一种钻井井下工具用液压泵的制作方法

本发明属于石油天然气钻井工具技术领域，特别涉及一种钻井井下工具用液压泵。

背景技术：

在石油、天然气钻井作业中，为了完成特殊作业，需要保证钻井井下工具的动力源的可靠性和有效性。液压泵是最常用的动力源之一，在液压系统中决定着动力提供能力。在几种液压泵中，叶片泵工作平稳，排量波动小，寿命较长，因此被广泛应用。但由于叶片泵结构复杂，吸油特性差，配流不合理，占用空间大，在有些钻井井下工具这样狭小的安装空间内不能正常工作，导致石油作业不能正常完成，延长作业时间，增加作业成本。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种钻井井下工具用液压泵，该液压泵适用于石油天然气钻井井下作业工具，工作稳定可靠且排量大。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种钻井井下工具用液压泵，包括：

驱动轴；

转子与叶片，其连接在驱动轴上；

定子，其设在转子与叶片的外侧；

两个配流盘，其对称安装在转子的两侧，并与定子固定连接；

两个过渡盘，其分别连接在两个配流盘的外侧，并与同侧的配流盘经轴承与驱动轴连接。

在本发明中，通过采用两个配流盘来改善液压泵的配流与吸油特性，通过两个过渡盘来实现与钻井井下工具的连接，从而使其适用于钻井井下工具这样狭小的安装空间内。

在一种实施方案中，所述定子内表面由多段半径不同的曲线连接组成，相邻曲线间由光滑曲线过渡。

在一种实施方案中，转子上对称设置有多个叶片，两个相邻叶片以及夹在两个相邻叶片之间的转子外表面及定子内表面构成一个工作空间，转子每转一周，两个相邻叶片构成的工作空间完成多次吸油与多次压油。

在一种实施方案中，在转子转到大半径曲线时空间增大，配流盘吸油，在转子转到小半径曲线时空间减少，通过配流盘压油。

在一种实施方案中，两个相邻叶片构成的工作空间吸油、压油的次数与构成定子内表面的曲线数量相等。

在一种实施方案中，定子的内表面由四段半径大小不同的曲线组成，在转子转动一周时，相邻两个叶片构成的空间完成四次吸油和四次压油。

在一种实施方案中，所述定子的两侧形成有台肩的安装部，所述配流盘的外表面形成有环形配合面，所述定子的安装部与配流盘的环形配合面通过下沉螺钉固定连接。

在一种实施方案中，所述配流盘背离转子的一侧中部形成有阶梯孔状的安装部，所述驱动轴从配流盘中部穿过，配流盘的阶梯孔状的安装部与驱动轴之间安装有轴承和轴封，所述配流盘上设有卡接轴承外侧凸部的环形槽。

在一种实施方案中，所述驱动轴与转子之间通过轴向的平键连接，所述驱动轴的中部设置为空心。

在一种实施方案中，所述配流盘与定子之间安装有密封件，所述定子的外周面均匀设有多个用于与钻具连接的安装槽。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过两个配流盘对称设置在转子两侧来改善配流性能，整体采用的零部件数量少，连接结构简单可靠，还设置两个过渡盘来实现本发明的液压泵容易安装到钻井井下工具这样狭小的安装空间内。

另外，通过将定子内表面改变成由多段半径不同的曲线连接组成，从而使得在一个转动周期内，可以实现多次的吸油、压油，大大增加了液压泵的排量，从而保证动力供给。而且由于密封和连接结构更合理，杂质不易进入叶片工作空间内，整体工作性能更稳定、更可靠。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的钻井井下工具用液压泵的其中一种实施例的结构示意图；

图2所示为图1中钻井井下工具用液压泵的a-a截面结构示意图。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

发明人在发明过程中注意到，现有的叶片泵在有些钻井井下工具这样狭小的安装空间内不能正常工作，而且由于一般吸油特性差，配流不合理，导致石油作业不能正常完成，延长作业时间，增加作业成本。

针对以上不足，本发明的实施例提出了一种钻井井下工具用液压泵，下面进行详细说明。

如图1和图2显示了本发明的钻井井下工具用液压泵的其中一种实施例的结构示意图。在该实施例中，本发明的钻井井下工具用液压泵主要包括：驱动轴10、转子4、叶片9、定子3、两个配流盘和两个过渡盘。其中，叶片9安装在转子4上，转子4通过安装在驱动轴10上。定子3设在转子4外侧，叶片9抵在定子3的内表面。叶片9形成的工作区为转子4的外表面与定子3的内表面之间。两个配流盘2、5对称安装在转子4的两侧，两个配流盘2、5分别与定子3的两端固定连接。两个过渡盘1、6分别连接在两个配流盘2、5的外侧，过渡盘1、6分别与同侧的配流盘2、5经轴承与驱动轴10连接。这种连接结构，在驱动轴10转动时，转子4以及安装在转子4上的叶片9跟随驱动轴10一起转动。而前配流盘2与后配流盘5以及定子3固定不转动。

