zhuǎn)(逆時針)，它由地面控制臺經(jīng)驅(qū)動電路進行控制。步進電機輸出軸4與調(diào)節(jié)螺釘5之間采用鍵連接，調(diào)節(jié)螺釘5與節(jié)流閥底座8之間螺紋連接。由上述可見，步進電機輸出軸4在旋轉(zhuǎn)的時候，由于調(diào)節(jié)螺釘5在梯形螺紋傳動下，調(diào)節(jié)螺釘5同時相對于步進電機輸出軸4做軸向運動。步進電機輸出軸 4和調(diào)節(jié)螺釘5連接部分的剖面形狀見附圖2。節(jié)流閥底座8 一端與調(diào)節(jié)螺釘5連接，另一端與節(jié)流閥閥體螺紋連接。在節(jié)流閥底座8中孔有一根調(diào)節(jié)螺桿6，兩端分別頂住調(diào)節(jié)螺釘5和閥芯7。閥芯7與閥體內(nèi)孔之間采用間隙密封技術(shù)，合理控制兩者之間的徑向配合間隙，可以使閥芯7既能起到油液密封作用又能在閥體內(nèi)孔軸向靈活運動。當(dāng)閥芯7向節(jié)流閥3的節(jié)流口 11方向移動時，節(jié)流口 11的面積縮小，反之則增大。閥芯7的另一端有一彈簧9，起復(fù)位和緩沖作用。管接頭12 上的油口與被調(diào)節(jié)的液壓回路相連，在這個液壓回路上安裝有壓力傳感器來監(jiān)測壓力值， 這樣從地面控制臺就可以適時觀察到壓力的變化。從以上描述可以看出，本實用新型的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置能夠在設(shè)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)節(jié)流閥的出口壓力，從而實現(xiàn)取芯鉆頭的鉆速控制。本實用新型的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置的操作過程如下井下儀器在井下工作時，電機帶動液壓泵啟動，整個液壓系統(tǒng)開始工作。調(diào)節(jié)旁路回油節(jié)流閥的節(jié)流口開口大小，可以直接調(diào)節(jié)整個液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力。當(dāng)?shù)孛婵刂婆_觀察到壓力傳感器的壓力值過低而需要提高時，按下地面控制臺上的控制按鈕(+)，步進電機 1接到地面指令進行正轉(zhuǎn)，步進電機輸出軸4帶動調(diào)節(jié)螺釘5順時針旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)螺釘5與節(jié)流閥底座8之間通過梯形螺紋的傳動產(chǎn)生向左軸向位移，從而推動調(diào)節(jié)螺桿6及節(jié)流閥閥芯7 —起左移，節(jié)流閥閥芯7的左移直接使節(jié)流閥節(jié)流口 11面積減小，系統(tǒng)回油流量隨之減小，系統(tǒng)壓力不斷增加；反之當(dāng)需要降低系統(tǒng)壓力時，按下控制按鈕(_)，步進電機1接地面指令帶動調(diào)節(jié)螺釘5逆時針旋轉(zhuǎn)，從而通過連接傳動裝置使節(jié)流閥的閥芯7軸向右移，節(jié)流口 11面積增加，腔內(nèi)的壓力不斷減小，液壓系統(tǒng)的壓力隨之減小。通過地面控制臺上的壓力顯示可以很方便的適時觀察壓力的變化并迅速作出相應(yīng)的調(diào)整。本實用新型的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，是一種空間體積小、運行平穩(wěn)可靠、操作簡便實用的小型裝置，對測井行業(yè)井下儀器現(xiàn)場作業(yè)和實驗室的液壓試驗與調(diào)試均可適用。為了更直觀和便于測試，本裝置還可以設(shè)置一個只包含直流電源和步進電機驅(qū)動板的簡易控制裝置，便于實驗室使用。本實用新型還可有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及實質(zhì)的情況下， 熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于包括通過固定套筒(2)相連接的步進電機(1)和節(jié)流閥(3)，節(jié)流閥C3)的一側(cè)設(shè)有大小可調(diào)的節(jié)流口(11)，所述步進電機的輸出軸(4)旋轉(zhuǎn)時通過傳動機構(gòu)帶動節(jié)流閥的閥芯(7)相對于節(jié)流口(11)發(fā)生側(cè)向位移以改變節(jié)流口(11)的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于所述節(jié)流閥 (3)具有底座(8)，所述傳動機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺釘(5)、底座(8)和調(diào)節(jié)螺桿(6)。
3.如權(quán)利要求2所述的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于底座(8)— 端連接調(diào)節(jié)螺釘(5)、另一端連接節(jié)流閥閥體，調(diào)節(jié)螺釘(5)與步進電機的輸出軸⑷連接， 調(diào)節(jié)螺桿(6)兩端分別頂住調(diào)節(jié)螺釘( 和閥芯(7)。
4.如權(quán)利要求3所述的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于所述步進電機的輸出軸(4)與調(diào)節(jié)螺釘( 之間采用鍵連接，使得當(dāng)輸出軸(4)旋轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)螺釘(5) 相對于輸出軸⑷做軸向運動。
5.如權(quán)利要求4所述的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)螺釘(5)與底座(8)之間通過梯形螺紋傳動，推動調(diào)節(jié)螺桿(6)和閥芯(7) —起發(fā)生側(cè)向位移。
6.如權(quán)利要求3所述的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于所述閥芯 (7)的另一端設(shè)置復(fù)位彈簧(9)或者節(jié)流閥閥體上與液壓油箱連通的一端開有溢流口以使多余的液壓油溢出。
7.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，其特征在于步進電機 (1)的控制線經(jīng)高溫高壓密封插頭連接電機驅(qū)動板控制信號線，所述節(jié)流閥(3)的輸入油路端接有高溫高壓壓力傳感器或者壓力表，用于監(jiān)測壓力值的變化。
專利摘要本實用新型涉及一種高溫高壓井下儀器遠程調(diào)壓調(diào)速裝置，屬于井下施工的技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括通過固定套筒2相連接的步進電機1和節(jié)流閥3，節(jié)流閥3的一側(cè)設(shè)有大小可調(diào)的節(jié)流口11，所述步進電機的輸出軸4旋轉(zhuǎn)時通過傳動機構(gòu)帶動節(jié)流閥的閥芯7相對于節(jié)流口11發(fā)生側(cè)向位移以改變節(jié)流口的大小，從而實現(xiàn)遠程控制液壓系統(tǒng)的壓力和鉆進速度的技術(shù)效果。本實用新型操作方便、精確度高、運行平穩(wěn)可靠，適合在井下儀器中使用。
文檔編號F16K31/04GK202140079SQ20112016985
公開日2012年2月8日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者代蕊, 歐陽劍, 趙江波 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司