微球液壓推靠器的製作方法

2023-10-04 17:41:59 1

專利名稱：微球液壓推靠器的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田測井儀器技術領域，是一種微球液壓推靠器。
二背景技術：
目前國內油田測井一般常用的微球聚焦測井儀，如EXCELL2000型微球推靠器，該 設備主要由動力總成、滾珠絲杆、彈簧盒、推靠臂、微球探頭等部件組成，微球探頭上有微球 極板，測井時在彈簧張力的作用下，推靠臂打開後，使得微球極板緊貼井壁，測量出地層的 電阻率，達到測井的目的。由於該設備採用的是機械式直流電機驅動絲槓，帶動支臂進行張 開和回收動作，這種傳動方式使得測井儀器的反應時間較長，致使測井工作效率較低。此 外，由於該設備採用機械居中式的結構設計，還存在體積較大、設備較重、不能很好地適用 於大斜度井以及水平井的測量等缺點。
三
發明內容
本發明提供了一種微球液壓推靠器，其解決了現有微球推靠器的儀器反應時間較 長的問題。 本發明還進一步解決了現有微球推靠器的體積較大、設備較重、對大斜度井及水 平井測量的適用性不佳的問題。 本發明的技術方案是通過以下措施來實現的一種微球液壓推靠器，其特徵在於 包括杆體，杆體上安裝有液壓驅動裝置、微球探測器和支撐臂；液壓驅動裝置包括能通過液 力驅動而上下移動的聯接杆，聯接杆分別與微球探測器和支撐臂的上端連接在一起；聯接 杆下移能夠使微球探測器的下端和支撐臂的下端分別遠離杆體的軸線而張開，聯接杆上移 能夠使微球探測器的下端和支撐臂的下端分別靠近杆體的軸線而收攏。
下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進 上述液壓驅動裝置可包括液壓筒組件，液壓筒組件的上部通過固定鉸軸鉸接在杆 體上；微球探測器的上端安裝有探頭接頭，微球探測器的下端安裝有探測支臂；聯接杆的 下部安裝有連杆，聯接杆的下端通過牽引鉸軸與支撐臂的上端內側鉸接在一起；連杆的上 端通過聯接鉸軸鉸接在聯接杆的下部上，連杆的中部通過連杆鉸軸鉸接在液壓筒組件上， 連杆的下端通過探頭轉軸鉸接在探頭接頭的上端上；探頭接頭的上端靠近支撐臂的一側有 搖臂，搖臂的上端通過支臂轉軸與支撐臂的上端外側鉸接在一起，探頭接頭的下端與微球 探測器的上端固定連接在一起，微球探測器的下端通過探頭下鉸軸與探測支臂的上端鉸接 在一起，探測支臂的下端通過探測支臂銷軸鉸接在杆體上。 上述液壓筒組件可包括上殼體、下殼體、油缸上蓋、油缸下蓋、電動機、油泵、液壓 閥組、主彈簧和主活塞；上殼體的上部通過固定鉸軸鉸接在杆體上，上殼體的下部與下殼體 的上部固定連接在一起，上殼體的上端固定連接有油缸上蓋，下殼體的下端固定連接有油 缸下蓋，上殼體與下殼體的內腔形成密閉的油箱；電動機固定安裝在上殼體內，電動機的下 部依次固定安裝有油泵和液壓閥組，電動機的動力輸出軸與油泵的驅動軸相連接，油泵的出油口與液壓閥組的進油口相連通；主活塞和油缸下蓋內分別有活塞通孔和缸蓋通孔，聯 接杆的上端有聯杆凸緣，聯接杆的中部套裝在活塞通孔和缸蓋通孔內並能上下移動，聯接 杆的下部通過聯接鉸軸鉸接有連杆，聯接杆的下端通過牽引鉸軸鉸接有支撐臂；主彈簧的 上端頂緊在上殼體的下端上，主彈簧的下端頂緊在聯杆凸緣的上端上；主活塞套裝在下殼 體的內腔內並能上下移動，主活塞的頂端頂緊在聯杆凸緣的下端面上，主活塞的底端與油 缸下蓋之間形成高壓油腔；液壓閥組的出油口與高壓油腔相連通。 上述液壓筒組件上部的杆體上可安裝有平衡筒組件，平衡筒組件包括平衡缸筒、
平衡活塞、平衡彈簧和平衡簧座；平衡缸筒呈倒杯形，平衡活塞安裝在平衡缸筒的內腔內並
能上下移動，平衡缸筒的下端開口處固定安裝有平衡簧座，平衡活塞與平衡簧座之間有平
衡彈簧，平衡彈簧的上端頂緊平衡活塞，平衡彈簧的下端頂緊平衡簧座；平衡活塞頂端與平
衡缸筒內腔之間形成平衡油腔並與油箱通過管路相連通，平衡簧座上有泥漿進孔，平衡活
塞底端與平衡缸筒內腔之間形成泥漿緩衝腔並通過泥漿進孔與外界相連通。 上述平衡筒組件上可有洩壓裝置，洩壓裝置包括洩壓彈簧、洩壓簧座、洩壓閥座、
洩壓導柱和止推器；平衡活塞的內部有洩壓通孔並能使平衡油腔與泥漿緩衝腔相連通，洩
壓通孔內安裝有能上下移動並帶有臺肩的洩壓簧座，洩壓通孔的上端內壁上有環形內凸
臺；洩壓通孔的下端內壁上有螺紋，洩壓閥座通過螺紋固定安裝在平衡活塞上，洩壓閥座的
內部有導柱通孔；洩壓彈簧的上端頂緊在環形內凸臺的下端面上，洩壓彈簧的下端頂緊在
臺肩上並使洩壓簧座的底端壓緊洩壓閥座的頂端以阻塞洩壓通孔；帶軸嚮導流槽的洩壓導
柱的上端固定安裝在洩壓簧座的底端，洩壓導柱中部套裝在導柱通孔內並能上下移動；平