在一个实施例中，如图2所示，定子3的内表面由多段半径不同的曲线连接组成，相邻曲线间由光滑曲线过渡。此处的多段指的是三段或者以上的曲线，而且曲线的半径不同。现有的叶片式液压泵一般是在定子的对应侧设置有半径相同的曲线，从而实现液压泵在工作时一侧吸油、另一侧压油。

在一个实施例中，如图1和图2所示，转子4上对称设置有多个叶片9。两个相邻叶片9以及夹在两个相邻叶片9之间的转子4的外表面及定子3的内表面形成为一个叶片工作空间，转子每转一周，两个相邻叶片构成的工作空间完成多次吸油与多次压油。即每经过一段曲线完成一次吸压油(或称为吸排油)，由于有多段半径不同的曲线，因而在一个周期内，两个相邻叶片构成的工作空间要完成多次吸油与多次压油。而现有的叶片式液压泵一般实现的是一侧吸油、一侧压油。两个相邻叶片之间的空间在一个周期内一般是完成一次或两次吸油、压油。

在一个实施例中，如图2所示，在转子4转到大半径曲线时空间增大，配流盘2或5吸油，在转子4转到小半径曲线时空间减少，通过配流盘5或2压油。

在一个实施例中，如图1所示，定子3的左右两内侧分别形成有内台肩的安装部。前配流盘2与后配流盘5的外表面形成有环形或卡环状的配合面。前配流盘2从左侧插入到定子3左内侧并抵接在定子3的左内台肩后，通过下沉式的紧固螺钉连接前配流盘2与定子3。后配流盘5的外表面的配合面从右侧插入到定子3的右内侧并抵接在定子3的右内台肩后，通过下沉式的紧固螺钉使后配流盘5与定子3的右侧固定连接。定子3的左侧安装部与前配流盘2的环形配合面、定子3的右侧安装部与后配流盘5的环形配合面均通过多个下沉螺钉或紧固螺钉固定连接。在一个未示出的实施例中，也可以通过螺纹结构实现定子3与前配流盘2以及后配流盘5的连接。

在一个实施例中，如图1所示，前配流盘2与后配流盘5背离转子4的一侧中部形成有阶梯孔状的安装部。驱动轴10依次从前配流盘2、转子4和后配流盘5的中部穿过。驱动轴10与转子4之间通过轴向设置的平键连接。前配流盘2左侧的阶梯孔状的安装部与驱动轴10之间、后配流盘5右侧的阶梯孔状的安装部与驱动轴10之间安装有轴承7和轴封8。前过渡盘1与前配流盘2之间通过轴承连接，后过渡盘6与后配流盘5之间通过轴承连接。前过渡盘1中部设有向前配流盘2的阶梯孔状的安装部延伸的环状结构，后过渡盘6中部设有向后配流盘5阶梯孔状的安装部延伸的环状结构，前配流盘2靠近前过渡盘1的一侧、后配流盘5靠近后过渡盘6的一侧分别设有卡接相应轴承的外侧凸部的环形槽。而且整体结构上，前过渡盘1、前配流盘2、定子3、后配流盘5和后过渡盘6的最大外径均相等，这种结构设置可保证在安装在钻井井下工具后，整体连接结构紧凑，适用于为安装空间小、需求排量大的井下工具提供动力。而且两个配流盘2、5的结构设置有助于提高整体配流效率和增加排量供给。

在一个实施例中，如图1和图2所示，驱动轴的中部设置为空心。驱动轴的结构主要是为了满足井下作业的需求，有助于排液。同时在保证驱动轴刚度的情况下，有助于减轻负重。

在一个实施例中，如图1和图2所示，配流盘与定子之间安装有密封件。定子的外周面均匀设有多个用于与钻具连接的安装槽。

在一个实施例中，如图1和图2所示，两个相邻叶片9构成的工作空间吸油、压油的次数与构成定子3的内表面的曲线数量相等。也就是若是定子3的内表面由三段或四段曲线构成，则在一个周期中，两个相邻叶片9构成的工作空间吸油、压油的次数相应地为三次或四次。这种结构，在一个周期中，大大增加了液压泵的吸油、压油次数，增大了液压泵的排量。而且由于设置有两个配流盘2、5，在液压泵工作过程中，通过两个配流盘2、5能很好地实现油液的供给。

在一个实施例中，如图2所示，定子3由四段半径大小不同的曲线组成，相邻曲线之间通过光滑连接曲线实现过渡。在转子4转动一周时，相邻两个叶片9构成的空间完成四次吸油和四次压油。也就是，在同一时间，对应处于四段曲线空间变大处的叶片工作空间均处于吸油状态，对应处于四段曲线空间变小处的叶片工作空间均处于压油状态，大大增大了液压泵的排量。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。