防液锁活塞机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种防液锁活塞机构，特征是：包括心轴、活塞、下套、弹簧和堵头，心轴外部套装活塞，活塞下端与下套上端连接，下套下端与心轴下端连接，下套与心轴之间设有空腔并装有弹簧，活塞上端与心轴之间装有多个实现活塞机构内腔和外空间密封的密封圈；下套上端与活塞下端之间装有中部密封圈；活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等。优点是：可在活塞上、下动作的过程中，不会发生活塞液锁的风险；可大幅度提高活塞防液锁能力，保证活塞上下移动的有效性，避免发生作业安全隐患。
【专利说明】防液锁活塞机构
【技术领域】
[0001]本发明属于油气钻探【技术领域】，特别是涉及一种防液锁活塞机构。
【背景技术】
[0002]目前，大部分井下石油工具，需要打压实现动作的基本上均采用活塞式的内腔结构，这种结构存在着安全风险，一旦结构尺寸设计存在问题就会发生液锁的现象，使工具中的活塞结构无法动作或者动作不到位。为了弥补上述不足，通常的做法是在活塞缸外壁上设置泄压孔、平衡孔来达到平衡压力的目的。但是采取在活塞缸外壁上设置泄压孔、平衡孔的方式不仅会影响工具本身的强度，而且还有可能造成井内固体颗粒进入工具部分内腔，造成活塞机构无法动作或动作不到位等安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可提高活塞防液锁能力、保证活塞上下移动有效性且可实现安全可靠作业的防液锁活塞机构。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0005]防液锁活塞机构，其特征在于:包括心轴、活塞、下套、弹簧和堵头，所述心轴外部套装有活塞，所述活塞下端与下套上端套装连接，所述下套下端与心轴下端连接，所述下套与心轴之间设有空腔，在空腔内装有弹簧，所述活塞上端与心轴之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的密封圈；所述下套上端与活塞下端之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的中部密封圈；所述活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等。
[0006]本发明还可以采用如下技术方案:
[0007]所述活塞下端与心轴之间设有在活塞上、下移动过程中可起到扶正及耐磨作用的防磨带。
[0008]所述活塞下端制有用于沟通活塞与心轴之间的空间和下套与心轴之间的空间可实现液压油流通的通孔。
[0009]所述下套上设有方便组装后机构内腔注油的注油孔，注油后安装堵头，所述注油孔通过堵头封堵。
[0010]所述心轴上制有用于活塞上移机械限位的台阶。
[0011 ] 采用防液锁活塞机构的操作方法:
[0012]当活塞上端面外力不存在时，弹簧复位膨胀，活塞在弹簧弹力的作用下上移时，活塞上端与心轴之间通过上部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封，同时通过下套上端与活塞下端之间的中部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封；
[0013]当活塞开始上移动作时，由于活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，活塞上移造成活塞与心轴之间的空间减少的体积和下套与心轴之间的空间增加的体积相等，此时活塞与心轴之间的液压油通过通孔流入下套与心轴之间的空间，因此不会发生因为液锁活塞无法上移的情况，当活塞上移到心轴台阶时，上移动作停止;
[0014]当活塞上端面在外力推动向下的情况时，弹簧被压缩，活塞上端与心轴之间通过上部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封，同时下套上端与活塞下端之间通过中部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封；
[0015]活塞开始下移动作时，由于活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，活塞下移造成下套与心轴之间的空间减少的体积和活塞与心轴之间的空间增加的体积相等，此时下套与心轴之间的液压油通过通孔流入活塞与心轴之间的空间，不会发生因为液锁活塞无法下移的情况。当弹簧压缩力与向下推力一致时，活塞停止下移动作。
[0016]本发明具有的优点和积极效果是:由于本发明采用上述技术方案，即防液锁活塞机构通过在活塞上端与心轴之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的密封圈，在下套上端与活塞下端之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的中部密封圈，且活塞上端与心轴之间的密封尺寸和活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，进而能够在活塞上、下动作的过程中，不会发生活塞液锁的风险。即当活塞上移时，活塞与心轴之间的液压油通过通孔流入下套与心轴之间的空间，不会发生因为液锁活塞无法上移的情况；当活塞下移时，下套与心轴之间的液压油通过通孔流入活塞与心轴之间的空间，不会发生因为液锁活塞无法下移的情况。可大幅度提高活塞防液锁能力，保证活塞上下移动的有效性，避免发生作业安全隐患。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图；(图中所示为活塞上移状态)
[0018]图2是本发明的活塞下移状态结构示意图。
[0019]图中:1、上部密封圈；2、活塞；2_1、圆形通孔；3、中部密封圈；4、防磨带；5、下套；
6、堵头；7、弹簧；8、心轴；8-1、台阶。
【具体实施方式】
[0020]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0021]请参阅图1和图2，防液锁活塞机构，包括心轴8、活塞2、下套5、弹簧7和堵头6，所述心轴外部套装有活塞，所述活塞下端与下套上端套装连接，所述下套下端通过螺纹与心轴下端连接。所述下套与心轴之间设有空腔，在空腔内装有弹簧7，弹簧上端顶住活塞，弹簧下端顶住下套。
