專利名稱：一種整體式閥配流柱塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明屬于一種自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)用油泵，具體涉及一種整體式閥配流柱塞泵。
背景技術(shù)：
柱塞泵的工作原理是利用斜盤與傳動(dòng)軸之間形成的夾角，通過柱塞組件、缸體將 傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為柱塞在缸體中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，依靠柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成的容積變化進(jìn) 行吸、排油，傳動(dòng)軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使吸、排油過程持續(xù)不斷，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能到液壓能 的轉(zhuǎn)化并能保證液壓能連續(xù)輸出。柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率高、可獲得較高的工作壓力，在井下設(shè)備中應(yīng)用廣泛。 現(xiàn)有的自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)中，多采用分體式柱塞泵，即三個(gè)柱塞泵分別安裝于鉆鋌外側(cè)均 布的三個(gè)槽中，通過電機(jī)或鉆桿帶動(dòng)增速機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)，每個(gè)柱塞泵的出口對應(yīng)一組作動(dòng)活 塞。由于鉆鋌尺寸的限制，柱塞泵的設(shè)計(jì)空間很小，導(dǎo)致泵的排量小，活塞工作時(shí)響應(yīng)慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，本發(fā)明的目的是提供一種有效利用鉆井設(shè)備可用空間、可靠性 高的整體式閥配流柱塞泵。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種整體式閥配流柱塞泵，它包括傳動(dòng)部分、泵芯部分、配 油部分、殼體部分、動(dòng)密封部分以及轉(zhuǎn)接塊部分。所述的傳動(dòng)部分包括傳動(dòng)套，傳動(dòng)套一端為圓環(huán)狀凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，并與斜盤連接，傳動(dòng) 套還與穿過它的鉆桿通過固定在其內(nèi)部的矩形花鍵連接；所述的泵芯部分包括沿圓周方向 均布的柱塞，柱塞通過其一端的球頭卡在滑靴的球窩內(nèi)，滑靴的底面緊貼在斜盤的斜面上， 滑靴的一端還安裝有卡盤，在斜盤與傳動(dòng)套之間還套有圓環(huán)狀的支撐套，支撐套的外部設(shè) 有蓋板；所述的配油部分包括缸體，缸體套在傳動(dòng)套的外側(cè)并位于支撐套的下端，它與配油 塊連接，缸體與配油塊之間還設(shè)置有密封圈，缸體上開有多個(gè)柱塞腔，柱塞可在柱塞腔內(nèi)往 復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞腔與配油塊的出油單向閥連接，配油塊中有一個(gè)進(jìn)油單向閥和一個(gè)出油單向 閥對應(yīng)，配油塊外側(cè)設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽與出油單向閥的出口相連通；所述的殼體部分包 括殼體，殼體的下側(cè)設(shè)有出油孔并與配油塊上的環(huán)形槽相連通，上側(cè)安裝有濾網(wǎng)，殼體的上 端設(shè)有球軸承，球軸承放置在傳動(dòng)套的圓環(huán)凸臺(tái)上，球軸承的上部安裝有端蓋，端蓋的上部 