雙向可逆調速調容測壓缸的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙向可逆調速調容測壓缸，包括直流電機減速機構、軸承連接機構、絲杠傳動機構、測壓缸筒機構和連接骨架，直流電機減速機構通過軸承連接機構與絲杠傳動機構連接，絲杠傳動機構與測壓缸筒機構連接，連接骨架套設在絲杠傳動機構和測壓缸筒機構上。本發明通過電氣控制可實現對直流電機和減速機的正反雙向轉動和轉動速度的快慢的調節。軸承連接結構連接在直流電機減速機構和絲杠傳動機構之間，將直流電機減速機構的旋轉運動傳遞給絲杠傳動機構，軸承連接機構的存在可以防止直流減速機構軸向雙向受力。絲杠傳動機構將直流電機減速機構的旋轉運動轉換為直線運動，且具有自鎖功能，可精確的停在某位置。
【專利說明】雙向可逆調速調容測壓缸
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在油田上用于井下地層壓力測試的測壓缸，特別是一種雙向可逆調速調容測壓缸。
【背景技術】
[0002]在油田勘探過程中，需要對井下目標底層流體的地層壓力進行精確測試，通過這個地層壓力測試曲線確定目標層的地層壓力、滲透率，并進一步對油倉儲量進行評估。現有的常規測壓缸對地層的測試范圍最大在4000PSI左右，其測壓過程是單方向進行的，不能準確雙向調整測壓缸的容積和抽吸速度，一旦遇到測試地層是高滲透率層，會造成抽吸速度慢而無法計算地層滲透率，而對于低滲透率層會造成測試地層壓力恢復時間過長而無法測試，或者引起儀器的粘卡，造成工程事故。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的是現有常規測壓缸不能準確雙向調整測壓缸的容積和抽吸速度，無法準確檢測高滲透率層和低滲透率層的地層壓力和滲透率等技術問題。從而提供一種雙向可逆調速調容測壓缸。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下:
一種雙向可逆調速調容測壓缸，包括直流電機減速機構、軸承連接機構、絲杠傳動機構、測壓缸筒機構和連接骨架，直流電機減速機構通過軸承連接機構與絲杠傳動機構連接，絲杠傳動機構與測壓缸筒機構連接，連接骨架套設在絲杠傳動機構和測壓缸筒機構上。
[0005]所述直流電機減速機構包括直流電機和減速機；直流電機的輸出軸上套設有電機結合子，減速機的輸入軸上套設有減速機結合子，電機結合子和減速機結合子通過方塊連接一體。
[0006]在直流電機的輸出端和減速機的輸入端之間安裝有電機連接塊，電機結合子、方塊和減速機結合子均位于電機連接塊的內部；減速機的輸出端安裝有減速機連接塊，減速機的輸出軸位于減速機連接塊的內部并與減速機軸套連接。
[0007]所述軸承連接機構包括減速機軸套和絲杠軸承連接軸；減速機軸套的一端套設在減速機的輸出軸上，減速機軸套的另一端套設在絲杠連接軸上并通過銷軸固定；在靠近減速機軸套的絲杠連接軸上套設有雙向推力球軸承，在雙向推力球軸承外套設有絲杠連接軸套；絲杠連接軸套靠近減速機軸套的一端與減速機連接塊固定連接，絲杠連接軸套遠離減速機軸套的一端與絲杠端蓋的一端固定連接；絲杠端蓋套設在絲杠連接軸上，在靠近雙向推力球軸承絲杠端蓋內設置有無內圈滾針軸承，無內圈滾針軸承套設在絲杠連接軸上；在無內圈滾針軸承與雙向推力球軸承之間的絲桿連接軸上安裝有鋼絲擋圈；
在靠近絲杠端蓋另一端的絲杠連接軸上套設有霍爾磁鐵，霍爾磁鐵的外端安裝有霍爾計數元件；絲杠連接軸通過銷軸與絲杠固定連接。
[0008]所述絲杠傳動機構包括絲杠，絲杠的一端通過銷軸與絲杠連接軸固定連接；絲杠的另一端安裝有沖壓外圈滾針軸承；沖壓外圈滾針軸承與支撐盤連接；支撐盤套設在連接桿上；連接桿的一端固定安裝在絲杠螺母上；連接桿的另一端與缸筒固定連接。
