微球液压推靠器的制作方法

专利名称：微球液压推靠器的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田测井仪器技术领域，是一种微球液压推靠器。
二背景技术：
目前国内油田测井一般常用的微球聚焦测井仪，如EXCELL2000型微球推靠器，该 设备主要由动力总成、滚珠丝杆、弹簧盒、推靠臂、微球探头等部件组成，微球探头上有微球 极板，测井时在弹簧张力的作用下，推靠臂打开后，使得微球极板紧贴井壁，测量出地层的 电阻率，达到测井的目的。由于该设备采用的是机械式直流电机驱动丝杠，带动支臂进行张 开和回收动作，这种传动方式使得测井仪器的反应时间较长，致使测井工作效率较低。此 外，由于该设备采用机械居中式的结构设计，还存在体积较大、设备较重、不能很好地适用 于大斜度井以及水平井的测量等缺点。
三
发明内容
本发明提供了一种微球液压推靠器，其解决了现有微球推靠器的仪器反应时间较 长的问题。 本发明还进一步解决了现有微球推靠器的体积较大、设备较重、对大斜度井及水 平井测量的适用性不佳的问题。 本发明的技术方案是通过以下措施来实现的一种微球液压推靠器，其特征在于 包括杆体，杆体上安装有液压驱动装置、微球探测器和支撑臂；液压驱动装置包括能通过液 力驱动而上下移动的联接杆，联接杆分别与微球探测器和支撑臂的上端连接在一起；联接 杆下移能够使微球探测器的下端和支撑臂的下端分别远离杆体的轴线而张开，联接杆上移 能够使微球探测器的下端和支撑臂的下端分别靠近杆体的轴线而收拢。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进 上述液压驱动装置可包括液压筒组件，液压筒组件的上部通过固定铰轴铰接在杆 体上；微球探测器的上端安装有探头接头，微球探测器的下端安装有探测支臂；联接杆的 下部安装有连杆，联接杆的下端通过牵引铰轴与支撑臂的上端内侧铰接在一起；连杆的上 端通过联接铰轴铰接在联接杆的下部上，连杆的中部通过连杆铰轴铰接在液压筒组件上， 连杆的下端通过探头转轴铰接在探头接头的上端上；探头接头的上端靠近支撑臂的一侧有 摇臂，摇臂的上端通过支臂转轴与支撑臂的上端外侧铰接在一起，探头接头的下端与微球 探测器的上端固定连接在一起，微球探测器的下端通过探头下铰轴与探测支臂的上端铰接 在一起，探测支臂的下端通过探测支臂销轴铰接在杆体上。 上述液压筒组件可包括上壳体、下壳体、油缸上盖、油缸下盖、电动机、油泵、液压 阀组、主弹簧和主活塞；上壳体的上部通过固定铰轴铰接在杆体上，上壳体的下部与下壳体 的上部固定连接在一起，上壳体的上端固定连接有油缸上盖，下壳体的下端固定连接有油 缸下盖，上壳体与下壳体的内腔形成密闭的油箱；电动机固定安装在上壳体内，电动机的下 部依次固定安装有油泵和液压阀组，电动机的动力输出轴与油泵的驱动轴相连接，油泵的出油口与液压阀组的进油口相连通；主活塞和油缸下盖内分别有活塞通孔和缸盖通孔，联 接杆的上端有联杆凸缘，联接杆的中部套装在活塞通孔和缸盖通孔内并能上下移动，联接 杆的下部通过联接铰轴铰接有连杆，联接杆的下端通过牵引铰轴铰接有支撑臂；主弹簧的 上端顶紧在上壳体的下端上，主弹簧的下端顶紧在联杆凸缘的上端上；主活塞套装在下壳 体的内腔内并能上下移动，主活塞的顶端顶紧在联杆凸缘的下端面上，主活塞的底端与油 缸下盖之间形成高压油腔；液压阀组的出油口与高压油腔相连通。 上述液压筒组件上部的杆体上可安装有平衡筒组件，平衡筒组件包括平衡缸筒、
平衡活塞、平衡弹簧和平衡簧座；平衡缸筒呈倒杯形，平衡活塞安装在平衡缸筒的内腔内并
能上下移动，平衡缸筒的下端开口处固定安装有平衡簧座，平衡活塞与平衡簧座之间有平
衡弹簧，平衡弹簧的上端顶紧平衡活塞，平衡弹簧的下端顶紧平衡簧座；平衡活塞顶端与平
衡缸筒内腔之间形成平衡油腔并与油箱通过管路相连通，平衡簧座上有泥浆进孔，平衡活
塞底端与平衡缸筒内腔之间形成泥浆缓冲腔并通过泥浆进孔与外界相连通。 上述平衡筒组件上可有泄压装置，泄压装置包括泄压弹簧、泄压簧座、泄压阀座、
泄压导柱和止推器；平衡活塞的内部有泄压通孔并能使平衡油腔与泥浆缓冲腔相连通，泄
压通孔内安装有能上下移动并带有台肩的泄压簧座，泄压通孔的上端内壁上有环形内凸
台；泄压通孔的下端内壁上有螺纹，泄压阀座通过螺纹固定安装在平衡活塞上，泄压阀座的
内部有导柱通孔；泄压弹簧的上端顶紧在环形内凸台的下端面上，泄压弹簧的下端顶紧在
台肩上并使泄压簧座的底端压紧泄压阀座的顶端以阻塞泄压通孔；带轴向导流槽的泄压导
柱的上端固定安装在泄压簧座的底端，泄压导柱中部套装在导柱通孔内并能上下移动；平
衡簧座上对应泄压导柱的位置固定安装有能使泄压导柱上移的止推器。 上述液压筒组件上可有压力补偿装置，压力补偿装置包括套筒、活塞杆和碟形弹
