一種活塞式保護(hù)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到井下鉆具電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于井下鉆具電機(jī)的活塞式保護(hù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)在井下工作時(shí)處在高溫和高壓環(huán)境下，高溫使電機(jī)內(nèi)部介質(zhì)膨脹，而電機(jī)外部的高壓環(huán)境也使電機(jī)內(nèi)、外部產(chǎn)生很大的壓差，內(nèi)部介質(zhì)的膨脹和內(nèi)外部巨大壓差的存在使電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)密封，同時(shí)也會(huì)對(duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生巨大的破壞。因此，在井下工作的電機(jī)常常會(huì)設(shè)置保護(hù)器，保護(hù)器的主要作用就是平衡電機(jī)內(nèi)部與電機(jī)外部的壓力，使電機(jī)內(nèi)、外部壓差變小或不存在壓差。
[0003]公開號(hào)為CN 201726224U，公開日為2011年01月26日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種金屬波紋管式高溫電機(jī)保護(hù)器，包括上接頭、下接頭，下接頭上方安裝有止推軸承座，止推軸承座上方安裝有止推軸承，止推軸承上方有中間接頭，中間接頭上方安裝有金屬波紋管儲(chǔ)油腔，其特征在于:所述的金屬波紋管儲(chǔ)油腔包括護(hù)軸管，護(hù)軸管底部螺紋連接護(hù)軸管短節(jié)，護(hù)軸管短節(jié)上開有使護(hù)軸管內(nèi)外相通的斜通孔，護(hù)軸管短節(jié)外圓周的環(huán)形凸上固定有大波紋管，大波紋管上方固定有相對(duì)于護(hù)軸管能夠滑動(dòng)的蓋板，蓋板上端面固定有小波紋管，小波紋管上方固定有定位套，定位套套在護(hù)軸管的上端，大波紋管及小波紋管與護(hù)軸管之間的環(huán)腔為儲(chǔ)油腔。
[0004]該專利文獻(xiàn)公開的金屬波紋管式高溫電機(jī)保護(hù)器，大波紋管固定在護(hù)軸管短節(jié)外圓周的環(huán)形凸上，大波紋管上方固定蓋板，蓋板上端面固定小波紋管，這種結(jié)構(gòu)，其平衡內(nèi)外壓差是通過大波紋管推動(dòng)蓋板實(shí)現(xiàn)，小波紋管的作用相當(dāng)有限，由于電機(jī)長期處在高溫高壓環(huán)境中，使用一段時(shí)間后，大波紋管與蓋板之間容易產(chǎn)生間隙，導(dǎo)致內(nèi)外壓差難以實(shí)現(xiàn)自平衡，導(dǎo)致保護(hù)器失去保護(hù)作用，影響電機(jī)的正常運(yùn)行。
[0005]公開號(hào)為CN 203488422U，公開日為2014年03月19日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種自動(dòng)式免注油潛油電機(jī)保護(hù)器，包括位于保護(hù)器下端與潛油電機(jī)連接的下接頭，其特征是:下接頭內(nèi)腔中有固定在中心軸上的擋板，擋板下部通過彈簧連接活塞，活塞上固定有O環(huán)，下接頭的軸孔油路下部有單流閥。
[0006]該專利文獻(xiàn)公開的自動(dòng)式免注油潛油電機(jī)保護(hù)器，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，尤其是連接活塞的彈簧，長期使用后，彈性力下降，活塞難以在彈簧的作用下通過O環(huán)封閉環(huán)空油路，且外部介質(zhì)容易直接接觸O環(huán)，致使O環(huán)損壞，導(dǎo)致內(nèi)外壓差難以實(shí)現(xiàn)自平衡，進(jìn)而使保護(hù)器失去保護(hù)作用，影響電機(jī)的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種活塞式保護(hù)器，本發(fā)明通過雙活塞結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外壓差的自平衡，且有效降低了整個(gè)保護(hù)器工作過程中的壓力脈動(dòng)，提高了工作可靠性，從而能夠保障電機(jī)長時(shí)間正常穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0008]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種活塞式保護(hù)器，包括殼體和連接內(nèi)部介質(zhì)腔的支座，支座固定在殼體上，其特征在于:還包括固定在支座上的活塞桿，活塞桿位于殼體內(nèi)，所述活塞桿與殼體之間通過密封圈連接有第一活塞和與外部介質(zhì)腔相通的第二活塞，所述第一活塞、第二活塞、殼體和活塞桿圍成過渡腔，所述第一活塞、殼體、活塞桿和支座圍成稀油腔，所述支座上開有通油孔，通油孔分別與稀油腔和內(nèi)部介質(zhì)腔連通。
[0009 ]所述過渡腔內(nèi)裝有彈性元件。
[0010]所述彈性元件為彈簧，彈簧的一端與第一活塞連接，彈簧的另一端與第二活塞連接。
[0011]所述彈性元件為氣體，氣體充滿過渡腔。