[0009]在絲杠螺母上安裝有防轉銷。
[0010]所述連接桿為四個。
[0011]所述測壓缸筒機構包括缸筒，缸筒的一端與連接桿固定連接；缸筒的另一端與缸蓋固定連接；缸蓋的外端安裝有開關觸頭；測壓缸柱塞安裝在缸筒且一端伸出缸蓋與轉接頭連接，在缸蓋與測壓缸柱塞之間安裝有自潤滑軸承；轉接頭上安裝有與開關觸頭相配套的觸發開關。
[0012]在缸筒和缸蓋之間、測壓缸柱塞與轉接頭之間均安裝有密封圈。
[0013]在轉接頭上設有井下地層流體的出入口。
[0014]所述連接骨架套設安裝在絲杠端蓋和轉接頭之間，絲杠傳動機構和測壓缸筒機構均在連接骨架內。
[0015]本發明減速電機的輸出軸通過減速機軸套將旋轉運動傳遞給絲杠軸承連接軸，絲杠軸承連接軸將旋轉運動傳遞給絲杠，絲杠旋轉運動，設置在絲杠上的絲杠螺母在防轉銷的作用下只能直線運動，絲杠螺母的直線運動帶動連接桿的直線運動，連接桿與缸筒固定連接，即缸筒也直線運動，缸筒相對于測壓缸柱塞運動，缸蓋上安裝的開關觸發頭隨缸蓋直線運動。開關觸發頭的直線運動表現為遠離和靠近設置在轉接頭上的觸發開關。當開關觸發頭移動接觸到觸發開關時，缸筒停止移動。本發明通過電氣控制可實現對直流電機和減速機的正反雙向轉動和轉動速度的快慢的調節。軸承連接結構連接在直流電機減速機構和絲杠傳動機構之間，將直流電機減速機構的旋轉運動傳遞給絲杠傳動機構，軸承連接機構的存在可以防止直流減速機構軸向雙向受力。絲杠傳動機構將直流電機減速機構的旋轉運動轉換為直線運動，且具有自鎖功能，可精確的停在某位置。測壓缸筒機構在絲杠傳動機構的帶動下，缸筒相對于測壓缸柱塞直線運動，缸蓋上的開關觸發頭接近和遠離轉接頭上的觸發開關，從而控制本發明的停止。本發明抽吸壓差能力能達到8000PSI以上，抽吸速度在
0-3ml/秒。無論是高滲透率層還低滲透率層本發明均能準確快速的測量出地層壓力和滲透率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
[0017]圖2為圖1中直流電機減速機構的結構示意圖。
[0018]圖3為圖1中軸承連接機構的結構示意圖。
[0019]圖4為圖1中絲杠傳動機構的結構示意圖。
[0020]圖5為圖1中測壓缸筒機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例:如圖1-5所示，一種雙向可逆調速調容測壓缸，包括直流電機減速機構1、軸承連接機構2、絲杠傳動機構3、測壓缸筒機構4和連接骨架5，直流電機減速機構I通過軸承連接機構2與絲杠傳動機構3連接，絲杠傳動機構3與測壓缸筒機構4連接，連接骨架5套設在絲杠傳動機構3和測壓缸筒機構4上。
[0022]直流電機減速機構I包括直流電機1-1和減速機1-7。直流電機1-1的輸出軸上套設有電機結合子1-4，減速機1-7的輸入軸上套設有減速機結合子1-6，電機結合子1-4和減速機結合子1-6通過方塊1-5連接一體。
[0023]在直流電機1-1的輸出端和減速機1-7的輸入端之間安裝有電機連接塊1-2，電機結合子1-4、方塊1-5和減速機結合子1-6均位于電機連接塊1-2的內部。
[0024]減速機的輸出端安裝有減速機連接塊1-8，減速機1-7的輸出軸位于減速機連接塊1-8的內部并與軸承連接機構2的減速機軸套2-1的一端連接。
[0025]減速機軸套2-1的另一端套設在絲杠連接軸2-7上并通過銷軸2-2固定。在靠近減速機軸套2-1的絲杠連接軸2-7上套設有雙向推力球軸承2-12，在雙向推力球軸承2-12外套設有絲杠連接軸套2-3。