[0022]所述活塞上端与心轴之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的上部密封圈I ;所述下套上端与活塞下端之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的中部密封圈3 ;所述活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等。这样能够在活塞上、下动作的过程中，解决了发生液锁风险，即当活塞上移时，活塞与心轴之间的液压油通过通孔流入下套与心轴之间的空间，避免发生因为液锁活塞无法上移的情况；当活塞下移时，下套与心轴之间的液压油通过通孔流入活塞与心轴之间的空间，放置发生因为液锁活塞无法下移的情况。
[0023]本实施例中，所述活塞下端制有用于沟通活塞与心轴之间的空间和下套与心轴之间的空间实现液压油流通的通孔，所述通孔优选为圆形通孔2-1。
[0024]本实施例中，所述下套上设有方便组装后机构内腔注油的注油孔，注油后安装堵头6。
[0025]本实施例中，所述活塞下端与心轴之间设有在活塞上、下移动过程中可起到扶正及耐磨作用的防磨带4,所述防磨带采用聚乙烯材料制作。
[0026]本实施例中，所述心轴上制有用于活塞上移机械限位的台阶8-1。
[0027]采用防液锁活塞机构的操作方法:
[0028]如图1所示，当活塞2上端面外力不存在时，弹簧7复位膨胀，活塞在弹簧弹力的作用下上移时，活塞上端与心轴8之间通过上部密封圈I实现活塞机构内腔和外空间的密封，同时通过下套上端与活塞下端之间的中部密封圈3实现活塞机构内腔和外空间的密封。
[0029]当活塞开始上移动作时，由于活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，活塞上移造成活塞与心轴之间的空间减少的体积和下套与心轴之间的空间增加的体积相等，此时活塞与心轴之间的液压油通过通孔流入下套与心轴之间的空间，因此不会发生因为液锁活塞无法上移的情况，当活塞上移到心轴台阶时，其上移动作停止。
[0030]如图2所示，当活塞上端面在外力推动向下的情况时，弹簧被压缩，活塞上端与心轴之间通过上部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封，同时下套上端与活塞下端之间通过中部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封。
[0031]活塞开始下移动作时，由于活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，活塞下移造成下套与心轴之间的空间减少的体积和活塞与心轴之间的空间增加的体积相等，此时下套与心轴之间的液压油通过通孔流入活塞与心轴之间的空间，不会发生因为液锁活塞无法下移的情况。当弹簧压缩力与向下推力一致时，活塞停止下移动作。
[0032]在常温20°C情况下，由于本防液锁活塞机构活塞上端与心轴之间的密封尺寸和活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，因此可在活塞上、下动作的过程中，不会发生液锁风险，可大幅度提高活塞防液锁能力，保证活塞上下移动的有效性。
[0033]本发明附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种防液锁活塞机构，其特征在于:包括心轴、活塞、下套、弹簧和堵头，所述心轴外部套装有活塞，所述活塞下端与下套上端套装连接，所述下套下端与心轴下端连接，所述下套与心轴之间设有空腔，在空腔内装有弹簧，所述活塞上端与心轴之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的密封圈；所述下套上端与活塞下端之间装有实现活塞机构内腔和外空间密封的中部密封圈；所述活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等。
2.根据权利要求1所述的防液锁活塞机构，其特征在于:所述活塞下端与心轴之间设有在活塞上、下移动过程中可起到扶正及耐磨作用的防磨带。
3.根据权利要求1所述的防液锁活塞机构，其特征在于:所述活塞下端制有用于沟通活塞与心轴之间的空间和下套与心轴之间的空间可实现液压油流通的通孔。
4.根据权利要求1所述的防液锁活塞机构，其特征在于:所述下套上设有方便组装后机构内腔注油的注油孔，所述注油孔通过堵头封堵。
5.根据权利要求1所述的防液锁活塞机构，其特征在于:所述心轴上制有用于活塞上移机械限位的台阶。
6.一种采用防液锁活塞机构的操作方法，其特征在于: 当活塞上端面外力不存在时，弹簧复位膨胀，活塞在弹簧弹力的作用下上移时，活塞上端与心轴之间通过上部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封，同时通过下套上端与活塞下端之间的中部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封； 当活塞开始上移动作时，由于活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，活塞上移造成活塞与心轴之间的空间减少的体积和下套与心轴之间的空间增加的体积相等，此时活塞与心轴之间的液压油通过通孔流入下套与心轴之间的空间，因此不会发生因为液锁活塞无法上移的情况，当活塞上移到心轴台阶时，上移动作停止； 当活塞上端面在外力推动向下的情况时，弹簧被压缩，活塞上端与心轴之间通过上部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封，同时下套上端与活塞下端之间通过中部密封圈实现活塞机构内腔和外空间的密封； 活塞开始下移动作时，由于活塞上端和心轴之间的密封尺寸与活塞下端与下套之间的密封尺寸相等，活塞下移造成下套与心轴之间的空间减少的体积和活塞与心轴之间的空间增加的体积相等，此时下套与心轴之间的液压油通过通孔流入活塞与心轴之间的空间，不会发生因为液锁活塞无法下移的情况。当弹簧压缩力与向下推力一致时，活塞停止下移动作。
【文档编号】F15B15/20GK103790893SQ201410027535
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】刘景超, 张亮, 马认琦, 刘传刚, 王丙刚, 包陈义 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 中海油能源发展股份有限公司监督监理技术分公司