增压式电控液压桥塞投放工具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种增压式电控液压桥塞投放工具，包括由上至下依次连接的电机筒、平衡筒、液压增压系统和工作缸；在电机筒内设有电机，在平衡筒内设有储油室和油泵，所述油泵与电机输出轴传动连接；所述液压增压系统，用于将小功率油泵的输出压力提升到桥塞坐封所需的压力；所述工作缸通过桥塞连接组件作用于桥塞，实现坐封。本发明工作过程安全可靠；可使工作缸压力快速达到50MPa，迅速达到桥塞安装坐封力要求，作业时间短，工作效率高；桥塞坐封后该工具可随油管起出井口，控制液压增压系统复位后便可重复使用，使用寿命长，保养工作简单；液压系统工作过程可控，可以根据需要调整荷载大小和加载速度；可实现地面监控，实时掌握桥塞安装过程。
【专利说明】增压式电控液压桥塞投放工具
【技术领域】
[0001]本发明属于井下封堵设备，特别是一种增压式电控液压桥塞投放工具。
【背景技术】
[0002]目前常用的桥塞坐封主要分为油管传输液压坐封和电缆传输爆炸坐封两种形式。油管传输桥塞坐封时，通过油管加压推动活塞压缩胶管，同时推动卡瓦和胶管到位后，继续加压，拉断张力棒，与桥塞脱手，实现坐封，坐封工具随油管起出井口 ；电缆传输桥塞坐封时，通过电缆接通点火器引爆火药产生的爆炸能量推动活塞，活塞推动挤压筒使卡瓦张开，压缩胶管，继而拉断张力棒，与桥塞脱手，实现坐封，坐封工具随电缆起出井口。
[0003]上述的电缆传输爆炸坐封方式作业简单，得到广泛应用，但火药是危险品，在订购、保管、装填等过程中手续繁杂，在运输和使用过程中容易发生意外，类似事故时有发生，有时出入境还会受到限制；且火药燃烧后的残留物不便清理，影响了安装工具重复使用周期和保养工作量；此外，火药爆发迅速，膨胀力大，安装工具自身的载荷很大，容易产生变形，故其使用寿命短，使用成本高。相对而言，液压坐封方式安全可靠，但作业时间长，工作效率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种不仅坐封方式安全可靠，而且作业时间短，工作效率高，使用寿命长的增压式电控液压桥塞投放工具。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种增压式电控液压桥塞投放工具，包括由上至下依次连接的电机筒、平衡筒、液压增压系统和工作缸；电机，设在电机筒内，用于连接并驱动所述液压增压系统工作；储油室，设在平衡筒内，用于为液压增压系统储油；油泵，设在储油室内且安装在液压增压系统上，用于为液压增压系统供油；所述油泵与电机输出轴传动连接；所述液压增压系统，用于将小功率油泵的输出压力提升到桥塞坐封所需的压力；所述工作缸，用于传递液压增压系统输出的压力并通过桥塞连接组件作用于桥塞，实现坐封。
[0007]优选的是，所述液压增压系统，包括相互连接的增压缸大筒和增压缸小筒，在增压缸大筒和增压缸小筒内分别设有增压大活塞和增压小活塞，增压大活塞和增压小活塞通过增压活塞杆连接，在增压缸大筒上分别设有进油路和回油路，进油路和回油路分别与增压缸大筒内的无杆腔和有杆腔连通；所述增压缸大筒与平衡筒连接，增压缸小筒与工作缸密封连接。
[0008]优选的是，所述储油室为皮囊，以实现体积大小可随储液量多少自由变化，避免工作过程中出现负压。
[0009]优选的是，所述工作缸包括工作缸筒，在工作缸筒内设有相互连接的工作活塞和工作活塞杆，在工作缸筒下端设有下端盖，所述工作活塞杆由所述下端盖穿出。
[0010]优选的是，所述桥塞连接组件包括连接在所述工作缸筒下端的内连接筒，在内连接筒上对称设有滑道并在滑道内插入有传力板，传力板固定在工作活塞杆下端，在传力板下面插接有外套筒，在内连接筒下端中心孔内设有用于连接桥塞端板的内螺纹。
[0011]优选的是，在电机筒上端设有一体的连接插头。
[0012]优选的是,在平衡筒内上部设有电机座,所述电机固定在电机座上。
[0013]优选的是，所述油泵与电机输出轴通过传动轴和万向轴传动连接。