[0026]絲杠連接軸套2-3靠近減速機軸套2-1的一端與減速機連接塊1-8通過六角頭螺栓固定連接，絲杠連接軸套2-3遠離減速機軸套2-1的一端與套設在絲杠連接軸2-7上的絲杠端蓋2-5的一端通過內六角圓柱頭螺釘固定連接。
[0027]在靠近雙向推力球軸承2-12的絲杠端蓋2-5內設置有無內圈滾針軸承2_10，無內圈滾針軸承2-10套設在絲杠連接軸2-7上。在無內圈滾針軸承2-10與雙向推力球軸承2-12之間的絲桿連接軸2-7上安裝有鋼絲擋圈2-11。
[0028]在靠近絲杠端蓋2-5的另一端的絲杠連接軸2-7上套設有霍爾磁鐵2_6，霍爾磁鐵2-6的外端安裝有霍爾計數元件2-9。絲杠連接軸2-7通過銷軸2-8與絲杠3_1的一端固定連接。
[0029]絲杠3-1的另一端安裝有沖壓外圈滾針軸承3-5。支撐盤3-4套設在沖壓外圈滾針軸承3-5上。四根連接桿3-3均勻分布并穿過支撐盤3-4。連接桿3-3的一端通過M6螺釘固定安裝在絲杠螺母3-2上，絲杠螺母3-2套設在絲杠3-1上且在絲杠螺母3-2上安裝有防轉銷3-7。連接桿3-3的另一端通過M6螺釘與缸筒4-1的一端固定連接。
[0030]缸筒4-1的另一端與缸蓋4-4固定連接。缸蓋4-4的外端安裝有開關觸發頭4_9。測壓缸柱塞4-2安裝在缸筒4-1且一端伸出缸蓋4-4與轉接頭4-5連接，在缸蓋4_4與測壓缸柱塞4-2之間安裝有自潤滑軸承4-8。轉接頭4-5上安裝有與開關觸頭4-9相配套的觸發開關4-10。
[0031]其中，在缸筒4-1和缸蓋4-4之間、測壓缸柱塞4-2與轉接頭4_5之間均安裝有密封圈。連接骨架5套設安裝在絲杠端蓋2-5和轉接頭4-5之間，絲杠傳動機構3和測壓缸筒機構4均在連接骨架5內。
[0032]工作原理:當在井下某一地層測壓時，先按照正常測壓過程進行測壓，如果從地層恢復曲線觀測到地層是高滲透率地層，通過控制直流電機減速機構的轉速進而實現抽吸容積和抽吸速度的調大，以滿足高滲透率地層的過程測試。如果從地層恢復曲線觀測到地層是低滲透率地層或者是干層，通過控制直流電機減速機構的轉速進而實現抽吸容積和抽吸速度的調小，在曲線觀測下，通過慢慢縮小測試容積，減小地層壓力曲線的恢復時間，這樣就可以準確的完成測壓功能，避免在低滲透率地層測試時，地層壓力恢復時間過長的問題。
【權利要求】
1.一種雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:包括直流電機減速機構(1)、軸承連接機構(2 )、絲杠傳動機構(3 )、測壓缸筒機構(4 )和連接骨架(5 )，直流電機減速機構(1)通過軸承連接機構(2)與絲杠傳動機構(3)連接，絲杠傳動機構(3)與測壓缸筒機構(4)連接，連接骨架(5)套設在絲杠傳動機構(3)和測壓缸筒機構(4)上。
2.根據權利要求1所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:所述直流電機減速機構(1)包括直流電機(1-1)和減速機(1-7);直流電機(1-1)的輸出軸上套設有電機結合子(1-4)，減速機(1-7)的輸入軸上套設有減速機結合子(1-6)，電機結合子(1-4)和減速機結合子(1-6 )通過方塊(1-5 )連接一體。
3.根據權利要求2所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:在直流電機(1-1)的輸出端和減速機(1-7)的輸入端之間安裝有電機連接塊(1-2)，電機結合子(1-4)、方塊(1-5)和減速機結合子(1-6)均位于電機連接塊(1-2)的內部；減速機的輸出端安裝有減速機連接塊(1-8)，減速機(1-7)的輸出軸位于減速機連接塊(1-8)的內部并與減速機軸套(2-1)連接。