簧；下壳体的下部内腔壁上有内凸台，套筒的上部外侧有环形凸缘，主弹簧的下端顶紧在环
形凸缘的上端而使套筒通过环形凸缘坐在内凸台的上端面上；联接杆的上部有轴向油孔，
联接杆的中部有连通轴向油孔与高压油腔的径向油孔，液压阀组与联接杆之间有活塞杆，
活塞杆的上端安装在液压阀组的出油孔中，活塞杆的下端套装在轴向油孔内并能上下移
动；套筒的内壁上部有内凸环，联杆凸缘与主活塞之间有碟形弹簧，碟形弹簧的上端顶紧联
杆凸缘并使联杆凸缘的上端面顶在内凸环的下端面上，碟形弹簧的下端顶紧在主活塞的上
端面上。 上述液压阀组可包括单向阀、控制阀、电磁阀和安全阀；油泵的出油口与单向阀的 进油口相连通，单向阀的出油口与控制阀的进油口相连通；控制阀内安装有控制阀活塞，控 制阀活塞内安装有柱塞，柱塞的下端与活塞杆的上端固定连接在一起；控制阀活塞的上端 与控制阀的内腔之间形成控制阀进油腔并与电磁阀的进油口相连通，控制阀活塞的下端与 控制阀的内壁之间形成控制阀排油腔并分别与高压油腔和安全阀的进油口相连通，控制阀 内腔底壁上有柱塞孔并使控制阀排油腔与油箱相连通，控制阀内安装有控制阀簧，控制阀 簧的上端顶紧在控制阀活塞上部的凸缘上，控制阀簧的下端顶紧在控制阀下部内壁上的凸 台上；柱塞的中部外侧有下端面为锥面的外锥形密封台，控制阀活塞内部有控制阀孔，控 制阀孔的中部有环形凸台，控制阀孔的下端内壁上有与外锥形密封台相配合的内锥形密封 台，控制阀孔内安装有柱塞弹簧，柱塞弹簧的上端顶紧环形凸台，柱塞弹簧的下端顶紧外锥 形密封台的上端面；当电磁阀打开时控制阀进油腔通过电磁阀与油箱相连通，并能使控制阀活塞上端顶紧在控制阀内腔顶壁上而使柱塞通过外锥形密封台坐在内锥形密封台上以 开启柱塞孔；当电磁阀关闭时控制阀进油腔通过控制阀孔与控制阀排油腔及高压油腔相连 通，并能使控制阀活塞下端顶紧在控制阀内腔底壁上而使柱塞下端顶紧在控制阀内腔底壁 上以堵塞柱塞孔。 上述杆体的下端可固定连接有下杆；下杆内安装有释放阀，释放阀包括释放阀座、
释放阀锁紧环、释放阀塞和剪切销；下杆上有轴向孔和径向孔，轴向孔的一端通过管路与平
衡油腔相连通，轴向孔的另一端与径向孔的中部相连通；释放阀座内有释放阀？L释放阀座
的底端有能容纳释放阀塞的阀塞空腔，释放阀塞的上部有导向柱，释放阀塞的下部装有密
封圈，导向柱与释放阀座上分别有径向的销孔，导向柱套装在释放阀孔内并能上下移动，释
放阀塞通过导向柱、径向的销孔和剪切销固定安装在释放阀座上；径向孔的外端有螺纹沉
孔，释放阀座坐在螺纹沉孔的底部并使释放阀塞通过密封圈堵塞住径向孔；带有能容纳导
向柱的通孔的释放阀锁紧环通过螺纹沉孔固定连接在下杆上并压紧释放阀座。 上述杆体的上端可固定连接有上接头组件，上接头组件的上端固定安装有常压
三十七芯插座，上接头组件中固定安装有常压二十九芯插座与高压二十九芯插头，探头接
头内固定安装有高压九芯插头，下杆内固定安装有高压十九芯插头；常压三十七芯插座通
过电缆、高压九芯插头与微球探测器的电极电连接在一起；常压三十七芯插座通过电路与
常压二十九芯插座电连接在一起，常压二十九芯插座和高压二十九芯插头电连接在一起，
高压二十九芯插头通过电缆分别和电动机的电源输入端子与高压十九芯插头电连接在一起。 上述微球探测器的下部可有电位计，电位计包括电位固定端、电位滑动端和电位 计弹簧；电位固定端、电位滑动端分别通过电缆与常压三十七芯插座电连接.带有通孔的 电位固定端固定安装在杆体的下端上，电位滑动端安装在微球探测器上并能随微球探测器 的转动而上下移动，电位滑动端的中部通过通孔套装在电位固定端内并能上下移动；电位 滑动端的下部有弹簧凸台，电位计弹簧的上端顶紧在电位固定端上，电位计弹簧的下端顶 紧在弹簧凸台的上端面上。 本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过液压装置驱动支撑臂，使支撑臂和微球 探测器同时从两侧张开靠在井壁上，不但增大了对井壁的推靠力，使得微球探测器能够紧 贴井壁得到较为准确的测量结果，而且使支撑臂能够迅速动作，从而縮短测试的时间，提高 工作效率，降低工作劳动强度，具有体积小、重量轻、安全可靠、简便高效的特点。
四

附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。 附图2为附图1中a段的局部放大结构示意图。 附图3为附图1中b段的局部放大结构示意图。 附图4为附图1中c段的局部放大结构示意图。 附图5为附图4中A-A处的剖视结构示意图。 附图6为附图7中B-B处的剖视结构示意图。 附图7为附图1中d段的局部放大结构示意图。 附图8为附图1中e段的局部放大结构示意图。