的外緣處設(shè)有環(huán)槽盤，這兩者之間安裝有彈簧，配油塊的下端設(shè)有支撐套，支撐套套在傳動(dòng) 套上，支撐套的下端為球軸承，在支撐套與球軸承之間為彈簧；所述的動(dòng)密封部分包括支 撐墊，支撐墊位于配油塊的下端并與其接觸，支撐墊與傳動(dòng)套之間為蓋板，浮動(dòng)環(huán)位于支撐 墊、蓋板之間并通過支撐墊、蓋板固定；所述的轉(zhuǎn)接塊部分包括轉(zhuǎn)接塊，轉(zhuǎn)接塊的下端面開 有出油口，在出油口側(cè)面設(shè)置有堵塞，出油口與接頭的內(nèi)孔連通，接頭穿入轉(zhuǎn)接塊底部并與 殼體的底部接觸。所述的傳動(dòng)套與斜盤通過螺釘連接，所述的卡盤和滑靴之間墊有墊片，蓋板與斜 盤之間還墊有墊圈。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，它直接通過鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，有效利用了能源；三組柱塞合為一 體，而每一組柱塞之間又相互獨(dú)立、互不影響，在設(shè)計(jì)上最大限度利用了空間；轉(zhuǎn)速低，摩擦 副的使用壽命較長，工作可靠性高；采用閥配流結(jié)構(gòu)，在鉆桿出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的情況下仍然能正常 工作；對于自動(dòng)垂鉆系統(tǒng)，設(shè)計(jì)上流量有較大富裕，從而活塞響應(yīng)時(shí)間快，即使液壓機(jī)構(gòu)中 出現(xiàn)少量內(nèi)泄露時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)還可以正常工作。整體式閥配流柱塞泵采用三泵合一技術(shù)，巧 妙利用鉆鋌與鉆桿之間的環(huán)形空間，將圓周方向均布的三組柱塞裝在一個(gè)整體的殼體內(nèi)， 每組柱塞共用一個(gè)高壓油出孔，即三個(gè)完全相同的柱塞泵，在外觀上是一個(gè)整體式的結(jié)構(gòu)。 整體式閥配流柱塞泵可靠性高，排量余量較大。


圖1為本發(fā)明所提供的一種整體式閥配流柱塞泵示意圖；圖2為圖1的剖視圖。圖中，1傳動(dòng)套，2斜盤，3螺釘，4柱塞，5滑靴，6鎖緊螺母，7蓋板，8墊圈，9卡盤， 10調(diào)整墊片，11支撐套，12缸體，13配油塊，14進(jìn)油單向閥，15出油單向閥，16密封塊，17 螺釘，18密封圈，19密封圈，20密封圈，21殼體，22濾網(wǎng)，23端蓋，24角接觸球軸承，25支撐 套，26彈簧，27外套筒，28環(huán)槽盤，29彈簧，30支撐墊，31蓋板，32浮動(dòng)環(huán)，33轉(zhuǎn)接塊，34接 頭，35堵塞，36矩形花鍵，37環(huán)形槽，38小孔，39進(jìn)油口，40出油孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述如圖1所示，整體式閥配流柱塞泵它主要包括以下六個(gè)部分傳動(dòng)部分、泵芯部 分、配油部分、殼體部分、動(dòng)密封部分以及轉(zhuǎn)接塊部分。其中，傳動(dòng)部分包括傳動(dòng)套1、斜盤2和螺釘3，傳動(dòng)套1為圓筒狀結(jié)構(gòu)，在傳動(dòng)套1 一端為圓環(huán)狀凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，該端與斜盤2通過螺釘3連接緊固，斜盤2為圓環(huán)狀的套筒結(jié)構(gòu)， 其中的一個(gè)端面為斜面，另一端為平面，兩個(gè)端面之間成一定角度，螺釘3穿過傳動(dòng)套1上 的圓環(huán)凸臺(tái)將傳動(dòng)套1與斜盤2的平面端面連接，傳動(dòng)套1還與穿過它的鉆桿通過固定在 其內(nèi)部的矩形花鍵36連接。鉆桿旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，會(huì)帶動(dòng)傳動(dòng)套1、斜盤2—同轉(zhuǎn)動(dòng)。