[0012]所述彈性元件為彈簧和氣體。
[0013]所述第二活塞與殼體之間開有外環(huán)密封油脂腔，第二活塞與活塞桿之間開有內(nèi)環(huán)密封油脂腔。
[0014]所述第二活塞與殼體之間設(shè)置有與外部介質(zhì)腔接觸的外圈抗污環(huán)，外圈抗污環(huán)套在第二活塞上，第二活塞與活塞桿之間設(shè)置有與外部介質(zhì)腔接觸的內(nèi)圈抗污環(huán)，內(nèi)圈抗污環(huán)套在活塞桿上。
[0015]所述活塞桿的內(nèi)部設(shè)置有流通腔，流通腔分別與外部介質(zhì)腔和內(nèi)部介質(zhì)腔連通。
[0016]所述殼體與支座通過螺紋連接或法蘭連接。
[0017]所述支座上套有O環(huán)，支座與殼體通過法蘭固定連接。
[0018]本發(fā)明的工作原理如下:
電機(jī)在下井過程中，隨著外部介質(zhì)壓力和溫度的升高，由于外部介質(zhì)腔壓力的增加以及過渡腔內(nèi)彈性元件的高度可壓縮性，第二活塞將向右側(cè)移動(dòng)，同時(shí)，通過通油孔進(jìn)入稀油腔內(nèi)的油，由于具有熱膨脹性，將推動(dòng)第一活塞向左側(cè)移動(dòng)，使外部介質(zhì)腔、過渡腔、稀油腔和內(nèi)部介質(zhì)腔的壓力達(dá)到自動(dòng)平衡，實(shí)現(xiàn)保護(hù)器對(duì)電機(jī)的壓力補(bǔ)償保護(hù)。
[0019]電機(jī)在出井過程中，隨著外部介質(zhì)壓力和溫度的降低，過渡腔內(nèi)的氣體將不斷膨脹，同時(shí)稀油腔內(nèi)的油體積也會(huì)縮小，此時(shí)過渡腔的體積不斷增加，使第二活塞不斷向左側(cè)移動(dòng)，第一活塞不斷向右側(cè)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)外部介質(zhì)腔、過渡腔、稀油腔和內(nèi)部介質(zhì)腔的壓力平衡，第二活塞上的外部介質(zhì)也被逐漸推出，殼體內(nèi)表面和活塞桿表面的污染物也被外圈抗污環(huán)和內(nèi)圈抗污環(huán)刮抹干凈，有效防止污染物對(duì)密封圈造成損壞。
[0020]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一、本發(fā)明，活塞桿位于殼體內(nèi)，活塞桿與殼體之間通過密封圈連接有第一活塞和與外部介質(zhì)腔相通的第二活塞，第一活塞、第二活塞、殼體和活塞桿圍成過渡腔，第一活塞、殼體、活塞桿和支座圍成稀油腔，支座上開有通油孔，通油孔分別與稀油腔和內(nèi)部介質(zhì)腔連通，形成雙活塞結(jié)構(gòu)，隨著外部介質(zhì)壓力和溫度的升高，由于外部介質(zhì)腔壓力的增加，第二活塞將向右側(cè)移動(dòng)，同時(shí)，通過通油孔進(jìn)入稀油腔內(nèi)的油，由于具有熱膨脹性，將推動(dòng)第一活塞向左側(cè)移動(dòng)，使外部介質(zhì)腔、過渡腔、稀油腔和內(nèi)部介質(zhì)腔的壓力達(dá)到自動(dòng)平衡，實(shí)現(xiàn)保護(hù)器對(duì)電機(jī)的壓力補(bǔ)償保護(hù)，作為一個(gè)完整的技術(shù)方案，通過雙活塞結(jié)構(gòu)，有效降低了整個(gè)保護(hù)器工作過程中的壓力脈動(dòng)，提高了工作可靠性，從而能夠保障電機(jī)長時(shí)間正常穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0021]二、本發(fā)明，過渡腔內(nèi)裝有彈性元件，彈性元件具有高度可壓縮性，當(dāng)外部介質(zhì)壓力和溫度不斷升高時(shí)，外部介質(zhì)腔壓力隨之增加，第二活塞將向右側(cè)移動(dòng)；由于稀油腔內(nèi)油的熱膨脹性以及彈性元件的高度可壓縮性，能夠快速推動(dòng)第一活塞向左側(cè)移動(dòng)，使外部介質(zhì)腔、過渡腔、稀油腔和內(nèi)部介質(zhì)腔的壓力達(dá)到自平衡，從而保護(hù)電機(jī)正常運(yùn)行。
[0022]三、本發(fā)明，彈性元件為彈簧，彈簧的一端與第一活塞連接，彈簧的另一端與第二活塞連接，彈簧具有良好的彈性作用力，在壓力作用下，能夠輕松促使第一活塞和第二活塞產(chǎn)生相向或相反運(yùn)動(dòng)，便于實(shí)現(xiàn)壓力平衡。
[0023]四、本發(fā)明，彈性元件為氣體，氣體充滿過渡腔，由于氣體能夠灌滿整個(gè)過渡腔，整個(gè)過渡腔內(nèi)氣體密度均勻性好，作用在第一活塞和第二活塞上的力較均勻，從而能夠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)壓力自平衡。
[0024]五、本發(fā)明，彈性元件為彈簧和氣體，通過采用彈簧和氣體共同配合，具備高度可壓縮性，極大的提高了實(shí)現(xiàn)壓力自平衡的速度，有效降低了整個(gè)保護(hù)器工作過程中的壓力脈動(dòng)，提高工作可靠性。
[0025]六、本發(fā)明，第二活塞與殼體之間開有外環(huán)密封油脂腔，第二活塞與活塞桿之間開有內(nèi)環(huán)密封油脂腔，能夠有效防止外部介質(zhì)中的顆粒物直接接觸第一活塞、第二活塞以及活塞桿上的密封圈，保護(hù)密封圈不受損壞，從而保障壓力自平衡能夠良好實(shí)現(xiàn)。
[0026]七、本發(fā)明，第二活塞與殼體之間設(shè)置有與外部介質(zhì)腔接觸的外圈抗污環(huán)，