井下排量控制液压触发机构制造技术

一种井下排量控制液压触发机构，包括轴向运动体、驱动套筒、中心轴、上壳体、触发活塞、下壳体和回位弹簧，上壳体的内缘形成阶梯部，所述阶梯部的上端大径部和中心轴之间设有轴向运动体，所述阶梯部的下端小径部和中心轴之间设有驱动套筒，所述触发活塞包含中间部，所述中间部的上端外侧形成伸入所述中心轴的下端和上壳体之间的上延伸部，下端内侧形成向下延伸的下延伸部，所述下壳体的内缘设有第一环形凸起，所述第一环形凸起和所述触发活塞的中间部之间设有回位弹簧，所述第一环形凸起的内缘与所述下延伸部相贴靠。由此，本实用新型专利技术的不引起额外的压力损耗，且能够有效地避免排量波动的影响，提高工具的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油、天然气钻井
的井下液压触发机构，尤其涉及一种对井下工具进行触发与关闭控制的井下排量控制液压触发机构。
技术介绍
在石油钻井过程中，经常会遇到要求井下工具在随钻状态下进行触发与关闭的控制冋题。对于井下工具的触发控制分为单次触发控制和反复触发控制。单次触发控制主要是利用投球的方式，通过剪断剪钉来触发机构动作，这种控制的优点是结构简单，操作方便，安全可靠，缺点是只能进行一次触发动作，且需要停栗后进行投球操作。反复触发控制主要包括多次投球触发控制和排量触发控制。多次投球触发控制是指可利用投球操作来满足多次触发和关闭的控制，例如专利号为200720090026的“一种井下可控式钻具旁通阀”中涉及到的投球机构，这种控制方式虽然解决了单次投球控制不可重复操作的问题，但增加了球袋等结构，且操作需停栗，效率不高。目前常用的排量触发控制是利用节流口等机构来实现操控的控制方式，这种控制方式最大的缺点就是增加了额外的压力损耗。为此，本技术的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种井下排量控制液压触发机构，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种井下排量控制液压触发机构，其结构简单，操作方便，为解决上述问题，本技术公开了一种井下排量控制液压触发机构，包括轴向运动体、驱动套筒、中心轴、上壳体、触发活塞、下壳体和回位弹簧，其特征在于:所述上壳体的下端与下壳体的上端固接，所述中心轴设置于上壳体和下壳体内，所述上壳体的内缘形成阶梯部，所述阶梯部的上端大径部和中心轴之间设有轴向运动体，所述阶梯部的下端小径部和中心轴之间设有驱动套筒，所述触发活塞包含中间部，所述中间部的上端外侧形成伸入所述中心轴的下端和上壳体之间的上延伸部，下端内侧形成向下延伸的下延伸部，所述下壳体的内缘设有第一环形凸起，所述第一环形凸起和所述触发活塞的中间部之间设有回位弹簧，所述第一环形凸起的内缘与所述下延伸部相贴靠。其中:所述第一环形凸起的下方还设有第二环形凸起以对触发活塞的上下移动进行限位。其中:所述上壳体的阶梯部的上端大径部的下端设有旁通孔，所述下壳体的第一环形凸起上方设有旁通孔。其中:所述中心轴的外缘下端设有限位凸起以对驱动套筒的向下运动进行限位。其中:所述驱动套筒的内外缘与中心轴和上壳体之间均设有密封圈。其中:所述回位弹簧为螺旋弹簧。其中:所述触发活塞的中间部和下壳体之间设有密封圈，所述下壳体的第一环形凸起内缘设有供密封圈容置的密封凹槽。通过上述结构可知，本技术的井下排量控制液压触发机构利用钻井液排量控制的井下液压触发机构，用于对井下工具进行触发与关闭控制。机构不引起额外的压力损耗，且能够有效地避免排量波动的影响，提高工具的稳定性。本技术在井下起到液压开关的作用:只有当排量大于触发机构的开启排量时，机构才动作，当机构打开后，维持打开状态的排量可小于开启排量；只有当排量小于触发机构的关闭排量时，机构才关闭。本技术的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。【附图说明】图1显示了本技术的井下排量控制液压触发机构的关闭状态示意图。图2显示了本技术的开启状态示意图。附图标记:轴向运动体1，驱动套筒2，中心轴3，上壳体4，触发活塞5，下壳体6，回位弹簧7。【具体实施方式】参见图1和2，显示了本技术的井下排量控制液压触发机构及其不同状态的示意图。