衡簧座上對應洩壓導柱的位置固定安裝有能使洩壓導柱上移的止推器。 上述液壓筒組件上可有壓力補償裝置，壓力補償裝置包括套筒、活塞杆和碟形彈
簧；下殼體的下部內腔壁上有內凸臺，套筒的上部外側有環形凸緣，主彈簧的下端頂緊在環
形凸緣的上端而使套筒通過環形凸緣坐在內凸臺的上端面上；聯接杆的上部有軸向油孔，
聯接杆的中部有連通軸向油孔與高壓油腔的徑向油孔，液壓閥組與聯接杆之間有活塞杆，
活塞杆的上端安裝在液壓閥組的出油孔中，活塞杆的下端套裝在軸向油孔內並能上下移
動；套筒的內壁上部有內凸環，聯杆凸緣與主活塞之間有碟形彈簧，碟形彈簧的上端頂緊聯
杆凸緣並使聯杆凸緣的上端面頂在內凸環的下端面上，碟形彈簧的下端頂緊在主活塞的上
端面上。 上述液壓閥組可包括單向閥、控制閥、電磁閥和安全閥；油泵的出油口與單向閥的 進油口相連通，單向閥的出油口與控制閥的進油口相連通；控制閥內安裝有控制閥活塞，控 制閥活塞內安裝有柱塞，柱塞的下端與活塞杆的上端固定連接在一起；控制閥活塞的上端 與控制閥的內腔之間形成控制閥進油腔並與電磁閥的進油口相連通，控制閥活塞的下端與 控制閥的內壁之間形成控制閥排油腔並分別與高壓油腔和安全閥的進油口相連通，控制閥 內腔底壁上有柱塞孔並使控制閥排油腔與油箱相連通，控制閥內安裝有控制閥簧，控制閥 簧的上端頂緊在控制閥活塞上部的凸緣上，控制閥簧的下端頂緊在控制閥下部內壁上的凸 臺上；柱塞的中部外側有下端面為錐面的外錐形密封臺，控制閥活塞內部有控制閥孔，控 制閥孔的中部有環形凸臺，控制閥孔的下端內壁上有與外錐形密封臺相配合的內錐形密封 臺，控制閥孔內安裝有柱塞彈簧，柱塞彈簧的上端頂緊環形凸臺，柱塞彈簧的下端頂緊外錐 形密封臺的上端面；當電磁閥打開時控制閥進油腔通過電磁閥與油箱相連通，並能使控制閥活塞上端頂緊在控制閥內腔頂壁上而使柱塞通過外錐形密封臺坐在內錐形密封臺上以 開啟柱塞孔；當電磁閥關閉時控制閥進油腔通過控制閥孔與控制閥排油腔及高壓油腔相連 通，並能使控制閥活塞下端頂緊在控制閥內腔底壁上而使柱塞下端頂緊在控制閥內腔底壁 上以堵塞柱塞孔。 上述杆體的下端可固定連接有下杆；下杆內安裝有釋放閥，釋放閥包括釋放閥座、
釋放閥鎖緊環、釋放閥塞和剪切銷；下杆上有軸向孔和徑向孔，軸向孔的一端通過管路與平
衡油腔相連通，軸向孔的另一端與徑向孔的中部相連通；釋放閥座內有釋放閥？L釋放閥座
的底端有能容納釋放閥塞的閥塞空腔，釋放閥塞的上部有導向柱，釋放閥塞的下部裝有密
封圈，導向柱與釋放閥座上分別有徑向的銷孔，導向柱套裝在釋放閥孔內並能上下移動，釋
放閥塞通過導向柱、徑向的銷孔和剪切銷固定安裝在釋放閥座上；徑向孔的外端有螺紋沉
孔，釋放閥座坐在螺紋沉孔的底部並使釋放閥塞通過密封圈堵塞住徑向孔；帶有能容納導
向柱的通孔的釋放閥鎖緊環通過螺紋沉孔固定連接在下杆上並壓緊釋放閥座。 上述杆體的上端可固定連接有上接頭組件，上接頭組件的上端固定安裝有常壓
三十七芯插座，上接頭組件中固定安裝有常壓二十九芯插座與高壓二十九芯插頭，探頭接
頭內固定安裝有高壓九芯插頭，下杆內固定安裝有高壓十九芯插頭；常壓三十七芯插座通
過電纜、高壓九芯插頭與微球探測器的電極電連接在一起；常壓三十七芯插座通過電路與
常壓二十九芯插座電連接在一起，常壓二十九芯插座和高壓二十九芯插頭電連接在一起，
高壓二十九芯插頭通過電纜分別和電動機的電源輸入端子與高壓十九芯插頭電連接在一起。 上述微球探測器的下部可有電位計，電位計包括電位固定端、電位滑動端和電位 計彈簧；電位固定端、電位滑動端分別通過電纜與常壓三十七芯插座電連接.帶有通孔的 電位固定端固定安裝在杆體的下端上，電位滑動端安裝在微球探測器上並能隨微球探測器 的轉動而上下移動，電位滑動端的中部通過通孔套裝在電位固定端內並能上下移動；電位 滑動端的下部有彈簧凸臺，電位計彈簧的上端頂緊在電位固定端上，電位計彈簧的下端頂 緊在彈簧凸臺的上端面上。 本發明結構合理而緊湊，使用方便，其通過液壓裝置驅動支撐臂，使支撐臂和微球 探測器同時從兩側張開靠在井壁上，不但增大了對井壁的推靠力，使得微球探測器能夠緊 貼井壁得到較為準確的測量結果，而且使支撐臂能夠迅速動作，從而縮短測試的時間，提高 工作效率，降低工作勞動強度，具有體積小、重量輕、安全可靠、簡便高效的特點。
四

附圖1為本發明最佳實施例的主視剖視結構示意圖。 附圖2為附圖1中a段的局部放大結構示意圖。 附圖3為附圖1中b段的局部放大結構示意圖。 附圖4為附圖1中c段的局部放大結構示意圖。 附圖5為附圖4中A-A處的剖視結構示意圖。 附圖6為附圖7中B-B處的剖視結構示意圖。 附圖7為附圖1中d段的局部放大結構示意圖。 附圖8為附圖1中e段的局部放大結構示意圖。
附圖9為附圖8中C-C處的剖視結構示意圖。
