一种电力驱动套管补贴动力装置 |
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| 申请号 | CN201610401900.6 | 申请日 | 2016-06-07 | 公开(公告)号 | CN105927177A | 公开(公告)日 | 2016-09-07 |
| 申请人 | 北方斯伦贝谢油田技术(西安)有限公司; | 发明人 | 汪长栓; 袁文豪; 袁铁刚; 谢明召; 王宝兴; 冯国富; 焦冠东; 王飞; 田密; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种电 力 驱动 套管 补贴动力装置，包括上接头，所述的上接头上依次连接有电动单元、螺旋传动单元、轨道单元和适配单元，电动单元为整个装置提供动力源；螺旋传动单元能够将电动单元输出的转动运动转变为轴向的往复运动；轨道单元使得螺杆只能在轴向运动；适配单元用于与后续的部件进行对接，通过导向 活塞 与导向活塞缸的配合可起到扶正的作用，防止施工中因补贴管装置内拉杆偏心产生的 扭矩 对螺旋传动副的正常工作状态产生干扰。本发明使用 电动机 作为套管补贴器的动力装置，无需庞大的地面液压设备支持，补贴修复套管耗时少，操作简单方便，简化了施工难度，还降低了施工 费用 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电力驱动套管补贴动力装置，包括上接头(1)，其特征在于：所述的上接头(1)上依次连接有电动单元(2)、螺旋传动单元(3)、轨道单元(4)和适配单元(5)，所述的电动单元(2)的电机舱壳体(2-1)与螺旋传动单元(3)的螺旋传动舱壳体(3-1)之间通过电动机舱接头(6)连接；所述的螺旋传动单元(3)的螺旋传动舱壳体(3-1)与轨道单元(4)的轨道舱壳体(4-1)之间通过螺旋传动舱接头(7)连接；所述的轨道单元(4)的轨道舱壳体(4-1)与适配单元(5)的导向活塞缸(5-1)之间通过导向缸接头(8)连接； |
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| 说明书全文 | 一种电力驱动套管补贴动力装置技术领域[0001] 本发明属于油田开采领域，涉及动力装置，具体涉及一种电力驱动套管补贴动力装置。 背景技术[0002] 在油田开发生产过程中，随着生产时间的增加，各种地质因素和人工措施都会对井下金属套管产生不同程度的影响，及时、有效地封堵和加固破损的套管是保证油田持续开发和生产的重要措施。 [0003] 在现有技术中，为了对套管进行修复常使用井下套管液压膨胀补贴加固器，采用油管传输将补贴装置下到受损套管处，用泵车从管内注入高压水，使补贴管内的挤胀头向上运动将补贴管直径扩大，胀大后的补贴管外壁与套管内壁形成过盈配合，实现密封加固。该技术要求施工中油管连接后必须密封承压，一旦密封条件失效，就不能保证施工的正常进行。 发明内容[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电力驱动套管补贴动力装置，解决了现有技术中套管补贴的施工难度高，成本高的技术问题。 [0005] 为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案予以实现： [0006] 一种电力驱动套管补贴动力装置，包括上接头，所述的上接头上依次连接有电动单元、螺旋传动单元、轨道单元和适配单元，所述的电动单元的电机舱壳体与螺旋传动单元的螺旋传动舱壳体之间通过电动机舱接头连接；所述的螺旋传动单元的螺旋传动舱壳体与轨道单元的轨道舱壳体之间通过螺旋传动舱接头连接；所述的轨道单元的轨道舱壳体与适配单元的导向活塞缸之间通过导向缸接头连接； [0008] 