一种井下仪器的压力平衡密封结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种井下仪器的压力平衡密封结构,其外部为抗压外筒，在所述抗压外筒内部中心轴处设置有活塞杆，在所述活塞杆的上下两侧依次对称的设置有液压油腔、均与所述抗压外筒内壁滑动接触的密封活塞、刮泥环、滑动块和挡片。本实用新型中的井下仪器压力平衡密封结构在仪器的轴向上通过各个部件往返运动控制压力平衡，避免了以往出现的由于高压而导致的密封件膨胀破裂的情况，而且由于挡片、滑块以及活塞的密封作用，避免了刮泥环与泥浆直接接触发生腐蚀的情况，延长了该井下仪器的使用寿命。
【专利说明】
一种井下仪器的压力平衡密封结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及井下仪器领域，具体涉及一种井下仪器的压力平衡密封结构。
【背景技术】
[0002]当进行石油钻井井下作业时，某些井下仪器需要进行压力平衡才能正常工作，通常的办法是采用胶囊结构，该结构在仪器的某个位置装配有橡胶材料(一般2mm左右厚)的密封结构，应用橡胶材料的可压缩性达到平衡内外压力的目的。此种结构在使用过程中，存在以下缺陷:
[0003]1、随着井深的加大，外界温度不断升高，而液压油随着温度的升高，体积会不断加大，而体积的增大导致橡胶件不断膨胀，从而橡胶件在泥浆冲刷作用或其他作用下发生破裂，导致密封失效，进而损坏其他器件。
[0004]2、橡胶材料长期暴露在空气或泥浆环境中，会发生老化或腐蚀等，尤其当泥浆里腐蚀性杂质含量比较高时，这种腐蚀的倾向更为严重，不利于井下仪器长时间工作。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于，提供一种井下仪器压力平衡密封结构，能够降低井下作业密封失效的风险，延长了井下仪器的使用寿命。
[0006]为实现上述目的，本实用新型中的井下仪器的压力平衡密封结构，外部为抗压外筒，在所述抗压外筒内部中心轴处设置有活塞杆，在所述活塞杆的周边从上至下依次设置有液压油腔、密封活塞、刮泥环、滑动块和挡片;所述密封活塞、所述刮泥环、所述滑动块和所述挡片的外侧壁均与所述抗压外筒内壁滑动接触。
[0007]其中，在所述刮泥环的外侧设置有外刮泥圈，所述外刮泥圈与所述抗压外筒内壁接触。
[0008]其中，在所述刮泥环的内侧设置有内刮泥圈，所述内刮泥圈与所述活塞杆表面接触。
[0009]其中，在所述密封活塞的外侧设置有外活塞动密封圈，所述外活塞动密封圈与所述抗压外筒的内壁接触。
[0010]其中，在所述密封活塞的内侧设置内活塞动密封圈，所述内活塞动密封圈与所述活塞杆的表面接触。
[0011]其中，所述密封活塞与所述刮泥环之间通过螺钉固定连接。
[0012]其中，在所述密封活塞上设置有通孔，所述通孔与所述液压油腔连通。
[0013]其中，所述挡片上设置有至少一个通孔。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:该压力平衡密封结构是在仪器的轴向上通过各个部件往返运动控制压力平衡，避免了以往出现的由于高压而导致的密封件膨胀破裂的情况，而且由于挡片、滑块以及活塞的密封作用，避免了泥浆与各密封件的直接接触导致密封件的腐蚀，也避免泥浆进入油层，损坏处在油层内的电磁阀或电机等器件的情况发生，延长了该井下仪器的使用寿命。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型中井下仪器压力平衡密封结构的结构示意图。
[0016]附图标记说明:
[0017]1-活塞杆 2-抗压外筒3-密封活塞 4-刮泥环
[0018]5_螺钉 6_挡片7_外刮泥圈 8_内刮泥圈
[0019]9-外活塞动密封圈10-内活塞动密封圈11-液压油腔
[0020]12-滑动块
【具体实施方式】
[0021]为便于本领域技术人员对本实用新型的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对【具体实施方式】进行如下描述。
[0022]如图1所示，其为本实用新型中井下仪器压力平衡密封结构的结构示意图，从图中可知，该密封结构在使用时垂直于泥浆，该密封结构的外部为抗压外筒2，在所述抗压外筒2内部中心轴处设置有活塞杆I，在所述活塞杆I的周边从上至下依次设置有液压油腔U、密封活塞3、刮泥环4、滑动块和12挡片6;所述密封活塞3、所述刮泥环4、所述滑动块12和所述挡片6的外侧壁均与所述抗压外筒2内壁滑动接触。
[0023]其中的液压油腔11用以填充液压油，在液压油腔11的下侧设置有密封活塞3，与密封活塞3嵌入式连接，密封活塞3的内外两侧分别与活塞杆I的表面、抗压外筒2的内壁密封式接触，其外侧设置有凹槽，凹槽内部设置有外活塞动密封圈9，与抗压外筒2的内壁密封式接触，该外活塞密封圈9为柔韧性材料构成，如橡胶，用以增加使用时密封活塞3与抗压外筒2内壁的密封性，即当活塞杆I或密封活塞3运动时，起到动密封的作用。在活塞环3的内侧，设置有凹槽，凹槽内部设置有内活塞动密封圈10，与活塞杆I的表面密封式接触，其也为柔韧性材料构成，增加使用时密封活塞3与活塞杆I之间的密封性，即当活塞杆I或密封活塞3运动时，起到动密封的作用。