附圖10為附圖13中D-D處的剖視結構放大示意圖。
附圖11為附圖1中f段的局部放大結構示意圖。
附圖12為支撐臂收回時的液壓原理示意圖。
附圖13為支撐臂張開時的液壓原理示意圖。 附圖中的編碼分別為1為杆體，2為連杆，3為微球探測器，4為支撐臂，5為固定 鉸軸，6為探頭接頭，7為探測支臂，8為搖臂，9為探頭轉軸，10為探頭下鉸軸，11為探測支 臂銷軸，12為牽引鉸軸，13為支臂轉軸，14為上殼體，15為下殼體，16為油缸上蓋，17為油 缸下蓋，18為電動機，19為油泵，20為液壓閥組，21為主彈簧，22為主活塞，23為聯接杆，24 為油箱，25為活塞通孔，26為缸蓋通孔，27為聯杆凸緣，28為高壓油腔，29為平衡缸筒，30 為平衡活塞，31為平衡彈簧，32為平衡簧座，33為平衡油腔，34為泥漿進孔，35為泥漿緩衝 腔，36為洩壓彈簧，37為洩壓簧座，38為洩壓閥座，39為洩壓導柱，40為止推器，41為洩壓 通孔，42為臺肩，43為環形內凸臺，44為導柱通孔，45為軸嚮導流槽，46為套筒，47為活塞 杆，48為碟形彈簧，49為內凸臺，50為環形凸緣，51為軸向油孔，52為徑向油孔，53為柱塞， 54為內凸環，55為單向閥，56為控制閥，57為電磁閥，58為安全閥，59為控制閥活塞，60為 控制閥進油腔，61為控制閥排油腔，62為柱塞孔，63為控制閥簧，64為外錐形密封臺，65為 控制閥孔，66為環形凸臺，67為內錐形密封臺，68為柱塞彈簧，69為上接頭組件，70為下杆， 71為釋放閥座，72為釋放閥鎖緊環，73為釋放閥塞，74為剪切銷，75為軸向孔，76為徑向 孔，77為釋放閥孔，78為閥塞空腔，79為導向柱，80為常壓三十七芯插座，81為常壓二十九 芯插座，82為高壓二十九芯插頭，83為高壓九芯插頭，84為高壓十九芯插頭，85為電位固定 端，86為電位滑動端，87為電位計彈簧，88為彈簧凸臺，89為上保護頭，90為下保護頭，91 為聯接鉸軸，92為連杆鉸軸。
五具體實施例方式
本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體 的實施方式。 下面結合最佳實施例及附圖對本發明作進一步描述 如附圖1所示，該微球液壓推靠器包括杆體l，杆體1上安裝有液壓驅動裝置、微 球探測器3和支撐臂4 ;液壓驅動裝置包括能通過液力驅動而上下移動的聯接杆23，聯接杆 23分別與微球探測器3和支撐臂4的上端連接在一起；聯接杆23下移能夠使微球探測器3 的下端和支撐臂4的下端分別遠離杆體1的軸線而張開，聯接杆23上移能夠使微球探測器 3的下端和支撐臂4的下端分別靠近杆體1的軸線而收攏。通過液壓裝置和機械裝置二者 相結合驅動支撐臂4，增大了對井壁的推靠力，保證使微球探測器3緊貼井壁，從而能夠測 量出真實地層電阻率以得到較為準確的測量結果，而且由於支撐臂4和微球探測器3同時 張開，比起僅靠支撐臂4的推靠而使微球探測器3貼合井壁的測井儀器，支撐臂4張開的幅 度較小，從而縮短了支撐臂4的張開時間，節省了測試的時間，提高工作效率。
可根據實際需要，對上述微球液壓推靠器作進一步優化或/和改進
如附圖1、4、5、6、7所示，液壓驅動裝置包括液壓筒組件，液壓筒組件的上部通過 固定鉸軸5鉸接在杆體1上；微球探測器3的上端安裝有探頭接頭6，微球探測器3的下端安裝有探測支臂7 ;聯接杆23的下部安裝有連杆2，聯接杆23的下端通過牽引鉸軸12與 支撐臂4的上端內側鉸接在一起；連杆2的上端通過聯接鉸軸91鉸接在聯接杆23的下部 上，連杆2的中部通過連杆鉸軸92鉸接在液壓筒組件上，連杆2的下端通過探頭轉軸9鉸 接在探頭接頭6的上端上；探頭接頭6的上端靠近支撐臂4的一側有搖臂8，搖臂8的上端 通過支臂轉軸13與支撐臂4的上端外側鉸接在一起，探頭接頭6的下端與微球探測器3的 上端固定連接在一起，微球探測器3的下端通過探頭下鉸軸10與探測支臂7的上端鉸接在 一起，探測支臂7的下端通過探測支臂銷軸11鉸接在杆體1上。聯接杆23向下移動能夠 帶動其下端的牽引鉸軸12下移，使支撐臂4繞支臂轉軸13順時針轉動而張開；聯接杆23 的下移還帶動聯接鉸軸91下移，使連杆2的上端向下移動，而使連杆2繞連杆鉸軸92逆時 針轉動，連杆2的下端帶動探頭轉軸9上移，使微球探測器3繞支臂轉軸13逆時針轉動而 張開。反之，聯接杆23向上移動能夠帶動其下端的牽引鉸軸12上移，使支撐臂4繞支臂轉 軸13逆時針轉動從而下端收攏；同時聯接杆23的上移還帶動聯接鉸軸91上移，使連杆2 的上端向上移動，而使連杆2繞連杆鉸軸92順時針轉動，連杆2的下端帶動探頭轉軸9下 移，使微球探測器3繞支臂轉軸13順時針轉動而下端收攏。