所述的螺旋传动单元包括螺旋传动舱壳体，螺旋传动舱壳体内安装有一端与传动轴相连的套筒螺母，套筒螺母的另一端上安装有螺杆的一端，传动轴带动套筒螺母转动，使得螺杆在套筒螺母内实现轴向往复运动； [0009] 所述的轨道单元包括轨道舱壳体，轨道舱壳体内安装有用于将螺杆的另一端与适配单元中的导向活塞杆连接在一起的连接套，连接套外部套有轨道筒，轨道筒的一端安装在螺旋传动舱接头的端部，轨道筒的另一端开放；轨道筒的侧壁上轴向加工有导向槽，连接套上安装有与导向槽配合的导向销，导向销和导向槽的配合使得螺杆只能在轴向运动； [0010] 所述的适配单元包括导向活塞缸，导向活塞缸内安装有导向活塞杆，导向活塞杆的端部通过导向活塞与游壬连接杆的一端相连，游壬连接杆的另一端上安装有游壬，游壬外部设置有座封筒，座封筒安装在导向活塞缸的端部外侧壁上。 [0011] 本发明还具有如下区别技术特征： [0012] 所述的上接头与电机舱壳体的连接处、电机舱壳体与电动机舱接头的连接处、电动机舱接头与螺旋传动舱壳体的连接处、螺旋传动舱壳体与螺旋传动舱接头的连接处、螺旋传动舱接头与轨道舱壳体的连接处、轨道舱壳体与导向缸接头接触面处和导向缸接头与导向活塞杆的接触面处均安装有O型密封圈。 [0013] 所述的上接头与电机舱壳体的连接处、电机舱壳体与电动机舱接头的连接处、电动机舱接头与螺旋传动舱壳体的连接处、螺旋传动舱壳体与螺旋传动舱接头的连接处、螺旋传动舱接头与轨道舱壳体的连接处、轨道舱壳体与导向缸接头的连接处和导向缸接头与导向活塞缸的连接处均安装有防松螺钉。 [0016] 所述的导向活塞的外侧壁上沿着轴向加工有两端不贯通的环形凹槽。 [0017] 所述螺旋传动舱接头的下端面上沿轴向加工有环形槽，轨道筒的一端插入环形槽内并通过紧锁螺钉连接在一起。 [0018] 所述的座封筒端部的导向活塞缸上还安装有座封筒锁紧螺母。 [0020] 本发明与现有技术相比，具有如下技术效果： [0021] (Ⅰ)本发明使用电动机作为套管补贴器的动力装置，无需庞大的地面液压设备支持，补贴修复套管耗时少，操作简单方便，简化了施工难度，还降低了施工费用。 [0022] (Ⅱ)本发明电动力装置的外部结构将内部结构密封包裹起来，使电动机、螺旋传动副在正常工作的同时不受井下介质(如：油、蜡、泥浆、砂、酸等)的污染和损害，可以提高整套装置的使用寿命；同时在施工完清理时，只需将装置表面和伸出的导向活塞杆的表面擦干净即可，简化了维护保养程序，提高了工效。 [0024] 图1是本发明的整体装置半剖结构示意图。 [0025] 图2是本发明的电动单元半剖结构示意图。 [0026] 图3是本发明的螺旋传动单元半剖结构示意图。 [0027] 图4是本发明的轨道单元半剖结构示意图。 [0028] 图5是本发明的适配单元半剖结构示意图。 [0029] 图6是轨道筒的结构示意图。 [0030] 图中各个标号的含义为：1-上接头，2-电动单元，3-螺旋传动单元，4-轨道单元，5-适配单元，6-电动机舱接头，7-螺旋传动舱接头，8-导向缸接头，9-O型密封圈，10-防松螺钉，11-向心轴承，12-推力轴承，13-键槽，14-键，15-紧锁螺钉，16-环形槽，17-紧锁螺钉； [0031] (2-1)-电机舱壳体，(2-2)-电动机，(2-3)-减速器，(2-4)-传动轴； [0032] (3-1)-螺旋传动舱壳体，(3-2)-套筒螺母，(3-3)-螺杆； [0033] (4-1)-轨道舱壳体，(4-2)-连接套，(4-3)-轨道筒，(4-4)-导向槽，(4-5)-导向销，(4-6)-紧锁螺钉安装孔； [0034] (5-1)-导向活塞缸，(5-2)-导向活塞杆，(5-3)-导向活塞，(5-4)-游壬连接杆，(5-5)-游壬，(5-6)-座封筒，(5-7)-环形凹槽，(5-8)-锁紧螺母。 [0035] 以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作详细解释说明。 具体实施方式[0037] 实施例1： [0038] 遵从上述技术方案，如图1至图6所示，本实施例给出一种电力驱动套管补贴动力装置，包括上接头1，所述的上接头1上依次连接有电动单元2、螺旋传动单元3、轨道单元4和适配单元5，所述的电动单元2的电机舱壳体2-1与螺旋传动单元3的螺旋传动舱壳体3-1之间通过电动机舱接头6连接；所述的螺旋传动单元3的螺旋传动舱壳体3-1与轨道单元4的轨道舱壳体4-1之间通过螺旋传动舱接头7连接；所述的轨道单元4的轨道舱壳体4-1与适配单元5的导向活塞缸5-1之间通过导向缸接头8连接； [0039] 所述的电动单元2包括电机舱壳体2-1，电机舱壳体2-1中安装有电动机2-2，电动机2-2通过减速器2-3与传动轴2-4相连； [0040] 所述的螺旋传动单元3包括螺旋传动舱壳体3-1，螺旋传动舱壳体3-1内安装有一端与传动轴2-4相连的套筒螺母3-2，套筒螺母3-2的另一端上安装有螺杆3-3的一端，传动轴2-4带动套筒螺母3-2转动，使得螺杆3-3在套筒螺母3-2内实现轴向往复运动； [0041] 所述的轨道单元4包括轨道舱壳体4-1，轨道舱壳体4-1内安装有用于将螺杆3-3的另一端与适配单元5中的导向活塞杆5-2连接在一起的连接套4-2，连接套4-2外部套有轨道筒4-3，轨道筒4-3的一端安装在螺旋传动舱接头7的端部，轨道筒4-3的另一端开放；轨道筒4-3的侧壁上轴向加工有导向槽4-4，连接套4-2上安装有与导向槽4-4配合的导向销4-5，导向销4-5和导向槽4-4的配合使得螺杆3-3只能在轴向运动； [0042] 所述的适配单元5包括导向活塞缸5-1，导向活塞缸5-1内安装有导向活塞杆5-2，导向活塞杆5-2的端部通过导向活塞5-3与游壬连接杆5-4的一端相连，游壬连接杆5-4的另一端上安装有游壬5-5，游壬5-5外部设置有座封筒5-6，座封筒5-6安装在导向活塞缸5-1的端部外侧壁上。 [0043] 电动单元2为整个装置提供动力源；螺旋传动单元3能够将电动单元输出的转动运动转变为轴向的往复运动；轨道单元4使得螺杆3-3只能在轴向运动；适配单元5用于与后续的部件进行对接，通过导向活塞5-3与导向活塞缸5-1的配合可起到扶正的作用，防止施工中因补贴管装置内拉杆偏心产生的扭矩对螺旋传动副的正常工作状态产生干扰。 [0044] 上接头1与电机舱壳体2-1的连接处、电机舱壳体2-1与电动机舱接头6的连接处、电动机舱接头6与螺旋传动舱壳体3-1的连接处、螺旋传动舱壳体3-1与螺旋传动舱接头7的连接处、螺旋传动舱接头7与轨道舱壳体4-1的连接处、轨道舱壳体4-1与导向缸接头8接触面处和导向缸接头8与导向活塞杆5-2的接触面处均安装有O型密封圈9。在工作过程中通过O型密封圈9可防止外界的杂质进入装置内部，保护内部结构不受损和延长装置的使用寿命。 [0045] 上接头1与电机舱壳体2-1的连接处、电机舱壳体2-1与电动机舱接头6的连接处、电动机舱接头6与螺旋传动舱壳体3-1的连接处、螺旋传动舱壳体3-1与螺旋传动舱接头7的连接处、螺旋传动舱接头7与轨道舱壳体4-1的连接处、轨道舱壳体4-1与导向缸接头8的连接处和导向缸接头8与导向活塞缸5-1的连接处均安装有防松螺钉10。防松螺钉10能够防止各个连接处在使用过程中脱落。 [0046] 传动轴2-4安装在向心轴承11的内圈中，向心轴承11的外圈安装在电动机舱接头6的内壁上；所述的套筒螺母3-2的端部与螺旋传动舱接头7的端部之间安装有推力轴承12。为套筒螺母3-2提供轴向支撑作用和减小摩擦力。 [0047] 传动轴2-4的外壁上设置有键槽13，套筒螺母3-2的内壁上设置有与键槽13配合安装的键14，传动轴2-4和套筒螺母3-2之间还通过紧锁螺钉15相连。 [0048] 导向活塞5-3的外侧壁上沿着轴向加工有两端不贯通的环形凹槽5-7，环形凹槽5-7作为装配时与装配工具的接触面，避免划伤导向活塞5-3的密封面。 [0049] 螺旋传动舱接头7的下端面上沿轴向加工有环形槽16，轨道筒4-3的一端插入环形槽16内并通过紧锁螺钉17连接在一起。 [0050] 座封筒5-6端部的导向活塞缸5-1上还安装有座封筒锁紧螺母5-8。 [0051] 减速器2-3采用行星齿轮减速器。 [0052] 本发明的工作过程如下所述： [0053] 场景一：与铠装电缆配套使用 [0054] 电动机2-2与减速器2-3同轴连接后固定安装在电机舱壳体2-1中，将电缆线芯穿过上接头1与电动机2-2的电源线连接，将上接头1套接在电机舱壳体2-1上，动力装置的其余装配方式如上述方案所述，完成电力驱动套管补贴动力装置的装配。 [0055] 本实施例中的电力驱动套管补贴动力装置中的游壬5-5与后续的补贴管装置连接，将电力驱动套管补贴动力装置中的上接头1与铠装电缆上的马龙头连接，内部电线连通，通过电缆将电力驱动套管补贴动力装置和补贴管装置传输至井下待补贴加固位置，由地面电机控制模块控制电动机2-2工作，通过套筒螺母3-2与螺杆3-3组成的螺旋传动副将电动机2-2输出的扭矩转变为轴向作用力，使得游壬5-5能够带动后续部件轴向往复运动。 [0056] 将上接头1与铠装电缆上的马龙头连接，先将补贴管下入井口，再用修井机大钩吊起连接了电缆的电力驱动套管补贴动力装置，接着将电力驱动套管补贴动力装置下端的游壬5-5通过螺纹连接到补贴管装置上端的游壬连接套上，再用游壬锁紧螺母将游壬5-5锁紧，去掉上锥套内的卡板，之后下旋电力驱动套管补贴动力装置下端的座封筒5-6，使座封筒5-6和补贴管装置上的上锥套安装装置连接，拧紧座封筒锁紧螺母5-8防止松扣，完成电力驱动套管补贴动力装置和补贴管装置的连接后将整套系统下入井中，用电缆将电力驱动套管补贴动力装置和补贴管装置输送至待补贴位置。 [0057] 根据传输补贴系统的电缆上自带的测量仪器测量并精确调整补贴管的位置，确认无误后通过地面电机控制模块启动电力驱动套管补贴动力装置内的电动机2-2工作，在电力驱动套管补贴动力装置的推动下将上、下锥套挤入补贴管两端的锚定机构中，使补贴管上、下端锚定机构胀大，与套管形成过赢配合，实现补贴管的锚定、密封功能。 [0058] 电动机2-2继续工作，轴向作用力也不断增大，当上、下锥套作用在锚定机构上的径向扩胀力与锚定机构、套管和地层对它们的约束力相平衡时，锚定机构停止胀大，此时，停止做轴向运动，螺旋传动副输出的轴向作用力全部作用在下锥套安装装置中的丢手环上，当拉杆的拉力达到丢手环的破坏拉力值时，丢手环断裂，实现下套安装装置解卡，此时地面电机控制模块停止电动机2-2的工作，最后用电缆将整个装置一起提出施工井，完成补贴管密封锚定。采用铠装电缆传输补贴管时，可以通过在电缆上串接深度测定仪，实现输送和测量校对补贴管深度一次完成，施工简便。 [0059] 场景二：与油管配套使用： [0060] 上接头1还可以与现有的油管连接，可以转换为油管传输模式，通过油管将电力驱动套管补贴动力装置和补贴管装置传输到补贴加固位置，采用地面投棒，投棒延油管内通道下落撞击击针，冲击力剪断保险销，击针下移触发撞击电开关组件接通电路，使得电力驱动套管补贴动力装置的电动机2-2开始工作，通过投棒撞击方式启动电力驱动套管补贴动力装置，完成套管补贴。 [0061] 在现有技术中也可以采用连续油管传输的液压动力进行补贴，由于整体一次成形的连续油管制造成本高，因此整套设备使用费用大。本发明中采用油管传输电力驱动套管补贴装置时对油管连接无密封承压要求，简化施工要求，降低了施工费用。 |
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