[0014]优选的是，所述增压大活塞的截面积远大于增压小活塞的截面积，以提高增压性倉泛。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1、采用液压坐封方式，工作过程安全可靠；
[0017]2、利用液压增压原理，可使工作缸压力快速达到50MPa，迅速达到桥塞安装坐封力要求，作业时间短，工作效率高；
[0018]3、桥塞坐封后该工具可随油管起出井口，控制液压增压系统复位后便可重复使用，使用寿命长，保养工作简单；
[0019]4、液压系统工作过程可控，可以根据需要调整荷载大小和加载速度；通过电机控制器电流变化可实现地面监控，实时掌握桥塞安装过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的结构示意图。
[0021]图中:连接插头1，电机筒2，电机3，电机4，平衡筒5，通风槽501，传动轴6，储油室7，油泵8，增压缸大筒9，进油路901，回油路902，增压大活塞10，增压活塞杆11，增压小活塞12，增压缸小筒13，工作缸筒14，工作活塞15，工作活塞杆16，内连接筒17，传力板18，外套筒19，桥塞20，下端盖21，导向套22，密封螺栓23，密封圈24，万向轴25。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，该增压式电控液压桥塞投放工具包括由上至下依次通过螺纹连接的电机筒2、平衡筒5、液压增压系统和工作缸。在电机筒2上端设有与电机筒2为一体的连接插头1，在电机筒2内设有电机3，作为优选，所述电机3为稀土直流电机，电机3导线由电机筒2上端引出。在平衡筒5内上部通过螺钉固定有电机座4，所述电机3通过螺栓固定安装在电机座4上端。在电机座4内孔贯穿有传动轴6，传动轴6上端与所述电机3的输出轴键连接。在平衡筒5的筒壁上对称设有多个通风槽501。
[0023]所述液压增压系统包括通过螺纹和密封圈相互密封连接的增压缸大筒9和增压缸小筒13，在增压缸大筒9内腔设有增压大活塞10，在增压缸小筒13内腔设有增压小活塞12，增压大活塞10的截面积远大于增压小活塞12的截面积,增压大活塞10与增压小活塞12之间通过增压活塞杆11固定连接，在增压大活塞10和增压小活塞12上分别套装有多个密封圈24。在增压缸大筒9上分别设有进油路901和回油路902，进油路901和回油路902分别与增压缸大筒9内的无杆腔和有杆腔连通。所述增压缸大筒9上部与平衡筒5下端通过螺纹连接。
[0024]在所述平衡筒5内设有储油室7，所述储油室7为皮囊且密封连接在电机座4和增压缸大筒9之间，以实现体积大小可随储液量多少自由变化，避免工作过程中出现负压。在储油室7内设有油泵8，作为优选，所述油泵8为齿轮泵且通过螺栓固定在增压缸大筒9上端，所述传动轴6下端与油泵8输入端通过万向轴25连接，油泵8的出油口与所述进油路901连通，所述回油路902与储油室7内腔连通。
[0025]所述工作缸包括工作缸筒14，在工作缸筒14内设有相互固定插接的工作活塞15和工作活塞杆16，在工作缸筒14下端固接有下端盖21，在下端盖21中心固接有导向套22，所述工作活塞杆16由导向套22和下端盖21穿出。所述工作缸筒14与上端与所述增压缸小筒13下端通过螺纹和密封圈密封连接，所述工作活塞15与增压大活塞10的截面积相等。在工作缸筒14上部对称设有注油孔并通过密封螺栓23封闭，在所述储油室7、增压缸大筒9、增压缸小筒13和工作缸筒14内分别预存有一定量的液压油。
[0026]在工作缸下面设有用于连接桥塞的桥塞连接组件。所述桥塞连接组件包括通过螺纹连接在所述下端盖21下端的内连接筒17，在内连接筒17上对称设有滑道并在滑道内插入有传力板18，传力板18中心固定套装在所述工作活塞杆16下端，在传力板18下面插接有外套筒19，在内连接筒17下端中心孔内设有用于连接桥塞端板的内螺纹。