液壓筒組件能夠繞固定鉸軸5 旋轉7度以消除連杆2產生的徑向分力，探頭接頭6能夠繞探頭轉軸9旋轉12度，以使微 球探測器3能夠繞支臂轉軸13順利轉動。 如附圖1、4、5、6、7所示，液壓筒組件包括上殼體14、下殼體15、油缸上蓋16、油缸 下蓋17、電動機18、油泵19、液壓閥組20、主彈簧21和主活塞22 ;上殼體14的上部通過固 定鉸軸5鉸接在杆體1上，上殼體14的下部與下殼體15的上部固定連接在一起，上殼體14 的上端固定連接有油缸上蓋16，下殼體15的下端固定連接有油缸下蓋17，上殼體14與下 殼體15的內腔形成密閉的油箱24 ;電動機18固定安裝在上殼體14內，電動機18的下部依 次固定安裝有油泵19和液壓閥組20，電動機18的動力輸出軸與油泵19的驅動軸相連接， 油泵19的出油口與液壓閥組20的進油口相連通；主活塞22和油缸下蓋17內分別有活塞 通孔25和缸蓋通孔26，聯接杆23的上端有聯杆凸緣27，聯接杆23的中部套裝在活塞通孔 25和缸蓋通孔26內並能上下移動，聯接杆23的下部通過聯接鉸軸91鉸接有連杆2，聯接 杆23的下端通過牽引鉸軸12鉸接有支撐臂4 ;主彈簧21的上端頂緊在上殼體14的下端 上，主彈簧21的下端頂緊在聯杆凸緣27的上端上；主活塞22套裝在下殼體15的內腔內並 能上下移動，主活塞22的頂端頂緊在聯杆凸緣27的下端面上，主活塞22的底端與油缸下 蓋17之間形成高壓油腔28 ;液壓閥組20的出油口與高壓油腔28相連通。電動機18和油 泵19均浸入油箱24中，使動力系統密封更加可靠，同時改善了電動機18的散熱。主彈簧 21正常情況下保持壓縮狀態，能夠產生350公斤到500公斤的彈力而作為支撐臂4收攏的 動力。當電動機18通電後，電動機18驅動油泵19通過液壓閥組20將液壓油從油箱24內 泵入高壓油腔28，液壓閥組20能使泵出的液壓油的壓力保持在8. 6兆帕加減O. 5兆帕的 範圍內。聯接杆23的運動取決於高壓油腔28與油箱24內液壓油的壓強差值，當高壓油腔 28同油箱24相連通時，壓強差為零，主彈簧21推動聯接杆23向下移動；當高壓油腔28和 油泵19通過液壓閥組20接通時，高壓油腔28內液壓油推動主活塞22壓縮主彈簧21並推 動聯接杆23上移。 如附圖1、3、4所示，液壓筒組件上部的杆體1上安裝有平衡筒組件，平衡筒組件包 括平衡缸筒29、平衡活塞30、平衡彈簧31和平衡簧座32 ;平衡缸筒29呈倒杯形，平衡活塞30安裝在平衡缸筒29的內腔內並能上下移動，平衡缸筒29的下端開口處固定安裝有平衡 簧座32，平衡活塞30與平衡簧座32之間有平衡彈簧31，平衡彈簧31的上端頂緊平衡活塞 30，平衡彈簧31的下端頂緊平衡簧座32 ;平衡活塞30頂端與平衡缸筒29內腔之間形成平 衡油腔33並與油箱24通過管路相連通，平衡簧座32上有泥漿進孔34，平衡活塞30底端與 平衡缸筒29內腔之間形成泥漿緩衝腔35並通過泥漿進孔34與外界相連通。平衡活塞30 能夠使油箱24內的液壓油與外界的泥漿始終保持壓強相等，平衡缸筒29內的液壓油因平 衡彈簧31對平衡活塞30的推力而始終保持0. 1兆帕的內壓，從而電動機18作較少的功就 能驅動主活塞22和聯接杆23帶動連杆2動作，使儀器的反應時間進一步縮短。
如附圖1、3、4所示，平衡筒組件上有洩壓裝置，洩壓裝置包括洩壓彈簧36、洩壓簧 座37、洩壓閥座38、洩壓導柱39和止推器40 ;平衡活塞30的內部有洩壓通孔41並能使平 衡油腔33與泥漿緩衝腔35相連通，洩壓通孔41內安裝有能上下移動並帶有臺肩42的洩 壓簧座37，洩壓通孔41的上端內壁上有環形內凸臺43 ;洩壓通孔41的下端內壁上有螺紋， 洩壓閥座38通過螺紋固定安裝在平衡活塞30上，洩壓閥座38的內部有導柱通孔44 ;洩壓 彈簧36的上端頂緊在環形內凸臺43的下端面上，洩壓彈簧36的下端頂緊在臺肩42上並 使洩壓簧座37的底端壓緊洩壓閥座38的頂端以阻塞洩壓通孔41 ;帶軸嚮導流槽45的洩 壓導柱39的上端固定安裝在洩壓簧座37的底端，洩壓導柱39中部套裝在導柱通孔44內 並能上下移動；平衡簧座32上對應洩壓導柱39的位置固定安裝有能使洩壓導柱39上移的 止推器40。當向平衡缸筒29內充液壓油或下井後溫度壓力升高，而使平衡缸筒29內的液 壓油壓力超過0. 17兆帕至0. 21兆帕時，液壓油將推動平衡活塞30克服平衡彈簧31的推 力向下移動，直到安裝在平衡簧座32上的止推器40頂開洩壓導柱39，使洩壓簧座37的底 端與洩壓閥座38的頂端分離，從而平衡油腔33與泥漿緩衝腔35通過洩壓通孔41與軸向 導流槽45相連通，使平衡缸筒29內過量的液壓油或空氣洩漏出來，從而使液壓油的壓力下 降至與平衡彈簧31及外界泥漿對平衡活塞30的推力相平衡；當平衡缸筒29內的液壓油不 足，如漏油或未注滿油時，平衡活塞30會因平衡彈簧31的推力而向上端移動，從而使液壓 油的壓力上升至與平衡彈簧31及外界泥漿對平衡活塞30的推力相平衡。