[0024]此外，在密封活塞3上设置有通孔，该通孔与液压油腔11连通，其目的是将液压油引导到外活塞动密封圈9处，起到外活塞动密封圈9移动时的润滑作用。本实施例中，将该通孔设置为漏斗状。
[0025]在密封活塞3的下侧设置有刮泥环4，两者通过螺钉5固定连接，刮泥环4的内外两侧分别与活塞杆I的表面、抗压外筒2的内壁密封式接触，其外侧设置有凹槽，凹槽内设置有外刮泥圈7，与抗压外筒2的内壁密封式接触，该外刮泥圈7为柔韧性材料构成，如橡胶，用以增加使用时刮泥环4与抗压外筒2内壁的密封性。刮泥环4的内侧设置有凹槽，凹槽内设置有内刮泥圈8，与活塞杆I的表面密封式接触，其也为柔韧性材料构成，增加使用时刮泥环4与活塞杆I之间的密封性，设置外刮泥圈7与内刮泥圈8的目的是刮除使用过程中进入到活塞杆I周侧与抗压外筒2内壁处的泥浆，防止泥浆进入油层。
[0026]在刮泥环4的下侧设置有与其紧密接触的滑动块12，本实施例中滑动块12为硅脂，还可以是其他与泥浆不发生反应的固体润滑剂。其与抗压外筒2内壁、活塞杆I的表面密封接触连接。在滑动块的左侧固定设置有挡片6，本实施例中挡片6聚四氟乙烯圆片，用于抵挡外界泥浆与滑动块12的大面积接触，并在泥浆压力改变时，其左右移动可以平衡泥浆与滑动块12之间的压力。在挡片6上设置有至少一个圆孔，该圆孔为通孔，是泥浆和滑动块12接触的通道，当密封活塞3移动时，由于压力瞬间不平衡，允许少量泥浆进入硅脂层或少量硅脂挤入到泥浆层，对瞬时压力起到缓冲的作用。在其他实施例中圆孔的形状可以更改。
[0027]使用时，液压油充满液压油腔11，下井作业，随着井下温度的升高，液压油体积增大，将推动密封活塞3和刮泥环4向下移动，进而刮泥环4推动滑动块12(硅脂)与挡片6向下移动，直到外界泥浆压力与内部液压油压力平衡位置。当外界泥浆压力升高时，则上述过程相反，直到两端压力平衡为止。整个过程中，外刮泥圈7、内刮泥圈8、外活塞动密封圈9、内活塞动密封圈10均避免了泥浆进入油层而损坏处在油层内的电磁阀或电机等器件，进而使脉冲器失效的情况发生，同时避免密封件的腐蚀，降低了井下作业密封失效的风险，延长了井下仪器的使用寿命。该压力平衡密封结构是在仪器的轴向上通过各个部件往返运动控制压力平衡，避免了以往出现的由于高压而导致的密封件膨胀破裂的情况。
[0028]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，外部为抗压外筒(2)，在所述抗压外筒(2)内部中心轴处设置有活塞杆(I)，在所述活塞杆(I)的周边从上至下依次设置有液压油腔(11)、密封活塞(3)、刮泥环(4)、滑动块(12)和挡片(6);所述密封活塞(3)、所述刮泥环(4)、所述滑动块(12)和所述挡片(6)的外侧壁均与所述抗压外筒(2)内壁滑动接触。2.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，在所述刮泥环(4)的外侧设置有外刮泥圈(7)，所述外刮泥圈(7)与所述抗压外筒(2)内壁接触。3.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，在所述刮泥环(4)的内侦煅置有内刮泥圈(8)，所述内刮泥圈(8)与所述活塞杆(I)表面接触。4.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，在所述密封活塞(3)的外侧设置有外活塞动密封圈(9)，所述外活塞动密封圈(9)与所述抗压外筒(2)的内壁接触。5.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，在所述密封活塞⑶的内侦揽置内活塞动密封圈(10)，所述内活塞动密封圈(10)与所述活塞杆(I)的表面接触。6.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，所述密封活塞(3)与所述刮泥环(4)之间通过螺钉(5)固定连接。7.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，在所述密封活塞(3)上设置有通孔，所述通孔与所述液压油腔(11)连通。8.根据权利要求1所述的井下仪器的压力平衡密封结构，其特征在于，所述挡片(6)上设置有至少一个圆孔。
【文档编号】F15B15/20GK205478659SQ201620286104
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】杨勇, 刘庆波
【申请人】北京波特光盛石油技术有限公司