專利名稱：一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在石油鉆井的井下工具中，經(jīng)常采用液壓油缸作為動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。例如使用在導(dǎo)向鉆井工具中的液壓推力油缸。由于液壓油缸是在井下高壓和高溫的泥漿環(huán)境下工作，美國(guó)專利US20060243487A1和US2002088648A1中采用的常規(guī)油缸密封技術(shù)往往不能達(dá)到滿意的效果。由于泥漿中含有大量的巖屑顆粒，它們會(huì)造成油缸密封圈的快速磨損，使井下液壓系統(tǒng)泄漏而不能正常工作。在油缸密封圈與泥漿間增加防塵圈或常規(guī)的密封圈，也不能起到滿意的效果。主要是隨著井深的增加，泥漿的壓力也會(huì)不斷增加，有時(shí)要達(dá)到IOOMPa以上。為了使井下封閉的液壓系統(tǒng)能夠正常工作，一般需要采用帶壓力補(bǔ)償?shù)挠拖洹＿@樣在增加的防塵圈或常規(guī)的密封圈兩端，會(huì)產(chǎn)生巨大的壓力差，使防塵圈或常規(guī)的密封圈無(wú)法正常工作，泥漿很容易通過(guò)防塵圈或常規(guī)的密封圈，與油缸密封圈接觸，造成油缸密封圈的快速磨損。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種保證在井下泥漿環(huán)境下使用的油缸密封工作可靠，同時(shí)具有較長(zhǎng)壽命的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，包括油缸體和能夠在油缸體上伸縮的活塞，其特征在于，所述油缸體和活塞之間設(shè)有油缸密封圈，所述油缸體與活塞接觸面的外部設(shè)有能夠伸縮的膠囊。所述膠囊內(nèi)設(shè)有流體或半流體的介質(zhì)。所述流體的介質(zhì)為耐高溫的液壓油、潤(rùn)滑油或硅油；所述半流體的介質(zhì)為硅脂或耐高溫的潤(rùn)滑脂。所述膠囊的材質(zhì)為耐高溫的變形材料。所述耐高溫的變形材料為氟橡膠、氰化丁腈橡膠或硅橡膠。所述油缸密封圈為O型密封圈、格來(lái)圈或U型密封圈。所述活塞為柱塞。所述膠囊上設(shè)有凸起的圓環(huán)面，所述油缸體和柱塞上設(shè)有凹槽，所述凸起的圓環(huán)面卡在所述凹槽內(nèi)。所述凸起的圓環(huán)面通過(guò)帶切口的彈簧卡圈卡在油缸體上，通過(guò)油缸頭將膠囊固定在柱塞的凹槽中。所述活塞為活塞桿。[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是本實(shí)用新型通過(guò)在油缸密封結(jié)構(gòu)中增加了可以自由伸縮的膠囊，避免了泥漿與油缸密封表面和油缸密封圈直接接觸，有效地防止了泥漿中的巖屑顆粒對(duì)油缸密封造成的快速磨損和破壞，提高了井下油缸的工作壽命。膠囊中的流體或半流體介質(zhì)，通過(guò)膠囊的變形，能夠跟隨井下高壓泥漿的壓カ變化，使膠囊兩側(cè)的壓力自動(dòng)平衡；同時(shí)也保證了油缸密封圈兩側(cè)的壓カ差不隨井深變化，使油缸密封圈能夠正常工作，密封住井下液壓系統(tǒng)的高壓流體。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中使用的附圖作ー簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面所列附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另ー種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的再一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的組件列表如下I-油缸連接板，2-0型圏，3-油缸體，4-彈簧卡圏，5-膠囊，6-柱塞，7-油缸密封圏，8-柱塞頭，9-緊固螺釘，10-流體或半流體介質(zhì)，11-活塞桿。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)ー步地詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖I，一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例是應(yīng)用于柱塞油缸的密封結(jié)構(gòu)，其中的活塞為柱塞，柱塞能夠在油缸體上伸縮，該密封結(jié)構(gòu)包括油缸體3和柱塞6，油缸體3和柱塞6之間設(shè)有油缸密封圈7，油缸體3與柱塞6接觸面的外部設(shè)有能夠伸縮的膠囊5。本實(shí)用新型采用油缸密封圈和膠囊組合的密封方式進(jìn)行工作。油缸密封圈密封液壓系統(tǒng)的高壓流體，膠囊將泥漿與柱塞的圓柱面隔開(kāi)，當(dāng)油缸的柱塞伸出或收回時(shí)，膠囊也能夠隨柱塞的移動(dòng)而自由伸縮。通過(guò)本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)能夠保證油缸密封圈不接觸泥漿；參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型提供的另ー種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)包括油油缸連接板1，油缸連接板I上設(shè)有油缸體3，油缸連接板I與油缸體3之間設(shè)有O型圈2，油缸體3內(nèi)設(shè)有柱塞6，柱塞6上通過(guò)緊固螺釘9連接柱塞頭8，油缸體3和柱塞6之間設(shè)有油缸密封圈7，油缸體3與柱塞6接觸面的端面設(shè)有能夠伸縮膠囊5。本實(shí)用新型采用柱塞上面的油缸密封圈密封井下液壓系統(tǒng)的高壓油，在油缸體和柱塞之間采用了一個(gè)可以伸縮和變形的橡膠膠囊將油缸體與柱塞間的接觸表面密封起來(lái)，防止油缸密封圈及接觸表面與油缸外面的井下泥漿接觸，提高了密封效果，延長(zhǎng)了油缸的使用壽命。