如附圖1、4、6、7所示，液壓筒組件上有壓力補償裝置，壓力補償裝置包括套筒46、 活塞杆47和碟形彈簧48 ;下殼體15的下部內腔壁上有內凸臺49，套筒46的上部外側有 環形凸緣50，主彈簧21的下端頂緊在環形凸緣50的上端而使套筒46通過環形凸緣50坐 在內凸臺49的上端面上；聯接杆23的上部有軸向油孔51，聯接杆23的中部有連通軸向油 孔51與高壓油腔28的徑向油孔52，液壓閥組20與聯接杆23之間有活塞杆47，活塞杆47 的上端安裝在液壓閥組20的出油孔中，活塞杆47的下端套裝在軸向油孔51內並能上下移 動；套筒46的內壁上部有內凸環54，聯杆凸緣27與主活塞22之間有碟形彈簧48，碟形彈 簧48的上端頂緊聯杆凸緣27並使聯杆凸緣27的上端面頂在內凸環54的下端面上，碟形 彈簧48的下端頂緊在主活塞22的上端面上。溫度變化會使高壓油腔28內液壓油的體積 發生變化，從而引起壓強的變化，碟形彈簧48能夠補償因溫度變化帶來的壓強變化。
如附圖12、13所示，液壓閥組20包括單向閥55、控制閥56、電磁閥57和安全閥 58 ;油泵19的出油口與單向閥55的進油口相連通，單向閥55的出油口與控制閥56的進油 口相連通；控制閥56內安裝有控制閥活塞59，控制閥活塞59內安裝有柱塞53，柱塞53的 下端與活塞杆47的上端固定連接在一起；控制閥活塞59的上端與控制閥56的內腔之間形成控制閥進油腔60並與電磁閥57的進油口相連通，控制閥活塞59的下端與控制閥56的 內壁之間形成控制閥排油腔61並分別與高壓油腔28和安全閥58的進油口相連通，控制閥 56內腔底壁上有柱塞孔62並使控制閥排油腔61與油箱24相連通，控制閥56內安裝有控 制閥簧63，控制閥簧63的上端頂緊在控制閥活塞59上部的凸緣上，控制閥簧63的下端頂 緊在控制閥56下部內壁上的凸臺上；柱塞53的中部外側有下端面為錐面的外錐形密封臺 64，控制閥活塞59內部有控制閥孔65，控制閥孔65的中部有環形凸臺66，控制閥孔65的 下端內壁上有與外錐形密封臺64相配合的內錐形密封臺67，控制閥孔65內安裝有柱塞彈 簧68，柱塞彈簧68的上端頂緊環形凸臺66，柱塞彈簧68的下端頂緊外錐形密封臺64的上 端面；當電磁閥57打開時控制閥進油腔60通過電磁閥57與油箱24相連通，並能使控制閥 活塞59上端頂緊在控制閥56內腔頂壁上而使柱塞53通過外錐形密封臺64坐在內錐形密 封臺67上以開啟柱塞孔62 ;當電磁閥57關閉時控制閥進油腔60通過控制閥孔65與控制 閥排油腔61及高壓油腔28相連通，並能使控制閥活塞59下端頂緊在控制閥56內腔底壁 上而使柱塞53下端頂緊在控制閥56內腔底壁上以堵塞柱塞孔62。通過控制電磁閥57的 打開或閉合，就可以切換使高壓油腔28同油箱24相連通，或者使高壓油腔28與油泵19相 連通。這樣聯接杆23及連杆2對支撐臂4的作用力的大小取決於高壓油腔28內液壓油與 外界泥漿之間的壓強差，由於平衡活塞30始終使油箱24內液壓油的壓強與外界泥漿壓強 保持相等，因此當高壓油腔28同油箱24相連通時，高壓油腔28內液壓油與外界泥漿之間 不存在壓強差，支撐臂4受主彈簧21的彈力而張開；當高壓油腔28與油泵19相連通時，高 壓油腔28內液壓油產生的推力壓縮主彈簧21而使支撐臂4收攏。 如附圖1、8、9、10、11所示，杆體1的下端固定連接有下杆70 ;下杆70內安裝有釋 放閥，釋放閥包括釋放閥座71、釋放閥鎖緊環72、釋放閥塞73和剪切銷74 ;下杆70上有軸 向孔75和徑向孔76，軸向孔75的一端通過管路與平衡油腔33相連通，軸向孔75的另一 端與徑向孔76的中部相連通；釋放閥座71內有釋放閥孔77，釋放閥座71的底端有能容納 釋放閥塞73的閥塞空腔78，釋放閥塞73的上部有導向柱79，釋放閥塞73的下部裝有密封 圈，導向柱79與釋放閥座71上分別有徑向的銷孔，導向柱79套裝在釋放閥孔77內並能上 下移動，釋放閥塞73通過導向柱79、徑向的銷孔和剪切銷74固定安裝在釋放閥座71上； 徑向孔76的外端有螺紋沉孔，釋放閥座71坐在螺紋沉孔的底部並使釋放閥塞73通過密封 圈堵塞住徑向孔76 ;帶有能容納導向柱79的通孔的釋放閥鎖緊環72通過螺紋沉孔固定連 接在下杆70上並壓緊釋放閥座71。釋放閥塞73能夠防止平衡油腔33內的液壓油或外部 泥漿的壓強超壓當平衡活塞30被卡住，液壓油超過外壓14兆帕時，剪切銷74將被剪斷， 釋放閥塞73會外移而進入閥塞空腔78從而使液壓油沿釋放閥孔77外溢，從而使內外壓平 衡，儀器得到保護；當平衡活塞30被卡或缺油時，平衡活塞30已經頂住平衡缸筒29的底 部，泥漿的壓強超過液壓油的壓強14兆帕時，剪切銷74也會被剪斷，釋放閥塞73落入徑向 孔76而使泥漿通過軸向孔75進入平衡油腔33，從而使內外壓平衡，儀器得到保護。
