公开了一种具有联接部件和提升阀的组件。联接部件具有第一端。第一端具有延伸到联接部件中的开口，使得联接部件具有绕着开口延伸并且限定开口的侧壁，该侧壁至少部分地由延性材料构造。提升阀被定位在开口内。提升阀具有在开口外的第一端、在开口内的第二端、以及在第一端与第二端之间延伸的外表面。提升阀具有被定位在第一端与第二端之间的凹部，该凹部由底部和至少一个侧壁限定。侧壁的延性材料的至少一部分被定位在凹部内，以将提升阀固定到开口中。中。中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将提升阀附接到机电致动器装置的系统及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有于2019年6月1日提交的被确定为美国第62/859,980号的临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用被并入本文。
技术介绍
[0003]机电致动器系统通常是众所周知的并且已经存在多年。在井下行业(石油、天然气、采矿、水、勘探、建筑等)中，机电致动器可以用作工具或系统的一部分，这种工作或系统包括但不限于：钻孔器、可调仪表稳定器、可竖向操纵的工具、可旋转操纵的工具、旁通阀、封隔器、井下阀、造斜器、闩锁或释放机构、锚定机构或随钻测量(MWD)脉冲发生器。例如，在MWD脉冲发生器中，致动器可以被用于致动用于操作大型泥浆液压致动阀的先导/伺服阀机构。这种阀可以被用作这样的系统的一部分，该系统用于将数据从钻孔的靠近钻头的底部(称为井下)传回地面。这些通信系统的井下部分被称为泥浆脉冲发生器，因为这些系统在泥浆或流体柱中形成可编程压力脉冲，其可被用于将数字数据从井下传送到地面。泥浆脉冲发生器通常是众所周知的，并且具有许多不同的泥浆脉冲发生器实现方式以及可用于产生泥浆脉冲的机构。
[0004]许多现有系统具有由硬且脆的材料构建的圆筒形阀部件，其被连接到致动器的轴。硬且脆材料是陶瓷或碳化物。另一方面，致动器的轴由不同类型的材料制成，例如钢合金、不锈钢合金或镍合金，其比提升阀更具延性并且具有更高的抗拉强度。将非常硬且脆的材料附接到致动器的更具延性和更高抗拉强度的轴上已被证明具有挑战性，尤其是在恶劣的环境中。此外，诸如伺服阀提升阀之类的一些部件的小尺寸已经增加了将提升阀附接到致动器的轴的难度。典型的伺服提升阀为圆筒形形状，以及1/2长且5/16宽。
[0005]已经提出了将提升阀附接到致动器的轴的许多尝试。过去使用螺纹、用螺杆固定、用销固定、钎焊/焊接、压配合、用固定螺杆夹紧。此外，还提出了将提升阀和致动器的轴制成整体结构的硬且脆的材料。还使用了这些技术的组合。
[0006]在硬且脆的材料中制造螺纹需要磨削、电火花加工或由一种或多种延性材料制成的衬套。此类特征还会产生应力集中，在该应力集中处可以产生裂纹。在高振动和温度循环环境中，螺纹紧固件可能会松动。诸如Loctite的螺纹锁固剂会在钻井液中降解。螺杆和销的剪切面积相对较小，会在提升阀中产生应力集中，从而导致故障。
[0007]将提升阀的硬脆材料捕获在诸如部件肩部或固定环之类的其它部件之间并不总是可行的。由于工艺敏感性和腐蚀，将提升阀钎焊或焊接到致动器的轴可能不可靠。钎焊或锡焊会添加额外的异种金属，从而导致阳极腐蚀。在通常使用的钻孔流体中会加速腐蚀。由于这些硬质材料的低摩擦系数以及碳化物/陶瓷和金属合金之间的热膨胀率差异，将提升阀压配合或夹紧到致动器的轴中会是不可靠的。使提升阀的外表面粗糙化以增强摩擦接合会导致其它问题，因为粗糙的表面也会产生用于裂纹萌生和失效的部位。
[0008]因此，希望增加提升阀与致动器的轴之间连接的可靠性和强度。本公开是对于上述问题的解决方案。
附图说明
[0009]图1是根据本公开的具有被固定到致动器的伺服轴的提升阀的示例性机电致动器的横截面图。
[0010]图2是根据本公开构造的机电致动器的提升阀的实施例的侧视图。
[0011]图3是根据本公开构造的机电致动器的伺服轴的示例性实施例的横截面图。
[0012]图3A是伺服轴的侧壁的如图3中所示的线3A
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3A所示的横截面图。
[0013]图4是根据本公开的被连接到提升阀的致动器的伺服轴的示例性实施例的横截面图。
[0014]图5是图4的放大图，其示出了根据本公开的伺服轴与提升阀之间的互连。
具体实施方式
[0015]以下详细说明参照附图。不同附图中的相同附图标记可标识相同或类似的元件。
[0016]本公开中提出的机构解决了上述问题。该装置和方法适于井下工具的致动，例如在钻孔、修井和生产中，并且将在该上下文中描述该装置和方法。可以利用该装置和方法、使用该装置和方法致动和控制的井下工具可以包括但不限于：钻孔器、可调仪表稳定器、可竖向操纵的工具、可旋转操纵的工具、旁通阀、封隔器、控制阀、闩锁或释放机构和/或锚定机构。例如，在一种应用中，致动器可以用于致动先导/伺服阀机构，以用于操作例如在MWD脉冲发生器中的更大的泥浆液压致动阀。