泵芯部分包括柱塞4、滑靴5、鎖緊螺母6、蓋板7、墊圈8、卡盤9、調(diào)整墊片10和支 撐套11，其中柱塞4在本實(shí)施例中共有27個(gè)，沿圓周方向均布，柱塞4為長直桿狀結(jié)構(gòu)，柱 塞4的一端為圓頭結(jié)構(gòu)，柱塞4通過圓頭卡在滑靴5的球窩內(nèi)，滑靴5的底面緊貼在斜盤2 的斜面上，滑靴5的一端還安裝有卡盤9，滑靴5的一端還安裝有卡盤9，卡盤9和滑靴5之 間墊有墊片10，在斜盤2與傳動(dòng)套1之間還套有圓環(huán)狀的支撐套11，在斜盤2較薄的一端 支撐套11的外部連接有蓋板7，蓋板7與斜盤2之間還墊有墊圈8，在支撐套11的下端傳 動(dòng)套1上還螺紋連接有鎖緊螺母6，安裝時(shí)擰緊鎖緊螺母6使蓋板7、墊圈8、卡盤9、調(diào)整墊 片10、支撐套11依次壓緊，同時(shí)滑靴5的底面能與斜盤2的斜面有效貼合。配油部分包括缸體12、配油塊13、進(jìn)油單向閥14、出油單向閥15、密封塊16、螺釘 17、密封圈18、密封圈19、密封圈20，圓環(huán)狀的缸體12套在傳動(dòng)套1上位于支撐套11的下 端，它與配油塊13通過螺釘17連接，缸體12與配油塊13之間還設(shè)置有密封圈18，在裝配 時(shí)要保證兩者之間的密封圈18有一定的預(yù)緊力，缸體12上開有多個(gè)柱塞腔，柱塞4穿過柱塞腔和并與配油塊13的出油單向閥15連接，配油塊13中有一個(gè)進(jìn)油單向閥14和一個(gè)出 油單向閥15對應(yīng)，用來控制液壓油的流動(dòng)方向。在本實(shí)施例中配油塊13外側(cè)的三個(gè)環(huán)形 槽37經(jīng)過27個(gè)小孔38與27個(gè)出油單向閥15的出口相連通，從而使27個(gè)柱塞腔壓出的 液壓油均分成三組，通過四個(gè)密封圈19將三個(gè)環(huán)形槽37相互隔開，互不影響。配油塊13 的出油單向閥的下端安裝有密封塊16，密封塊16與配油塊之間安裝有密封圈20，保證液壓 油完全由小孔38排出。殼體部分包括殼體21、濾網(wǎng)22、端蓋23、角接觸球軸承對、支撐套25、彈簧沈、外 套筒27、環(huán)槽盤觀、彈簧四，殼體21為圓筒狀結(jié)構(gòu)，殼體21的下側(cè)有三個(gè)出油孔分別與配 油塊13上的三個(gè)環(huán)形槽37相連通，上側(cè)安裝有濾網(wǎng)22。殼體21的上端球軸承對，球軸承 M放置在傳動(dòng)套1的圓環(huán)凸臺(tái)上，球軸承M的上部安裝有端蓋23，端蓋23的上部的外緣 處安裝有圓環(huán)狀的環(huán)槽盤觀，上部還安裝有彈簧四，環(huán)槽盤觀、彈簧四用于減輕下井工作 時(shí)的振動(dòng)。在配油塊13的下端為支撐套25，支撐套25套在傳動(dòng)套1上，支撐套25的下端 為球軸承M，在支撐套25與球軸承M之間為彈簧26。彈簧沈使角接觸外套筒27用來承 載外部壓力，保證泵內(nèi)部零組件不受過大載荷。動(dòng)密封部分包括支撐墊30、蓋板31、浮動(dòng)環(huán)32，支撐墊30位于配油塊13的下端并 與其接觸，支撐墊30與傳動(dòng)套1之間為蓋板31，浮動(dòng)環(huán)32位于支撐墊30、蓋板31之間并 通過支撐墊30、蓋板31固定位置，通過浮動(dòng)環(huán)32內(nèi)環(huán)面與傳動(dòng)套1外徑之間的微小間隙來 實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)密封。轉(zhuǎn)接塊部分包括轉(zhuǎn)接塊33、接頭34、堵塞35，轉(zhuǎn)接塊33位于傳動(dòng)套1的下部，轉(zhuǎn)接 塊33的下端面的一側(cè)開有出油口 40，出油口為L形，在出油口 40側(cè)面設(shè)置有堵塞35，出油 口 40還有接頭34連通，接頭34穿入轉(zhuǎn)接塊33底部并與殼體21的底部接觸，液壓油從殼 體21上的三個(gè)出油孔分別流至三個(gè)接頭34的內(nèi)孔中，最終從轉(zhuǎn)接塊33內(nèi)側(cè)旁的三個(gè)通油 孔到達(dá)鉆鋌上相應(yīng)的接口。