如附圖1、2、3、6、7、11所示，杆體1的上端固定連接有上接頭組件69，上接頭組件 69的上端固定安裝有常壓三十七芯插座80，上接頭組件69中固定安裝有常壓二十九芯插 座81與高壓二十九芯插頭82，探頭接頭6內固定安裝有高壓九芯插頭83，下杆70內固定 安裝有高壓十九芯插頭84 ;常壓三十七芯插座80通過電纜、高壓九芯插頭83與微球探測 器3的電極電連接在一起；常壓三十七芯插座80通過電路與常壓二十九芯插座81電連接在一起，常壓二十九芯插座81和高壓二十九芯插頭82電連接在一起，高壓二十九芯插頭82通過電纜分別和電動機18的電源輸入端子與高壓十九芯插頭84電連接在一起。上接頭組件69將電源接入到下方的各部件中，此外上接頭組件69內部還可以固定安裝有電動機18的移相電容和相關電子線路，並使其保持密封，使液壓油和空氣不會進入相關電路。
如附圖1、8、9所示，微球探測器3的下部有電位計，電位計包括電位固定端85、電位滑動端86和電位計彈簧87 ;電位固定端85、電位滑動端86分別通過電纜與常壓三十七芯插座80電連接，帶有通孔的電位固定端85固定安裝在杆體1的下端上，電位滑動端86安裝在微球探測器3上並能隨微球探測器3的轉動而上下移動，電位滑動端86的中部通過通孔套裝在電位固定端85內並能上下移動；電位滑動端86的下部有彈簧凸臺88，電位計彈簧87的上端頂緊在電位固定端85上，電位計彈簧87的下端頂緊在彈簧凸臺88的上端面上。電位計用於井徑測量，其電阻約2000歐姆，電位固定端85、電位滑動端86組成滑動變阻器，工作時常壓三十七芯插座80向該電位計提供6. 3伏的直流電，當支撐臂4轉動帶動微球探測器3推動電位滑動端86在電位固定端85上移動時，根據電位固定端85、電位滑動端86之間電壓變化能夠測得井徑的數值，支撐臂4及微球探測器3收攏，電位滑動端86被壓入，表示井徑變小；支撐臂4及微球探測器3張開，電位滑動端86被電位計彈簧87恢復，表示井徑變大，測得的井徑信號經過常壓三十七芯插座80向上傳送至地面設備。
此外，如附圖1、2、11所示，上接頭組件69的上端固定安裝有上保護頭89，下杆70的下端固定安裝有下保護頭90。上保護頭89和下保護頭90能夠分別保護上接頭組件69和下杆70，防止其因碰撞而損壞，並能阻止氣體和泥漿等外界雜物進入常壓三十七芯插座80及高壓十九芯插頭84。 以上技術特徵構成了本發明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。 本發明最佳實施例的工作過程是測井時，首先將支撐臂4收攏當支撐臂4處於張開位置時，採用W5供電方式，即用110伏、60赫茲的交流電源給電動機18供電，電流強度約為0. 9安，初始時液壓閥組20因和油箱24保持連通而無壓差，電動機18驅動油泵19動作而使液壓油的壓力上升，當液壓油的壓力上升到液壓閥組20的設定值時，液壓閥組20切斷與油箱24的通道，高壓油腔28內的液壓油壓力繼續上升至2. 3兆帕左右，因高壓油腔28內液壓油的推力大於主彈簧21的推力而推動主活塞22向上移動，主活塞22壓縮碟形彈簧48並推動聯接杆23上移，聯接杆23又推動套筒46上移並壓縮主彈簧21而使其蓄能，同時聯接杆23還帶動連杆2上移，連杆2上移時通過牽引鉸軸12拉動支撐臂4的內端，因槓桿原理使支撐臂4的外端向杆體1的軸線方向移動而逐漸收起，約60秒後支撐臂19完成收攏動作；其次，將儀器下放到測量點，將支撐臂4打開採用W5供電方式，即用110伏、60赫茲的交流電源給液壓閥組20供電，電流強度約為0. 12安，液壓閥組20中的電磁閥57受到激勵而打開，使油泵19送入控制閥56的高壓液壓油直接排入油箱24，控制閥活塞59在控制閥簧63的推力作用下連同柱塞53、活塞杆47 —起上移，從而使柱塞孔62打開，同時軸向油孔51與油箱24連通，即使得高壓油腔28與油箱24相連通，高壓油腔28內液壓油的壓強迅速降至與油箱24內液壓油的壓強相同，主彈簧21得以釋放能量，從而推動套筒46、聯接杆23及主活塞22向下移動，聯接杆23帶動連杆2下移而使支撐臂4張開，支撐臂4打開的時間約為2秒，井上實際操作時，每次給液壓閥組20的供電時間不應超過5秒，否則時間過長易燒斷液壓閥組20中的線圈。測井狀態時，支撐臂4、微球探測器3處於張開位置，高壓油腔28和油箱24相連通，液壓油的壓力隨著平衡筒組件中平衡活塞30的移動與杆體1外部泥漿的壓力始終保持平衡；然後，待測量完成後再次使支撐臂4收攏液壓閥組20內的液壓油的壓力進一步上升，當壓力上升到2. 