所述井下排量控制液压触发机构包括轴向运动体1，驱动套筒2，中心轴3，上壳体4，触发活塞5，下壳体6，回位弹簧7，所述上壳体4的下端与下壳体6的上端固接，所述中心轴3设置于上壳体4和下壳体6组成流道内，所述上壳体4的内缘形成阶梯部，所述阶梯部的上端大径部和中心轴3之间设有轴向运动体1，所述阶梯部的下端小径部和中心轴3之间设有驱动套筒2，所述中心轴3的外缘下端设有限位凸起，以对驱动套筒2的向下运动进行限位，所述驱动套筒2的内外缘与中心轴3和上壳体4之间均设有密封圈，以实现活塞式的密封，所述触发活塞5包含中间部，所述中间部的上端外侧形成伸入所述中心轴3的下端和上壳体4之间的上延伸部，下端内侧形成向下延伸的下延伸部，所述下壳体6的内缘设有第一环形凸起，所述第一环形凸起和所述触发活塞5的中间部之间设有回位弹簧7，所述回位弹簧7优选为螺旋弹簧，所述第一环形凸起的内缘与所述下延伸部相贴靠，以供所述触发活塞5上下移动，所述第一环形凸起的下方还可设有第二环形凸起，以对触发活塞5的上下移动进行限位，所述触发活塞5的中间部和下壳体6之间设有密封圈，所述下壳体6的第一环形凸起内缘设有供密封圈容置的密封凹槽，且所述上壳体4和下壳体6上都开有旁通孔，其中，所述上壳体4的阶梯部的上端大径部的下端设有旁通孔，所述下壳体6的第一环形凸起的上方设有旁通孔(参见图1和2)。由此，在正常钻进的情况下，机构不需要触发，此时钻井液作用于触发活塞5上下端面的压力差不足以进一步压缩回位弹簧下行(在正常钻进时，回位弹簧7已经在正常排量钻井液的压力下具备一定的预紧力)，机构处于关闭状态。当需要触发动作时，增大钻井液排量，当压力增至触发机构的开启压力时，触发活塞5压缩回位弹簧7下行直至触发活塞5的上端完全离开中心轴3下端的密封圈，这时，钻井液可以通过中心轴3与触发活塞5之间的通道到达驱动套筒2下部中心轴3与上壳体4之间的环形空间中，此时触发机构动作至开启状态，钻井液压力促使驱动套筒2推动轴向运动体1上行。开启状态下，由于触发活塞5上端完全离开中心轴3下端的密封圈，所以触发活塞5上端的液压作用面积增大。当需要关闭动作时，减小钻井液排量，当压力降至关闭压力，触发活塞上下端面压力差减小，在回位弹簧7的作用下，触发活塞上行，直至回到初始状态，中心轴3与触发活塞5之间的通道被堵死，机构处于关闭状态。通过对触发活塞5的受力分析，我们可以得出以下结论:井下液压触发机构的开启压力大于正常钻进时的工作压力，触发机构一旦打开，维持机构处于打开状态的工作压力可以小于开启压力，即维持机构打开状态的钻井液最小排量要比开启排量小。触发机构关闭压力应该小于正常钻进时的工作压力，所以液压触发机构可以通过增大钻井液排量至开启压力来触发动作时；通过减小钻井液排量至关闭压力来完成关闭动作，即井下液压触发机构相当于工具开关的作用。显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本技术的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本技术不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本技术的教导的特定例子，本技术的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。【主权项】1.一种井下排量控制液压触发机构，包括轴向运动体、驱动套筒、中心轴、上壳体、触发活塞、下壳体和回位弹簧，其特征在于: 所述上壳体的下端与下壳体的上端固接，所述中心轴设置于上壳体和下壳体内，所述上壳体的内缘形成阶梯部，所述阶梯部的上端大径部和中心轴之间设有轴向运动体，所述阶梯部的下端小径部和中心轴之间设有驱动套筒，所述触发活塞包含中间部，所述中间部的上端外侧形成伸入所述中心轴的下端和上壳体之间的上延伸部，下端内侧形成向下延伸的下延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下排量控制液压触发机构，包括轴向运动体、驱动套筒、中心轴、上壳体、触发活塞、下壳体和回位弹簧，其特征在于：所述上壳体的下端与下壳体的上端固接，所述中心轴设置于上壳体和下壳体内，所述上壳体的内缘形成阶梯部，所述阶梯部的上端大径部和中心轴之间设有轴向运动体，所述阶梯部的下端小径部和中心轴之间设有驱动套筒，所述触发活塞包含中间部，所述中间部的上端外侧形成伸入所述中心轴的下端和上壳体之间的上延伸部，下端内侧形成向下延伸的下延伸部，所述下壳体的内缘设有第一环形凸起，所述第一环形凸起和所述触发活塞的中间部之间设有回位弹簧，所述第一环形凸起的内缘与所述下延伸部相贴靠。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林雅玲，张海波，石荣，洪迪峰，滕鑫淼，高文凯，张磊，
申请(专利权)人：中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11