附图9为附图8中C-C处的剖视结构示意图。
附图10为附图13中D-D处的剖视结构放大示意图。
附图11为附图1中f段的局部放大结构示意图。
附图12为支撑臂收回时的液压原理示意图。
附图13为支撑臂张开时的液压原理示意图。 附图中的编码分别为1为杆体，2为连杆，3为微球探测器，4为支撑臂，5为固定 铰轴，6为探头接头，7为探测支臂，8为摇臂，9为探头转轴，10为探头下铰轴，11为探测支 臂销轴，12为牵引铰轴，13为支臂转轴，14为上壳体，15为下壳体，16为油缸上盖，17为油 缸下盖，18为电动机，19为油泵，20为液压阀组，21为主弹簧，22为主活塞，23为联接杆，24 为油箱，25为活塞通孔，26为缸盖通孔，27为联杆凸缘，28为高压油腔，29为平衡缸筒，30 为平衡活塞，31为平衡弹簧，32为平衡簧座，33为平衡油腔，34为泥浆进孔，35为泥浆缓冲 腔，36为泄压弹簧，37为泄压簧座，38为泄压阀座，39为泄压导柱，40为止推器，41为泄压 通孔，42为台肩，43为环形内凸台，44为导柱通孔，45为轴向导流槽，46为套筒，47为活塞 杆，48为碟形弹簧，49为内凸台，50为环形凸缘，51为轴向油孔，52为径向油孔，53为柱塞， 54为内凸环，55为单向阀，56为控制阀，57为电磁阀，58为安全阀，59为控制阀活塞，60为 控制阀进油腔，61为控制阀排油腔，62为柱塞孔，63为控制阀簧，64为外锥形密封台，65为 控制阀孔，66为环形凸台，67为内锥形密封台，68为柱塞弹簧，69为上接头组件，70为下杆， 71为释放阀座，72为释放阀锁紧环，73为释放阀塞，74为剪切销，75为轴向孔，76为径向 孔，77为释放阀孔，78为阀塞空腔，79为导向柱，80为常压三十七芯插座，81为常压二十九 芯插座，82为高压二十九芯插头，83为高压九芯插头，84为高压十九芯插头，85为电位固定 端，86为电位滑动端，87为电位计弹簧，88为弹簧凸台，89为上保护头，90为下保护头，91 为联接铰轴，92为连杆铰轴。
五具体实施例方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。 下面结合最佳实施例及附图对本发明作进一步描述 如附图1所示，该微球液压推靠器包括杆体l，杆体1上安装有液压驱动装置、微 球探测器3和支撑臂4 ;液压驱动装置包括能通过液力驱动而上下移动的联接杆23，联接杆 23分别与微球探测器3和支撑臂4的上端连接在一起；联接杆23下移能够使微球探测器3 的下端和支撑臂4的下端分别远离杆体1的轴线而张开，联接杆23上移能够使微球探测器 3的下端和支撑臂4的下端分别靠近杆体1的轴线而收拢。通过液压装置和机械装置二者 相结合驱动支撑臂4，增大了对井壁的推靠力，保证使微球探测器3紧贴井壁，从而能够测 量出真实地层电阻率以得到较为准确的测量结果，而且由于支撑臂4和微球探测器3同时 张开，比起仅靠支撑臂4的推靠而使微球探测器3贴合井壁的测井仪器，支撑臂4张开的幅 度较小，从而縮短了支撑臂4的张开时间，节省了测试的时间，提高工作效率。
可根据实际需要，对上述微球液压推靠器作进一步优化或/和改进
如附图1、4、5、6、7所示，液压驱动装置包括液压筒组件，液压筒组件的上部通过 固定铰轴5铰接在杆体1上；微球探测器3的上端安装有探头接头6，微球探测器3的下端安装有探测支臂7 ;联接杆23的下部安装有连杆2，联接杆23的下端通过牵引铰轴12与 支撑臂4的上端内侧铰接在一起；连杆2的上端通过联接铰轴91铰接在联接杆23的下部 上，连杆2的中部通过连杆铰轴92铰接在液压筒组件上，连杆2的下端通过探头转轴9铰 接在探头接头6的上端上；探头接头6的上端靠近支撑臂4的一侧有摇臂8，摇臂8的上端 通过支臂转轴13与支撑臂4的上端外侧铰接在一起，探头接头6的下端与微球探测器3的 上端固定连接在一起，微球探测器3的下端通过探头下铰轴10与探测支臂7的上端铰接在 一起，探测支臂7的下端通过探测支臂销轴11铰接在杆体1上。联接杆23向下移动能够 带动其下端的牵引铰轴12下移，使支撑臂4绕支臂转轴13顺时针转动而张开；联接杆23 的下移还带动联接铰轴91下移，使连杆2的上端向下移动，而使连杆2绕连杆铰轴92逆时 针转动，连杆2的下端带动探头转轴9上移，使微球探测器3绕支臂转轴13逆时针转动而 张开。反之，联接杆23向上移动能够带动其下端的牵引铰轴12上移，使支撑臂4绕支臂转 轴13逆时针转动从而下端收拢；同时联接杆23的上移还带动联接铰轴91上移，使连杆2 的上端向上移动，而使连杆2绕连杆铰轴92顺时针转动，连杆2的下端带动探头转轴9下 移，使微球探测器3绕支臂转轴13顺时针转动而下端收拢。