6兆帕時，碟形彈簧48全部壓縮並緊，壓力繼續上升，當達到液壓閥組20設定的溢流壓強值8. 6兆帕時，多餘的壓力就洩掉，液壓油流回油箱，超出的6. 0兆帕能夠使支撐臂4與杆體1之間、微球探測器3與杆體1之間的巖屑和泥沙被軋碎，以便有效地收起支撐臂4並使微球探測器3收攏，若電動機18停止運轉，液壓油的壓強會降為6. 6兆帕左右，因液壓閥組20中的單向閥55能防止液壓油回流，支撐臂4仍能保持收起狀態，在使用60赫茲電源情況下，一般支撐臂4及微球探測器3收攏的時間小於60秒；最後，待測試結束後將本發明提升至井上即可。
權利要求
一種微球液壓推靠器，其特徵在於包括杆體，杆體上安裝有液壓驅動裝置、微球探測器和支撐臂；液壓驅動裝置包括能通過液力驅動而上下移動的聯接杆，聯接杆分別與微球探測器和支撐臂的上端連接在一起；聯接杆下移能夠使微球探測器的下端和支撐臂的下端分別遠離杆體的軸線而張開，聯接杆上移能夠使微球探測器的下端和支撐臂的下端分別靠近杆體的軸線而收攏。
2. 根據權利要求1所述的微球液壓推靠器，其特徵在於液壓驅動裝置包括液壓筒組 件，液壓筒組件的上部通過固定鉸軸鉸接在杆體上；微球探測器的上端安裝有探頭接頭，微 球探測器的下端安裝有探測支臂；聯接杆的下部安裝有連杆，聯接杆的下端通過牽引鉸軸 與支撐臂的上端內側鉸接在一起；連杆的上端通過聯接鉸軸鉸接在聯接杆的下部上，連杆 的中部通過連杆鉸軸鉸接在液壓筒組件上，連杆的下端通過探頭轉軸鉸接在探頭接頭的上 端上；探頭接頭的上端靠近支撐臂的一側有搖臂，搖臂的上端通過支臂轉軸與支撐臂的上 端外側鉸接在一起，探頭接頭的下端與微球探測器的上端固定連接在一起，微球探測器的 下端通過探頭下鉸軸與探測支臂的上端鉸接在一起，探測支臂的下端通過探測支臂銷軸鉸 接在杆體上。
3. 根據權利要求2所述的微球液壓推靠器，其特徵在於液壓筒組件包括上殼體、下殼 體、油缸上蓋、油缸下蓋、電動機、油泵、液壓閥組、主彈簧和主活塞；上殼體的上部通過固定 鉸軸鉸接在杆體上，上殼體的下部與下殼體的上部固定連接在一起，上殼體的上端固定連 接有油缸上蓋，下殼體的下端固定連接有油缸下蓋，上殼體與下殼體的內腔形成密閉的油 箱；電動機固定安裝在上殼體內，電動機的下部依次固定安裝有油泵和液壓閥組，電動機的 動力輸出軸與油泵的驅動軸相連接，油泵的出油口與液壓閥組的進油口相連通；主活塞和 油缸下蓋內分別有活塞通孔和缸蓋通孔，聯接杆的上端有聯杆凸緣，聯接杆的中部套裝在 活塞通孔和缸蓋通孔內並能上下移動，聯接杆的下部通過聯接鉸軸鉸接有連杆，聯接杆的 下端通過牽引鉸軸鉸接有支撐臂；主彈簧的上端頂緊在上殼體的下端上，主彈簧的下端頂 緊在聯杆凸緣的上端上；主活塞套裝在下殼體的內腔內並能上下移動，主活塞的頂端頂緊 在聯杆凸緣的下端面上，主活塞的底端與油缸下蓋之間形成高壓油腔；液壓閥組的出油口 與高壓油腔相連通。
4. 根據權利要求3所述的微球液壓推靠器，其特徵在於液壓筒組件上部的杆體上安裝 有平衡筒組件，平衡筒組件包括平衡缸筒、平衡活塞、平衡彈簧和平衡簧座；平衡缸筒呈倒 杯形，平衡活塞安裝在平衡缸筒的內腔內並能上下移動，平衡缸筒的下端開口處固定安裝 有平衡簧座，平衡活塞與平衡簧座之間有平衡彈簧，平衡彈簧的上端頂緊平衡活塞，平衡彈 簧的下端頂緊平衡簧座；平衡活塞頂端與平衡缸筒內腔之間形成平衡油腔並與油箱通過管 路相連通，平衡簧座上有泥漿進孔，平衡活塞底端與平衡缸筒內腔之間形成泥漿緩衝腔並 通過泥槳進孔與外界相連通。
5. 根據權利要求4所述的微球液壓推靠器，其特徵在於平衡筒組件上有洩壓裝置，洩 壓裝置包括洩壓彈簧、洩壓簧座、洩壓閥座、洩壓導柱和止推器；平衡活塞的內部有洩壓通 孔並能使平衡油腔與泥漿緩衝腔相連通，洩壓通孔內安裝有能上下移動並帶有臺肩的洩壓 簧座，洩壓通孔的上端內壁上有環形內凸臺；洩壓通孔的下端內壁上有螺紋，洩壓閥座通過 螺紋固定安裝在平衡活塞上，洩壓閥座的內部有導柱通孔；洩壓彈簧的上端頂緊在環形內 凸臺的下端面上，洩壓彈簧的下端頂緊在臺肩上並使洩壓簧座的底端壓緊洩壓閥座的頂端以阻塞洩壓通孔；帶軸嚮導流槽的洩壓導柱的上端固定安裝在洩壓簧座的底端，洩壓導柱中部套裝在導柱通孔內並能上下移動；平衡簧座上對應洩壓導柱的位置固定安裝有能使洩 壓導柱上移的止推器。