[0017]如在本文中所使用的，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其它变型旨在涵盖非排它性的包含。例如，包括一系列元件的过程、方法、物品或装置不一定仅限于那些元件，而是可以包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或装置固有的其它元件。此外，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包含性的“或”而非排除性的“或”。例如，条件A或B满足以下任一条件：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，并且A和B都为真(或存在)。
[0018]此外，使用“一”或“一个”来描述本文实施例的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和给出本专利技术概念的一般意义。该描述应被理解为包括一个或多个，并且单数也包括复数，除非明显另有含义。
[0019]此外，除非有相反的明确说明，否则术语“多个”的使用意在表达“多于一个”。
[0020]此外，实现方式的某些部分已被描述为执行一个或多个功能的“部件”或“电路”。术语“部件”或“电路”可包括硬件，例如处理器、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)，或硬件和软件的组合。软件包括一个或多个计算机可执行指令，这些指令在由一个或多个部件执行时使部件或电路执行指定的功能。应理解，这里描述的算法存储在一个或多个非瞬态存储器上。示例性非暂时性存储器包括随机存取存储器、只读存储器、闪存等。这种非暂时性存储器可以是基于电的或基于光的。此外，这里描述的消息可以由部件生成并导致各种物理变换。
[0021]最后，如在本文中所使用的，对“一实施例”或“一个实施例”的任何引用意味着结合该实施例描述的特定元件、特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。说明书中不同地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一个实施例。
[0022]图1是可用于例如井下MWD脉冲发生器工具中的机电致动器组件20的图示。机电致动器组件20可以包括壳体22、旋转致动器24和引导或滚珠螺杆25，该引导或滚珠螺杆25致动伺服轴28。机电致动器组件20还可以具有一个或多个震动吸收和自对准构件29，其吸收来自旋转致动器24的冲击并且可以补偿未对准。震动吸收和自对准构件29还可以吸收由外力施加到伺服轴28的震动。在一个实施方式中(针对特定一组的载荷和温度要求)，震动吸收和自对准构件29(如图1所示)可以是机械加工的螺旋弹簧，该螺旋弹簧由金属制成，与滚珠螺杆25的往复式螺母与伺服轴28之间的联接成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机电致动器组件，包括：旋转致动器，所述旋转致动器具有致动器轴；伺服轴，所述伺服轴被联接到所述旋转致动器轴，使得所述致动器轴的旋转移动被转换为所述伺服轴的线性移动，所述伺服轴具有第一端，所述第一端具有延伸到所述伺服轴中的开口，使得所述伺服轴具有绕着所述开口延伸并且限定所述开口的侧壁，所述侧壁至少部分地由延性材料构造；壳体，所述壳体具有与所述伺服轴的所述第一端对准的开口；以及提升阀，所述提升阀被定位在延伸到所述伺服轴的所述第一端中的所述开口内，所述提升阀具有在所述开口外的第一端、在所述开口内的第二端、以及在所述第一端与所述第二端之间延伸的外表面，所述提升阀具有被定位在所述第一端与所述第二端之间的凹部，所述凹部由底部和至少一个侧壁限定，所述侧壁的所述延性材料的至少一部分被定位在所述凹部内以将所述提升阀固定到所述开口中。2.根据权利要求1所述的机电致动器组件，其特征在于，所述凹部是没有任何端部的环形凹部，并且绕着所述提升阀的所述外表面连续延伸。3.根据权利要求2所述的机电致动器组件，其特征在于，所述外表面具有第一外径和第二外径，所述第一外径在所述环形凹部的外侧，所述第二外径邻近所述环形凹部的底部，所述第二外径小于所述第一外径。4.根据权利要求1所述的机电致动器组件，其特征在于，所述提升阀包括在所述第一端与所述第二端之间延伸的第一纵向轴线，并且所述伺服轴包括从所述伺服轴的所述第一端延伸的第二纵向轴线，并且所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线被共同定位且对准，使得所述提升阀与所述伺服轴同心。5.根据权利要求1所述的机电致动器组件，其特征在于，所述凹部由底部和两个侧壁限定，所述两个侧壁被间隔地布置。6.一种组件，包括：联接部件，所述联接部件具有第一端，所述第一端具有延伸到所述联接部件中的开口，使得所述联接部件具有绕着所述开口延伸并且限定所述开口的侧壁，所述侧壁至少部分地由延性材料构造；提升阀，所述提升阀被定位在延伸到所述联接部件的所述第一端中的所述开口内，所述提升阀具有在所述开口外的第一端、在所述开口内的第二端、以及在所述第一端与所述第二端之间延伸的外表面，所述提升阀具有被定位在所述第一端与所述第二端之间的凹部，所述凹部由底部和至少一个侧壁限定，所述侧壁的所述延性材料的至少一部分被定位在所述凹部内以将所述提升阀固定到所述开口中。7.根据权利要求6所...
【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：本奇特里集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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