液压筒组件能够绕固定铰轴5 旋转7度以消除连杆2产生的径向分力，探头接头6能够绕探头转轴9旋转12度，以使微 球探测器3能够绕支臂转轴13顺利转动。 如附图1、4、5、6、7所示，液压筒组件包括上壳体14、下壳体15、油缸上盖16、油缸 下盖17、电动机18、油泵19、液压阀组20、主弹簧21和主活塞22 ;上壳体14的上部通过固 定铰轴5铰接在杆体1上，上壳体14的下部与下壳体15的上部固定连接在一起，上壳体14 的上端固定连接有油缸上盖16，下壳体15的下端固定连接有油缸下盖17，上壳体14与下 壳体15的内腔形成密闭的油箱24 ;电动机18固定安装在上壳体14内，电动机18的下部依 次固定安装有油泵19和液压阀组20，电动机18的动力输出轴与油泵19的驱动轴相连接， 油泵19的出油口与液压阀组20的进油口相连通；主活塞22和油缸下盖17内分别有活塞 通孔25和缸盖通孔26，联接杆23的上端有联杆凸缘27，联接杆23的中部套装在活塞通孔 25和缸盖通孔26内并能上下移动，联接杆23的下部通过联接铰轴91铰接有连杆2，联接 杆23的下端通过牵引铰轴12铰接有支撑臂4 ;主弹簧21的上端顶紧在上壳体14的下端 上，主弹簧21的下端顶紧在联杆凸缘27的上端上；主活塞22套装在下壳体15的内腔内并 能上下移动，主活塞22的顶端顶紧在联杆凸缘27的下端面上，主活塞22的底端与油缸下 盖17之间形成高压油腔28 ;液压阀组20的出油口与高压油腔28相连通。电动机18和油 泵19均浸入油箱24中，使动力系统密封更加可靠，同时改善了电动机18的散热。主弹簧 21正常情况下保持压縮状态，能够产生350公斤到500公斤的弹力而作为支撑臂4收拢的 动力。当电动机18通电后，电动机18驱动油泵19通过液压阀组20将液压油从油箱24内 泵入高压油腔28，液压阀组20能使泵出的液压油的压力保持在8. 6兆帕加减O. 5兆帕的 范围内。联接杆23的运动取决于高压油腔28与油箱24内液压油的压强差值，当高压油腔 28同油箱24相连通时，压强差为零，主弹簧21推动联接杆23向下移动；当高压油腔28和 油泵19通过液压阀组20接通时，高压油腔28内液压油推动主活塞22压縮主弹簧21并推 动联接杆23上移。 如附图1、3、4所示，液压筒组件上部的杆体1上安装有平衡筒组件，平衡筒组件包 括平衡缸筒29、平衡活塞30、平衡弹簧31和平衡簧座32 ;平衡缸筒29呈倒杯形，平衡活塞30安装在平衡缸筒29的内腔内并能上下移动，平衡缸筒29的下端开口处固定安装有平衡 簧座32，平衡活塞30与平衡簧座32之间有平衡弹簧31，平衡弹簧31的上端顶紧平衡活塞 30，平衡弹簧31的下端顶紧平衡簧座32 ;平衡活塞30顶端与平衡缸筒29内腔之间形成平 衡油腔33并与油箱24通过管路相连通，平衡簧座32上有泥浆进孔34，平衡活塞30底端与 平衡缸筒29内腔之间形成泥浆缓冲腔35并通过泥浆进孔34与外界相连通。平衡活塞30 能够使油箱24内的液压油与外界的泥浆始终保持压强相等，平衡缸筒29内的液压油因平 衡弹簧31对平衡活塞30的推力而始终保持0. 1兆帕的内压，从而电动机18作较少的功就 能驱动主活塞22和联接杆23带动连杆2动作，使仪器的反应时间进一步縮短。
如附图1、3、4所示，平衡筒组件上有泄压装置，泄压装置包括泄压弹簧36、泄压簧 座37、泄压阀座38、泄压导柱39和止推器40 ;平衡活塞30的内部有泄压通孔41并能使平 衡油腔33与泥浆缓冲腔35相连通，泄压通孔41内安装有能上下移动并带有台肩42的泄 压簧座37，泄压通孔41的上端内壁上有环形内凸台43 ;泄压通孔41的下端内壁上有螺纹， 泄压阀座38通过螺纹固定安装在平衡活塞30上，泄压阀座38的内部有导柱通孔44 ;泄压 弹簧36的上端顶紧在环形内凸台43的下端面上，泄压弹簧36的下端顶紧在台肩42上并 使泄压簧座37的底端压紧泄压阀座38的顶端以阻塞泄压通孔41 ;带轴向导流槽45的泄 压导柱39的上端固定安装在泄压簧座37的底端，泄压导柱39中部套装在导柱通孔44内 并能上下移动；平衡簧座32上对应泄压导柱39的位置固定安装有能使泄压导柱39上移的 止推器40。当向平衡缸筒29内充液压油或下井后温度压力升高，而使平衡缸筒29内的液 压油压力超过0. 17兆帕至0. 21兆帕时，液压油将推动平衡活塞30克服平衡弹簧31的推 力向下移动，直到安装在平衡簧座32上的止推器40顶开泄压导柱39，使泄压簧座37的底 端与泄压阀座38的顶端分离，从而平衡油腔33与泥浆缓冲腔35通过泄压通孔41与轴向 导流槽45相连通，使平衡缸筒29内过量的液压油或空气泄漏出来，从而使液压油的压力下 降至与平衡弹簧31及外界泥浆对平衡活塞30的推力相平衡；当平衡缸筒29内的液压油不 足，如漏油或未注满油时，平衡活塞30会因平衡弹簧31的推力而向上端移动，从而使液压 油的压力上升至与平衡弹簧31及外界泥浆对平衡活塞30的推力相平衡。