本發(fā)明的具體工作過程如下進(jìn)油口 39與鉆鋌內(nèi)部的油箱連通，液壓油經(jīng)過進(jìn)油口 39、濾網(wǎng)22之后，進(jìn)入泵內(nèi) 部。依靠缸體12、配油塊13與傳動(dòng)套1之間的環(huán)形間隙通道，進(jìn)油單向閥14的入口與泵內(nèi) 部溝通。鉆桿旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，帶動(dòng)傳動(dòng)套1、斜盤2 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，而缸體12和配油塊13是不運(yùn)動(dòng) 的。當(dāng)滑靴5與斜盤2接觸面的位置由斜盤2厚的一側(cè)到薄的一側(cè)過程中，柱塞4逐漸從 缸體12中的柱塞孔向外伸出，使柱塞孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而 使進(jìn)油單向閥14打開，此時(shí)出油單向閥15關(guān)閉，液壓油進(jìn)入柱塞孔，完成吸油過程；當(dāng)滑靴 5與斜盤2接觸面的位置由斜盤2薄的一側(cè)到厚的一側(cè)過程中，柱塞4逐漸向缸體12中的 柱塞孔內(nèi)推入，使柱塞孔工作腔容積不斷減小，將液壓油從出油單向閥15向外壓出，此時(shí) 進(jìn)油單向閥14關(guān)閉，完成壓油過程。因此鉆桿帶動(dòng)傳動(dòng)套1、斜盤2每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，每個(gè)柱塞 4往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油和壓油動(dòng)作。為了保證泵輸出的液壓油有較好的壓力脈動(dòng)， 將連接環(huán)形槽37與出油單向閥15出口的小孔38均分成三組，每組的小孔38之間在圓周 方向上的間隔為40°，同時(shí)三組小孔38分別與配油塊13外側(cè)的三個(gè)環(huán)形槽37相通，這三 個(gè)環(huán)形槽37又分別對應(yīng)殼體21上的三個(gè)出油孔。經(jīng)過出油單向閥15的液壓油，直接進(jìn)入 配油塊13外側(cè)的環(huán)形槽，然后分為三路從殼體21中三個(gè)出油孔排出，最后三路液壓油經(jīng)過 接頭；34、轉(zhuǎn)接塊33到達(dá)與系統(tǒng)連接的三個(gè)出油孔40，分別為三組活塞提供動(dòng)力，從而整體式閥配流柱塞泵實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能到液壓能的轉(zhuǎn)化并能保證液壓能連續(xù)輸出。 本發(fā)明的樣機(jī)在新疆油田T82066井進(jìn)行了入井試驗(yàn)，入井55小時(shí)，測試數(shù)據(jù)結(jié)果表明，整體式閥配流柱塞泵工作正常，滿足系統(tǒng)要求。
權(quán)利要求
1.一種整體式閥配流柱塞泵，其特征在于它包括傳動(dòng)部分、泵芯部分、配油部分、殼 體部分、動(dòng)密封部分以及轉(zhuǎn)接塊部分。
2.如權(quán)利要求1所述的一種整體式閥配流柱塞泵，其特征在于所述的傳動(dòng)部分包括 傳動(dòng)套(1)，傳動(dòng)套(1) 一端為圓環(huán)狀凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，并與斜盤(2)連接，傳動(dòng)套(1)還與穿過 它的鉆桿通過固定在其內(nèi)部的矩形花鍵(36)連接；所述的泵芯部分包括沿圓周方向均布 的柱塞，柱塞⑷通過其一端的球頭卡在滑靴(5)的球窩內(nèi)，滑靴(5)的底面緊貼在斜 盤O)的斜面上，滑靴(5)的一端還安裝有卡盤(9)，在斜盤O)與傳動(dòng)套(1)之間還套有 圓環(huán)狀的支撐套(11)，支撐套(11)的外部設(shè)有蓋板(7)；所述的配油部分包括缸體(12)， 