6. 根據權利要求5所述的微球液壓推靠器，其特徵在於液壓筒組件上有壓力補償裝 置，壓力補償裝置包括套筒、活塞杆和碟形彈簧；下殼體的下部內腔壁上有內凸臺，套筒的 上部外側有環形凸緣，主彈簧的下端頂緊在環形凸緣的上端而使套筒通過環形凸緣坐在內 凸臺的上端面上；聯接杆的上部有軸向油孔，聯接杆的中部有連通軸向油孔與高壓油腔的 徑向油孔，液壓閥組與聯接杆之間有活塞杆，活塞杆的上端安裝在液壓閥組的出油孔中，活 塞杆的下端套裝在軸向油孔內並能上下移動；套筒的內壁上部有內凸環，聯杆凸緣與主活 塞之間有碟形彈簧，碟形彈簧的上端頂緊聯杆凸緣並使聯杆凸緣的上端面頂在內凸環的下 端面上，碟形彈簧的下端頂緊在主活塞的上端面上。
7. 根據權利要求6所述的微球液壓推靠器，其特徵在於液壓閥組包括單向閥、控制閥、 電磁閥和安全閥；油泵的出油口與單向閥的進油口相連通，單向閥的出油口與控制閥的進 油口相連通；控制閥內安裝有控制閥活塞，控制閥活塞內安裝有柱塞，柱塞的下端與活塞杆 的上端固定連接在一起；控制閥活塞的上端與控制閥的內腔之間形成控制閥進油腔並與電 磁閥的進油口相連通，控制閥活塞的下端與控制閥的內壁之間形成控制閥排油腔並分別與 高壓油腔和安全閥的進油口相連通，控制閥內腔底壁上有柱塞孔並使控制閥排油腔與油箱 相連通，控制閥內安裝有控制閥簧，控制閥簧的上端頂緊在控制閥活塞上部的凸緣上，控制 閥簧的下端頂緊在控制閥下部內壁上的凸臺上；柱塞的中部外側有下端面為錐面的外錐形 密封臺，控制閥活塞內部有控制閥孔，控制閥孔的中部有環形凸臺，控制閥孔的下端內壁上 有與外錐形密封臺相配合的內錐形密封臺，控制閥孔內安裝有柱塞彈簧，柱塞彈簧的上端 頂緊環形凸臺，柱塞彈簧的下端頂緊外錐形密封臺的上端面；當電磁閥打開時控制閥進油 腔通過電磁閥與油箱相連通，並能使控制閥活塞上端頂緊在控制閥內腔頂壁上而使柱塞通 過外錐形密封臺坐在內錐形密封臺上以開啟柱塞孔；當電磁閥關閉時控制閥進油腔通過控 制閥孔與控制閥排油腔及高壓油腔相連通，並能使控制閥活塞下端頂緊在控制閥內腔底壁 上而使柱塞下端頂緊在控制閥內腔底壁上以堵塞柱塞孔。
8. 根據權利要求7所述的微球液壓推靠器，其特徵在於杆體的下端固定連接有下杆； 下杆內安裝有釋放閥，釋放閥包括釋放閥座、釋放閥鎖緊環、釋放閥塞和剪切銷；下杆上有 軸向孔和徑向孔，軸向孔的一端通過管路與平衡油腔相連通，軸向孔的另一端與徑向孔的 中部相連通；釋放閥座內有釋放閥孔，釋放閥座的底端有能容納釋放閥塞的閥塞空腔，釋放 閥塞的上部有導向柱，釋放閥塞的下部裝有密封圈，導向柱與釋放閥座上分別有徑向的銷 孔，導向柱套裝在釋放閥孔內並能上下移動，釋放閥塞通過導向柱、徑向的銷孔和剪切銷固 定安裝在釋放閥座上；徑向孔的外端有螺紋沉孔，釋放閥座坐在螺紋沉孔的底部並使釋放 閥塞通過密封圈堵塞住徑向孔；帶有能容納導向柱的通孔的釋放閥鎖緊環通過螺紋沉孔固 定連接在下杆上並壓緊釋放閥座。
9. 根據權利要求l或2或3或4或5或6或7或8所述的微球液壓推靠器，其特徵在 於杆體的上端固定連接有上接頭組件，上接頭組件的上端固定安裝有常壓三十七芯插座， 上接頭組件中固定安裝有常壓二十九芯插座與高壓二十九芯插頭，探頭接頭內固定安裝有 高壓九芯插頭，下杆內固定安裝有高壓十九芯插頭；常壓三十七芯插座通過電纜、高壓九芯插頭與微球探測器的電極電連接在一起；常壓三十七芯插座通過電路與常壓二十九芯插座 電連接在一起，常壓二十九芯插座和高壓二十九芯插頭電連接在一起，高壓二十九芯插頭 通過電纜分別和電動機的電源輸入端子與高壓十九芯插頭電連接在一起。
10.根據權利要求9所述的微球液壓推靠器，其特徵在於微球探測器的下部有電位計， 電位計包括電位固定端、電位滑動端和電位計彈簧；電位固定端、電位滑動端分別通過電纜 與常壓三十七芯插座電連接，帶有通孔的電位固定端固定安裝在杆體的下端上，電位滑動 端安裝在微球探測器上並能隨微球探測器的轉動而上下移動，電位滑動端的中部通過通孔 套裝在電位固定端內並能上下移動；電位滑動端的下部有彈簧凸臺，電位計彈簧的上端頂 緊在電位固定端上，電位計彈簧的下端頂緊在彈簧凸臺的上端面上。
全文摘要
本發明涉及油田測井儀器，是一種微球液壓推靠器，其包括杆體，杆體上安裝有液壓驅動裝置、微球探測器和支撐臂；液壓驅動裝置包括能通過液力驅動而上下移動的聯接杆，聯接杆分別與微球探測器和支撐臂的上端連接在一起。本發明結構合理而緊湊，使用方便，其通過液壓裝置驅動支撐臂，使支撐臂和微球探測器同時從兩側張開靠在井壁上，不但增大了對井壁的推靠力，使得微球探測器能夠緊貼井壁得到較為準確的測量結果，而且使支撐臂能夠迅速動作，從而縮短測試的時間，提高工作效率，降低工作勞動強度，具有體積小、重量輕、安全可靠、簡便高效的特點。
文檔編號F15B13/02GK101775982SQ20091011344
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者於志剛, 餘剛, 張文忠, 鄧海濱, 陳斌 申請人:中國石油集團西部鑽探工程有限公司測井公司