如附图1、4、6、7所示，液压筒组件上有压力补偿装置，压力补偿装置包括套筒46、 活塞杆47和碟形弹簧48 ;下壳体15的下部内腔壁上有内凸台49，套筒46的上部外侧有 环形凸缘50，主弹簧21的下端顶紧在环形凸缘50的上端而使套筒46通过环形凸缘50坐 在内凸台49的上端面上；联接杆23的上部有轴向油孔51，联接杆23的中部有连通轴向油 孔51与高压油腔28的径向油孔52，液压阀组20与联接杆23之间有活塞杆47，活塞杆47 的上端安装在液压阀组20的出油孔中，活塞杆47的下端套装在轴向油孔51内并能上下移 动；套筒46的内壁上部有内凸环54，联杆凸缘27与主活塞22之间有碟形弹簧48，碟形弹 簧48的上端顶紧联杆凸缘27并使联杆凸缘27的上端面顶在内凸环54的下端面上，碟形 弹簧48的下端顶紧在主活塞22的上端面上。温度变化会使高压油腔28内液压油的体积 发生变化，从而引起压强的变化，碟形弹簧48能够补偿因温度变化带来的压强变化。
如附图12、13所示，液压阀组20包括单向阀55、控制阀56、电磁阀57和安全阀 58 ;油泵19的出油口与单向阀55的进油口相连通，单向阀55的出油口与控制阀56的进油 口相连通；控制阀56内安装有控制阀活塞59，控制阀活塞59内安装有柱塞53，柱塞53的 下端与活塞杆47的上端固定连接在一起；控制阀活塞59的上端与控制阀56的内腔之间形成控制阀进油腔60并与电磁阀57的进油口相连通，控制阀活塞59的下端与控制阀56的 内壁之间形成控制阀排油腔61并分别与高压油腔28和安全阀58的进油口相连通，控制阀 56内腔底壁上有柱塞孔62并使控制阀排油腔61与油箱24相连通，控制阀56内安装有控 制阀簧63，控制阀簧63的上端顶紧在控制阀活塞59上部的凸缘上，控制阀簧63的下端顶 紧在控制阀56下部内壁上的凸台上；柱塞53的中部外侧有下端面为锥面的外锥形密封台 64，控制阀活塞59内部有控制阀孔65，控制阀孔65的中部有环形凸台66，控制阀孔65的 下端内壁上有与外锥形密封台64相配合的内锥形密封台67，控制阀孔65内安装有柱塞弹 簧68，柱塞弹簧68的上端顶紧环形凸台66，柱塞弹簧68的下端顶紧外锥形密封台64的上 端面；当电磁阀57打开时控制阀进油腔60通过电磁阀57与油箱24相连通，并能使控制阀 活塞59上端顶紧在控制阀56内腔顶壁上而使柱塞53通过外锥形密封台64坐在内锥形密 封台67上以开启柱塞孔62 ;当电磁阀57关闭时控制阀进油腔60通过控制阀孔65与控制 阀排油腔61及高压油腔28相连通，并能使控制阀活塞59下端顶紧在控制阀56内腔底壁 上而使柱塞53下端顶紧在控制阀56内腔底壁上以堵塞柱塞孔62。通过控制电磁阀57的 打开或闭合，就可以切换使高压油腔28同油箱24相连通，或者使高压油腔28与油泵19相 连通。这样联接杆23及连杆2对支撑臂4的作用力的大小取决于高压油腔28内液压油与 外界泥浆之间的压强差，由于平衡活塞30始终使油箱24内液压油的压强与外界泥浆压强 保持相等，因此当高压油腔28同油箱24相连通时，高压油腔28内液压油与外界泥浆之间 不存在压强差，支撑臂4受主弹簧21的弹力而张开；当高压油腔28与油泵19相连通时，高 压油腔28内液压油产生的推力压縮主弹簧21而使支撑臂4收拢。 如附图1、8、9、10、11所示，杆体1的下端固定连接有下杆70 ;下杆70内安装有释 放阀，释放阀包括释放阀座71、释放阀锁紧环72、释放阀塞73和剪切销74 ;下杆70上有轴 向孔75和径向孔76，轴向孔75的一端通过管路与平衡油腔33相连通，轴向孔75的另一 端与径向孔76的中部相连通；释放阀座71内有释放阀孔77，释放阀座71的底端有能容纳 释放阀塞73的阀塞空腔78，释放阀塞73的上部有导向柱79，释放阀塞73的下部装有密封 圈，导向柱79与释放阀座71上分别有径向的销孔，导向柱79套装在释放阀孔77内并能上 下移动，释放阀塞73通过导向柱79、径向的销孔和剪切销74固定安装在释放阀座71上； 径向孔76的外端有螺纹沉孔，释放阀座71坐在螺纹沉孔的底部并使释放阀塞73通过密封 圈堵塞住径向孔76 ;带有能容纳导向柱79的通孔的释放阀锁紧环72通过螺纹沉孔固定连 接在下杆70上并压紧释放阀座71。释放阀塞73能够防止平衡油腔33内的液压油或外部 泥浆的压强超压当平衡活塞30被卡住，液压油超过外压14兆帕时，剪切销74将被剪断， 释放阀塞73会外移而进入阀塞空腔78从而使液压油沿释放阀孔77外溢，从而使内外压平 衡，仪器得到保护；当平衡活塞30被卡或缺油时，平衡活塞30已经顶住平衡缸筒29的底 部，泥浆的压强超过液压油的压强14兆帕时，剪切销74也会被剪断，释放阀塞73落入径向 孔76而使泥浆通过轴向孔75进入平衡油腔33，从而使内外压平衡，仪器得到保护。