本實(shí)施例是在上一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，膠囊5內(nèi)設(shè)有流體或半流體的介質(zhì)10。流體的介質(zhì)為耐高溫的液壓油、潤(rùn)滑油或硅油；半流體的介質(zhì)優(yōu)選硅脂或耐高溫的潤(rùn)滑脂。膠囊5由可以變形和自由伸縮的耐高溫的變形材料構(gòu)成，優(yōu)選氟橡膠、氰化丁腈橡膠或硅橡膠。也可以用金屬材料，例如金屬波紋管。在井下泥漿的作用下，通過(guò)膠囊的變形，膠囊內(nèi)部填充的流體或半流體介質(zhì)的壓力，同時(shí)，與帶壓力補(bǔ)償?shù)挠拖湟黄鹗褂脮r(shí)，能夠使油缸密封圈兩端密封的壓力差，不隨井 深變化。保證了井下泥漿環(huán)境下使用的油缸密封工作可靠，同時(shí)也具有較長(zhǎng)的壽命。作為優(yōu)選，膠囊5與油缸體3和柱塞6的連接，采用在膠囊5上設(shè)有凸起的圓環(huán)面，在油缸體3和柱塞6上開(kāi)有凹槽的結(jié)構(gòu)，通過(guò)油缸頭8將膠囊5固定在柱塞6的凹槽中。安裝時(shí)，通過(guò)變形使膠囊5凸起的圓環(huán)面卡在油缸體3和柱塞6的凹槽內(nèi)。為了保證井下工作的可靠，膠囊5卡在油缸體3上以后，再用帶切口的彈簧卡圈4將膠囊5下部凸起的圓環(huán)面卡在油缸體3上，彈簧卡圈4卡緊后，下端面頂在油缸體3上，中部凸起的圓柱面頂在膠囊上。彈簧卡圈4 一方面可以提高密封的可靠性，另一方面，也能夠保證在強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)的井下環(huán)境下工作時(shí)，膠囊5不會(huì)從油缸體上脫落。膠囊5卡在柱塞6上以后，再插入油缸頭8，將膠囊5固定在柱塞6的凹槽中，防止膠囊5從柱塞6的凹槽中滑出。本實(shí)用新型的油缸密封圈可以采用各種通用的油缸密封圈，例如0型密封圈、格來(lái)圈或U型密封圈等。參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)還可以是圖3所示的密封結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例是應(yīng)用于活塞油缸的密封結(jié)構(gòu)，其中的活塞可以是活塞桿11的形式，油缸體3和活塞桿11之間設(shè)有油缸密封圈7，油缸體3與活塞桿11接觸面的端面設(shè)有膠囊5。膠囊5內(nèi)裝填有流體或半流體介質(zhì)10。本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)能夠保證油缸密封表面和油缸密封圈不接觸泥漿，不易磨損，油缸密封結(jié)構(gòu)使用壽命長(zhǎng)，膠囊能夠跟隨井下泥漿的壓力大小自動(dòng)變化，保持膠囊內(nèi)外壓力的平衡。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，包括油缸體和能夠在油缸體上伸縮的活塞，其特征在于，所述油缸體和活塞之間設(shè)有油缸密封圈，所述油缸體與活塞接觸面的外部設(shè)有能夠伸縮的膠囊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膠囊內(nèi)設(shè)有流體或半流體的介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述流體的介質(zhì)為耐高溫的液壓油、潤(rùn)滑油或硅油；所述半流體的介質(zhì)為硅脂或耐高溫的潤(rùn)滑脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膠囊的材質(zhì)為耐高溫的變形材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耐高溫的變形材料為氟橡膠、氰化丁腈橡膠或硅橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述油缸密封圈為O型密封圈、格來(lái)圈或U型密封圏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞為柱塞。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膠囊上設(shè)有凸起的圓環(huán)面，所述油缸體和柱塞上設(shè)有凹槽，所述凸起的圓環(huán)面卡在所述凹槽內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起的圓環(huán)面通過(guò)帶切ロ的彈簧卡圈卡在油缸體上，通過(guò)油缸頭將膠囊固定在柱塞的凹槽中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞為活塞桿。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于井下液壓油缸的密封結(jié)構(gòu)，包括油缸體和能夠在油缸體上伸縮的活塞，所述油缸體和活塞之間設(shè)有油缸密封圈，所述油缸體與活塞接觸面的外部設(shè)有能夠伸縮的膠囊。所述膠囊內(nèi)設(shè)有流體或半流體的介質(zhì)。所述膠囊的材質(zhì)為氟橡膠。所述油缸密封圈為O型密封圈、格來(lái)圈或U型密封圈。所述膠囊上設(shè)有凸起的圓環(huán)面，所述油缸體和柱塞上設(shè)有凹槽，所述凸起的圓環(huán)面卡在所述凹槽內(nèi)。所述凸起的圓環(huán)面通過(guò)帶切口的彈簧卡圈卡在油缸體上。本實(shí)用新型通過(guò)在油缸密封結(jié)構(gòu)中增加可自由伸縮的膠囊，避免泥漿與油缸密封表面和油缸密封圈直接接觸，有效地防止了泥漿中的巖屑顆粒對(duì)油缸密封造成的快速磨損和破壞，提高了井下油缸的工作壽命。
文檔編號(hào)F16J15/52GK202441892SQ20122005708
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者喻重山, 張磊, 艾維平, 范錦輝, 鄧樂(lè), 高學(xué)之 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院