缸體(12)套在傳動(dòng)套(1)的外側(cè)并位于支撐套(11)的下端，它與配油塊(13)連接，缸體 (12)與配油塊(13)之間還設(shè)置有密封圈(18)，缸體(12)上開有多個(gè)柱塞腔，柱塞⑷可在 柱塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞腔與配油塊(1 的出油單向閥(1 連接，配油塊(1 中有一個(gè) 進(jìn)油單向閥(14)和一個(gè)出油單向閥(1 對應(yīng)，配油塊(1 外側(cè)設(shè)有環(huán)形槽(37)，環(huán)形槽 (37)與出油單向閥(15)的出口相連通；所述的殼體部分包括殼體(21)，殼體的下側(cè) 設(shè)有出油孔并與配油塊(13)上的環(huán)形槽(37)相連通，上側(cè)安裝有濾網(wǎng)(22)，殼體的 上端設(shè)有球軸承(M)，球軸承04)放置在傳動(dòng)套(1)的圓環(huán)凸臺(tái)上，球軸承04)的上部安 裝有端蓋(23)，端蓋的上部的外緣處設(shè)有環(huán)槽盤( )，這兩者之間安裝有彈簧(四)， 配油塊(1 的下端設(shè)有支撐套(25)，支撐套0 套在傳動(dòng)套(1)上，支撐套0 的下端 為球軸承(M)，在支撐套0 與球軸承04)之間為彈簧06)；所述的動(dòng)密封部分包括支 撐墊(30)，支撐墊(30)位于配油塊(1 的下端并與其接觸，支撐墊(30)與傳動(dòng)套(1)之 間為蓋板(31)，浮動(dòng)環(huán)(32)位于支撐墊(30)、蓋板(31)之間并通過支撐墊(30)、蓋板(31) 固定；所述的轉(zhuǎn)接塊部分包括轉(zhuǎn)接塊(33)，轉(zhuǎn)接塊(3 的下端面開有出油口(40)，在出油 口 GO)側(cè)面設(shè)置有堵塞(35)，出油口 00)與接頭(34)的內(nèi)孔連通，接頭(34)穿入轉(zhuǎn)接塊 (33)底部并與殼體的底部接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的一種整體式閥配流柱塞泵，其特征在于所述的傳動(dòng)套(1)與 斜盤⑵通過螺釘⑶連接，所述的卡盤(9)和滑靴(5)之間墊有墊片(10)，蓋板(7)與斜 盤O)之間還墊有墊圈(8)。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)用油泵，具體涉及一種整體式閥配流柱塞泵。一種整體式閥配流柱塞泵，它包括傳動(dòng)部分、泵芯部分、配油部分、殼體部分、動(dòng)密封部分以及轉(zhuǎn)接塊部分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，它直接通過鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，有效利用了能源；三組柱塞合為一體，而每一組柱塞之間又相互獨(dú)立、互不影響，在設(shè)計(jì)上最大限度利用了空間；轉(zhuǎn)速低，摩擦副的使用壽命較長，工作可靠性高；采用閥配流結(jié)構(gòu)，在鉆桿出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的情況下仍然能正常工作；對于自動(dòng)垂鉆系統(tǒng)，設(shè)計(jì)上流量有較大富裕，從而活塞響應(yīng)時(shí)間快，即使液壓機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)少量內(nèi)泄露時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)還可以正常工作。
文檔編號(hào)F04B7/02GK102052274SQ20091020959
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者劉會(huì)祥, 朱熠, 李冀鵬, 王宇浩, 羅翔 申請人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所