如附图1、2、3、6、7、11所示，杆体1的上端固定连接有上接头组件69，上接头组件 69的上端固定安装有常压三十七芯插座80，上接头组件69中固定安装有常压二十九芯插 座81与高压二十九芯插头82，探头接头6内固定安装有高压九芯插头83，下杆70内固定 安装有高压十九芯插头84 ;常压三十七芯插座80通过电缆、高压九芯插头83与微球探测 器3的电极电连接在一起；常压三十七芯插座80通过电路与常压二十九芯插座81电连接在一起，常压二十九芯插座81和高压二十九芯插头82电连接在一起，高压二十九芯插头82通过电缆分别和电动机18的电源输入端子与高压十九芯插头84电连接在一起。上接头组件69将电源接入到下方的各部件中，此外上接头组件69内部还可以固定安装有电动机18的移相电容和相关电子线路，并使其保持密封，使液压油和空气不会进入相关电路。
如附图1、8、9所示，微球探测器3的下部有电位计，电位计包括电位固定端85、电位滑动端86和电位计弹簧87 ;电位固定端85、电位滑动端86分别通过电缆与常压三十七芯插座80电连接，带有通孔的电位固定端85固定安装在杆体1的下端上，电位滑动端86安装在微球探测器3上并能随微球探测器3的转动而上下移动，电位滑动端86的中部通过通孔套装在电位固定端85内并能上下移动；电位滑动端86的下部有弹簧凸台88，电位计弹簧87的上端顶紧在电位固定端85上，电位计弹簧87的下端顶紧在弹簧凸台88的上端面上。电位计用于井径测量，其电阻约2000欧姆，电位固定端85、电位滑动端86组成滑动变阻器，工作时常压三十七芯插座80向该电位计提供6. 3伏的直流电，当支撑臂4转动带动微球探测器3推动电位滑动端86在电位固定端85上移动时，根据电位固定端85、电位滑动端86之间电压变化能够测得井径的数值，支撑臂4及微球探测器3收拢，电位滑动端86被压入，表示井径变小；支撑臂4及微球探测器3张开，电位滑动端86被电位计弹簧87恢复，表示井径变大，测得的井径信号经过常压三十七芯插座80向上传送至地面设备。
此外，如附图1、2、11所示，上接头组件69的上端固定安装有上保护头89，下杆70的下端固定安装有下保护头90。上保护头89和下保护头90能够分别保护上接头组件69和下杆70，防止其因碰撞而损坏，并能阻止气体和泥浆等外界杂物进入常压三十七芯插座80及高压十九芯插头84。 以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。 本发明最佳实施例的工作过程是测井时，首先将支撑臂4收拢当支撑臂4处于张开位置时，采用W5供电方式，即用110伏、60赫兹的交流电源给电动机18供电，电流强度约为0. 9安，初始时液压阀组20因和油箱24保持连通而无压差，电动机18驱动油泵19动作而使液压油的压力上升，当液压油的压力上升到液压阀组20的设定值时，液压阀组20切断与油箱24的通道，高压油腔28内的液压油压力继续上升至2. 3兆帕左右，因高压油腔28内液压油的推力大于主弹簧21的推力而推动主活塞22向上移动，主活塞22压縮碟形弹簧48并推动联接杆23上移，联接杆23又推动套筒46上移并压縮主弹簧21而使其蓄能，同时联接杆23还带动连杆2上移，连杆2上移时通过牵引铰轴12拉动支撑臂4的内端，因杠杆原理使支撑臂4的外端向杆体1的轴线方向移动而逐渐收起，约60秒后支撑臂19完成收拢动作；其次，将仪器下放到测量点，将支撑臂4打开采用W5供电方式，即用110伏、60赫兹的交流电源给液压阀组20供电，电流强度约为0. 12安，液压阀组20中的电磁阀57受到激励而打开，使油泵19送入控制阀56的高压液压油直接排入油箱24，控制阀活塞59在控制阀簧63的推力作用下连同柱塞53、活塞杆47 —起上移，从而使柱塞孔62打开，同时轴向油孔51与油箱24连通，即使得高压油腔28与油箱24相连通，高压油腔28内液压油的压强迅速降至与油箱24内液压油的压强相同，主弹簧21得以释放能量，从而推动套筒46、联接杆23及主活塞22向下移动，联接杆23带动连杆2下移而使支撑臂4张开，支撑臂4打开的时间约为2秒，井上实际操作时，每次给液压阀组20的供电时间不应超过5秒，否则时间过长易烧断液压阀组20中的线圈。测井状态时，支撑臂4、微球探测器3处于张开位置，高压油腔28和油箱24相连通，液压油的压力随着平衡筒组件中平衡活塞30的移动与杆体1外部泥浆的压力始终保持平衡；然后，待测量完成后再次使支撑臂4收拢液压阀组20内的液压油的压力进一步上升，当压力上升到2. 6兆帕时，碟形弹簧48全部压縮并紧，压力继续上升，当达到液压阀组20设定的溢流压强值8. 6兆帕时，多余的压力就泄掉，液压油流回油箱，超出的6. 0兆帕能够使支撑臂4与杆体1之间、微球探测器3与杆体1之间的岩屑和泥沙被轧碎，以便有效地收起支撑臂4并使微球探测器3收拢，若电动机18停止运转，液压油的压强会降为6. 6兆帕左右，因液压阀组20中的单向阀55能防止液压油回流，支撑臂4仍能保持收起状态，在使用60赫兹电源情况下，一般支撑臂4及微球探测器3收拢的时间小于60秒；最后，待测试结束后将本发明提升至井上即可。