[0027]使用时，将桥塞端板的连接杆旋入内连接筒17下端中心孔内，使桥塞20固定在桥塞连接组件的下端；再将该投放工具通过连接插头I与钢丝电缆连接即可下入井内。待下到坐封位置后，通过电机电缆接通电源启动电机3，电机3通过万向轴25带动油泵8工作，使液压油从储油室7流入增压缸大筒9内的无杆腔，增压缸大筒9油压增大，推动增压大活塞10和增压小活塞12同步移动，使增压缸小筒13内的液压油受压缩，油压升高，推动工作活塞15和工作活塞杆16动作。当增压缸两端受力平衡时，根据压力等于压强乘以面积原理可知，当压力一定时，面积小的压强大，由于增压缸大活塞10面积大于增压缸小活塞12面积，因此增压缸小筒13中的压强大于增压缸大筒9中的压强。又由于工作活塞15面积与增压大活塞10面积相同，但作用在工作活塞15上的液压油压强即增压缸小筒13中的压强增大，因此作用在工作活塞15上的压力与作用在增压大活塞10上的压力相比便会增大，从而实现增压效果。
[0028]工作活塞15和工作活塞杆16被增压后的液压油推动，工作活塞杆16下移带动传力板18移动，并通过外套筒19压缩桥塞20外面的橡胶套，由于桥塞端板的连接杆通过内连接筒17与工作缸筒14连接，因此桥塞20外面的橡胶套会被外套筒19压缩膨胀在井管中定位，实现桥塞20坐封。
[0029]当作用在桥塞20上的压力达到一定值时，便将桥塞端板的连接杆拉断，使该投放工具与桥塞20脱离，便可取出该投放工具。
[0030]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:包括由上至下依次连接的电机筒、平衡筒、液压增压系统和工作缸； 电机，设在电机筒内，用于连接并驱动所述液压增压系统工作； 储油室，设在平衡筒内，用于为液压增压系统储油； 油泵，设在储油室内且安装在液压增压系统上，用于为液压增压系统供油；所述油泵与电机输出轴传动连接； 所述液压增压系统，用于将小功率油泵的输出压力提升到桥塞坐封所需的压力； 所述工作缸，用于传递液压增压系统输出的压力并通过桥塞连接组件作用于桥塞，实现坐封。
2.根据权利要求1所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:所述液压增压系统，包括相互连接的增压缸大筒和增压缸小筒，在增压缸大筒和增压缸小筒内分别设有增压大活塞和增压小活塞，增压大活塞和增压小活塞通过增压活塞杆连接，在增压缸大筒上分别设有进油路和回油路，进油路和回油路分别与增压缸大筒内的无杆腔和有杆腔连通；所述增压缸大筒与平衡筒连接，增压缸小筒与工作缸密封连接。
3.根据权利要求1所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:所述储油室为皮囊。
4.根据权利要求1所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:所述工作缸包括工作缸筒，在工作缸筒内设有相互连接的工作活塞和工作活塞杆，在工作缸筒下端设有下端盖，所述工作活塞杆由所述下端盖穿出。
5.根据权利要求4所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:所述桥塞连接组件包括连接在所述工作缸筒下端的内连接筒，在内连接筒上对称设有滑道并在滑道内插入有传力板，传力板固定在工作活塞杆下端，在传力板下面插接有外套筒，在内连接筒下端中心孔内设有用于连接桥塞端板的内螺纹。
6.根据权利要求1所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:在电机筒上端设有一体的连接插头。
7.根据权利要求1所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:在平衡筒内上部设有电机座，所述电机固定在电机座上。
8.根据权利要求1所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:所述油泵与电机输出轴通过传动轴和万向轴传动连接。
9.根据权利要求2所述的增压式电控液压桥塞投放工具，其特征是:所述增压大活塞的截面积远大于增压小活塞的截面积。
【文档编号】E21B23/06GK104018797SQ201410219760
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】卢延辉, 高长军, 张友坤, 刘明树, 马肖 申请人:吉林大学