4.根據權利要求1所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:所述軸承連接機構包括減速機軸套(2-1)和絲杠軸承連接軸(2-7);減速機軸套(2-1)的一端套設在減速機(1-7)的輸出軸上，減速機軸套(2-1)的另一端套設在絲杠連接軸(2-7)上并通過銷軸(2-2)固定；在靠近減速機軸套的絲杠連接軸(2-7)上套設有雙向推力球軸承(2-12)，在雙向推力球軸承(2-12)外套設有絲杠連接軸套(2-3)； 絲杠連接軸套(2-3)靠近減速機軸套(2-1)的一端與減速機連接塊(1-8)固定連接，絲杠連接軸套(2-3)遠離減速機軸套(2-1)的一端與絲杠端蓋(2-5)的一端固定連接； 絲杠端蓋(2-5 )套設在絲杠連接軸(2-7 )上，在靠近雙向推力球軸承(2-12 )絲杠端蓋(2-5)內設置有無內圈滾針軸承(2-10),無內圈滾針軸承(2-10)套設在絲杠連接軸(2-7)上；在無內圈滾針軸承(2-10)與雙向推力球軸承(2-12)之間的絲桿連接軸(2-7)上安裝有鋼絲擋圈(2-11)； 在靠近絲杠端蓋(2-5)的另一端的絲杠連接軸(2-7)上套設有霍爾磁鐵(2-6)，霍爾磁鐵(2-6)的外端安裝有霍爾計數元件(2-9);絲杠連接軸(2-7)通過銷軸(2-8)與絲杠(3-1)固定連接。
5.根據權利要求1所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:所述絲杠傳動機構包括絲杠(3-1)，絲杠(3-1)的一端通過銷軸(2-8)與絲杠連接軸(2-7)固定連接；絲杠(3-1)的另一端安裝有沖壓外圈滾針軸承(3-5 );沖壓外圈滾針軸承(3-5 )與支撐盤(3-4)連接；支撐盤(3-4)套設在連接桿(3-3)上；連接桿(3-3)的一端固定安裝在絲杠螺母(3-2)上；連接桿(3-3)的另一端與缸筒(4-1)固定連接。
6.根據權利要求5所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:在絲杠螺母(3-2)上安裝有防轉銷(3-7)。
7.根據權利要求5所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:所述連接桿(3-3)為四個。
8.根據權利要求1所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:所述測壓缸筒機構包括缸筒(4-1)，缸筒(4-1)的一端與連接桿(3-3)固定連接；缸筒(4-1)的另一端與缸蓋(4-4)固定連接；缸蓋(4-4)的外端安裝有開關觸頭(4-9);測壓缸柱塞(4-2)安裝在缸筒(4-1)且一端伸出缸蓋(4-4)與轉接頭(4-5)連接，在缸蓋(4-4)與測壓缸柱塞(4_2)之間安裝有自潤滑軸承(4-8);轉接頭(4-5)上安裝有與開關觸頭(4-9)相配套的觸發開關(4-10)。
9.根據權利要求8所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:在缸筒(4-1)和缸蓋(4-4)之間、測壓缸柱塞(4-2)與轉接頭(4-5)之間均安裝有密封圈。
10.根據權利要求1所述的雙向可逆調速調容測壓缸，其特征在于:所述連接骨架(5)套設安裝在絲杠端蓋(2-5)和轉接頭(4-5)之間，絲杠傳動機構(3)和測壓缸筒機構(4)均在連接骨架(5)內。
【文檔編號】E21B49/00GK104500043SQ201410736794
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年12月8日
【發明者】劉中敏, 盧曉麗, 謝頌青, 于礦偉, 木東良, 楊鳳 申請人:鄭州宜源翔石油科技有限公司