权利要求
一种微球液压推靠器，其特征在于包括杆体，杆体上安装有液压驱动装置、微球探测器和支撑臂；液压驱动装置包括能通过液力驱动而上下移动的联接杆，联接杆分别与微球探测器和支撑臂的上端连接在一起；联接杆下移能够使微球探测器的下端和支撑臂的下端分别远离杆体的轴线而张开，联接杆上移能够使微球探测器的下端和支撑臂的下端分别靠近杆体的轴线而收拢。
2. 根据权利要求1所述的微球液压推靠器，其特征在于液压驱动装置包括液压筒组 件，液压筒组件的上部通过固定铰轴铰接在杆体上；微球探测器的上端安装有探头接头，微 球探测器的下端安装有探测支臂；联接杆的下部安装有连杆，联接杆的下端通过牵引铰轴 与支撑臂的上端内侧铰接在一起；连杆的上端通过联接铰轴铰接在联接杆的下部上，连杆 的中部通过连杆铰轴铰接在液压筒组件上，连杆的下端通过探头转轴铰接在探头接头的上 端上；探头接头的上端靠近支撑臂的一侧有摇臂，摇臂的上端通过支臂转轴与支撑臂的上 端外侧铰接在一起，探头接头的下端与微球探测器的上端固定连接在一起，微球探测器的 下端通过探头下铰轴与探测支臂的上端铰接在一起，探测支臂的下端通过探测支臂销轴铰 接在杆体上。
3. 根据权利要求2所述的微球液压推靠器，其特征在于液压筒组件包括上壳体、下壳 体、油缸上盖、油缸下盖、电动机、油泵、液压阀组、主弹簧和主活塞；上壳体的上部通过固定 铰轴铰接在杆体上，上壳体的下部与下壳体的上部固定连接在一起，上壳体的上端固定连 接有油缸上盖，下壳体的下端固定连接有油缸下盖，上壳体与下壳体的内腔形成密闭的油 箱；电动机固定安装在上壳体内，电动机的下部依次固定安装有油泵和液压阀组，电动机的 动力输出轴与油泵的驱动轴相连接，油泵的出油口与液压阀组的进油口相连通；主活塞和 油缸下盖内分别有活塞通孔和缸盖通孔，联接杆的上端有联杆凸缘，联接杆的中部套装在 活塞通孔和缸盖通孔内并能上下移动，联接杆的下部通过联接铰轴铰接有连杆，联接杆的 下端通过牵引铰轴铰接有支撑臂；主弹簧的上端顶紧在上壳体的下端上，主弹簧的下端顶 紧在联杆凸缘的上端上；主活塞套装在下壳体的内腔内并能上下移动，主活塞的顶端顶紧 在联杆凸缘的下端面上，主活塞的底端与油缸下盖之间形成高压油腔；液压阀组的出油口 与高压油腔相连通。
4. 根据权利要求3所述的微球液压推靠器，其特征在于液压筒组件上部的杆体上安装 有平衡筒组件，平衡筒组件包括平衡缸筒、平衡活塞、平衡弹簧和平衡簧座；平衡缸筒呈倒 杯形，平衡活塞安装在平衡缸筒的内腔内并能上下移动，平衡缸筒的下端开口处固定安装 有平衡簧座，平衡活塞与平衡簧座之间有平衡弹簧，平衡弹簧的上端顶紧平衡活塞，平衡弹 簧的下端顶紧平衡簧座；平衡活塞顶端与平衡缸筒内腔之间形成平衡油腔并与油箱通过管 路相连通，平衡簧座上有泥浆进孔，平衡活塞底端与平衡缸筒内腔之间形成泥浆缓冲腔并 通过泥桨进孔与外界相连通。
5. 根据权利要求4所述的微球液压推靠器，其特征在于平衡筒组件上有泄压装置，泄 压装置包括泄压弹簧、泄压簧座、泄压阀座、泄压导柱和止推器；平衡活塞的内部有泄压通 孔并能使平衡油腔与泥浆缓冲腔相连通，泄压通孔内安装有能上下移动并带有台肩的泄压 簧座，泄压通孔的上端内壁上有环形内凸台；泄压通孔的下端内壁上有螺纹，泄压阀座通过 螺纹固定安装在平衡活塞上，泄压阀座的内部有导柱通孔；泄压弹簧的上端顶紧在环形内 凸台的下端面上，泄压弹簧的下端顶紧在台肩上并使泄压簧座的底端压紧泄压阀座的顶端以阻塞泄压通孔；带轴向导流槽的泄压导柱的上端固定安装在泄压簧座的底端，泄压导柱中部套装在导柱通孔内并能上下移动；平衡簧座上对应泄压导柱的位置固定安装有能使泄 压导柱上移的止推器。
6. 根据权利要求5所述的微球液压推靠器，其特征在于液压筒组件上有压力补偿装 置，压力补偿装置包括套筒、活塞杆和碟形弹簧；下壳体的下部内腔壁上有内凸台，套筒的 上部外侧有环形凸缘，主弹簧的下端顶紧在环形凸缘的上端而使套筒通过环形凸缘坐在内 凸台的上端面上；联接杆的上部有轴向油孔，联接杆的中部有连通轴向油孔与高压油腔的 径向油孔，液压阀组与联接杆之间有活塞杆，活塞杆的上端安装在液压阀组的出油孔中，活 塞杆的下端套装在轴向油孔内并能上下移动；套筒的内壁上部有内凸环，联杆凸缘与主活 塞之间有碟形弹簧，碟形弹簧的上端顶紧联杆凸缘并使联杆凸缘的上端面顶在内凸环的下 端面上，碟形弹簧的下端顶紧在主活塞的上端面上。
7. 根据权利要求6所述的微球液压推靠器，其特征在于液压阀组包括单向阀、控制阀、 电磁阀和安全阀；油泵的出油口与单向阀的进油口相连通，单向阀的出油口与控制阀的进 油口相连通；控制阀内安装有控制阀活塞，控制阀活塞内安装有柱塞，柱塞的下端与活塞杆 的上端固定连接在一起；控制阀活塞的上端与控制阀的内腔之间形成控制阀进油腔并与电 磁阀的进油口相连通，控制阀活塞的下端与控制阀的内壁之间形成控制阀排油腔并分别与 高压油腔和安全阀的进油口相连通，控制阀内腔底壁上有柱塞孔并使控制阀排油腔与油箱 相连通，控制阀内安装有控制阀簧，控制阀簧的上端顶紧在控制阀活塞上部的凸缘上，控制 阀簧的下端顶紧在控制阀下部内壁上的凸台上；柱塞的中部外侧有下端面为锥面的外锥形 密封台，控制阀活塞内部有控制阀孔，控制阀孔的中部有环形凸台，控制阀孔的下端内壁上 有与外锥形密封台相配合的内锥形密封台，控制阀孔内安装有柱塞弹簧，柱塞弹簧的上端 顶紧环形凸台，柱塞弹簧的下端顶紧外锥形密封台的上端面；当电磁阀打开时控制阀进油 腔通过电磁阀与油箱相连通，并能使控制阀活塞上端顶紧在控制阀内腔顶壁上而使柱塞通 过外锥形密封台坐在内锥形密封台上以开启柱塞孔；当电磁阀关闭时控制阀进油腔通过控 制阀孔与控制阀排油腔及高压油腔相连通，并能使控制阀活塞下端顶紧在控制阀内腔底壁 上而使柱塞下端顶紧在控制阀内腔底壁上以堵塞柱塞孔。
8. 根据权利要求7所述的微球液压推靠器，其特征在于杆体的下端固定连接有下杆； 下杆内安装有释放阀，释放阀包括释放阀座、释放阀锁紧环、释放阀塞和剪切销；下杆上有 轴向孔和径向孔，轴向孔的一端通过管路与平衡油腔相连通，轴向孔的另一端与径向孔的 中部相连通；释放阀座内有释放阀孔，释放阀座的底端有能容纳释放阀塞的阀塞空腔，释放 阀塞的上部有导向柱，释放阀塞的下部装有密封圈，导向柱与释放阀座上分别有径向的销 孔，导向柱套装在释放阀孔内并能上下移动，释放阀塞通过导向柱、径向的销孔和剪切销固 定安装在释放阀座上；径向孔的外端有螺纹沉孔，释放阀座坐在螺纹沉孔的底部并使释放 阀塞通过密封圈堵塞住径向孔；带有能容纳导向柱的通孔的释放阀锁紧环通过螺纹沉孔固 定连接在下杆上并压紧释放阀座。
9. 根据权利要求l或2或3或4或5或6或7或8所述的微球液压推靠器，其特征在 于杆体的上端固定连接有上接头组件，上接头组件的上端固定安装有常压三十七芯插座， 上接头组件中固定安装有常压二十九芯插座与高压二十九芯插头，探头接头内固定安装有 高压九芯插头，下杆内固定安装有高压十九芯插头；常压三十七芯插座通过电缆、高压九芯插头与微球探测器的电极电连接在一起；常压三十七芯插座通过电路与常压二十九芯插座 电连接在一起，常压二十九芯插座和高压二十九芯插头电连接在一起，高压二十九芯插头 通过电缆分别和电动机的电源输入端子与高压十九芯插头电连接在一起。
10.根据权利要求9所述的微球液压推靠器，其特征在于微球探测器的下部有电位计， 电位计包括电位固定端、电位滑动端和电位计弹簧；电位固定端、电位滑动端分别通过电缆 与常压三十七芯插座电连接，带有通孔的电位固定端固定安装在杆体的下端上，电位滑动 端安装在微球探测器上并能随微球探测器的转动而上下移动，电位滑动端的中部通过通孔 套装在电位固定端内并能上下移动；电位滑动端的下部有弹簧凸台，电位计弹簧的上端顶 紧在电位固定端上，电位计弹簧的下端顶紧在弹簧凸台的上端面上。
全文摘要
本发明涉及油田测井仪器，是一种微球液压推靠器，其包括杆体，杆体上安装有液压驱动装置、微球探测器和支撑臂；液压驱动装置包括能通过液力驱动而上下移动的联接杆，联接杆分别与微球探测器和支撑臂的上端连接在一起。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过液压装置驱动支撑臂，使支撑臂和微球探测器同时从两侧张开靠在井壁上，不但增大了对井壁的推靠力，使得微球探测器能够紧贴井壁得到较为准确的测量结果，而且使支撑臂能够迅速动作，从而缩短测试的时间，提高工作效率，降低工作劳动强度，具有体积小、重量轻、安全可靠、简便高效的特点。
文档编号F15B13/02GK101775982SQ20091011344
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者于志刚, 余刚, 张文忠, 邓海滨, 陈斌 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司测井公司