隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油鉆采的技術領域，尤其涉及一種隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構。
【背景技術】
[0002]有一些用于油氣井的隨鉆工具的執行機構由旋轉軸驅動。旋轉軸的動力可能來自于電機(或/和減速箱)，也可能是液壓系統中的液壓馬達等。當電機-減速箱或液壓系統要求不能暴露在井內流體(鉆井液)中時，通常需要在旋轉軸上安裝旋轉密封將電機-減速箱或液壓系統與井內流體(鉆井液)隔離開，此時旋轉密封的效果很有可能成為工具能否正常工作的關鍵。但是油氣井的隨鉆工具有時要承受高壓(可能達到140MPa)，此時旋轉密封的效果通常不理想，加之井內流體(鉆井液)中通常含有磨料并且旋轉密封在井下工作時間長，旋轉密封的效果更加不理想。為了解決這個問題，通常在旋轉密封的密封腔內注油，并設法保持密封腔內油液的壓力與外面鉆井液的壓力基本平衡并略大于鉆井液的壓力。為此旋轉密封的密封腔需要微正壓壓力平衡及補油裝置。現有的微正壓壓力平衡及補油裝置有活塞+彈簧、膠囊+彈簧和波紋管三類，原理都是當旋轉密封腔內油液體積由于溫度壓力變化及旋轉密封泄漏而發生變化時裝置發生變形對旋轉密封腔內油液進行補充，同時利用彈簧或波紋管的彈性力提供微弱的正壓力。上述三類裝置在使用過程中都存在不足，即隨著溫度、壓力的變化尤其是旋轉密封腔內油液的泄漏，彈簧或波紋管的變形發生變化，導致彈性力不穩定，由此產生油液壓力與鉆井液壓力差值不穩定的問題，影響了裝置的使用效果Ο
[0003]為此，本實用新型的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構，以克服上述缺陷。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構，其結構簡單，操作方便，可以應用于某些隨鉆工具(軸旋轉與鉆井液循環流動同時發生)，在這些工具中實現旋轉密封腔內的油壓不受旋轉密封泄漏的影響，保持其與旋轉密封外鉆井液壓力差值(微正壓)的穩定。
[0005]為解決上述問題，本實用新型公開了一種隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構，應用于隨鉆工具中，該隨鉆工具包含隨鉆工具外殼和旋轉軸，所述隨鉆工具外殼與井壁之間為環空，所述隨鉆工具外殼內為水眼，其特征在于:
[0006]所述旋轉軸的一側設有旋轉密封腔，所述旋轉密封腔相對旋轉軸的一側連通有一儲油腔，所述儲油腔內設有可進行伸縮移動的平衡件，且所述儲油腔相對于旋轉密封腔的另一端設有一引壓流道。
[0007]其中:所述平衡件為一能沿儲油腔上下移動的密封活塞，且密封活塞的周緣設有密封環以將儲油腔進行分隔。
[0008]其中:所述平衡件為一膠囊，所述膠囊的下端周緣固定于儲油腔靠近旋轉密封腔的一端，所述膠囊的本體為彈性伸縮件。
[0009]其中:所述彈性伸縮件為波紋狀。
[0010]其中:所述引壓流道連通所述儲油腔和環空或水眼。
[0011]其中:所述旋轉軸的周緣設有旋轉密封，所述旋轉密封為密封圈。
[0012]通過上述結構可知，本實用新型的隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構具有如下效果:
[0013]1、可以應用于某些隨鉆工具(軸旋轉與鉆井液循環流動同時發生)，在這些工具中實現旋轉密封腔內的油壓不受旋轉密封泄漏的影響，保持其與鉆井液壓力差值(微正壓)的穩定。
[0014]2、鉆井液不循環時裝置旋轉密封腔內油壓與外面鉆井液的壓力完全相同，此時旋轉密封不會產生泄漏，從而可以增加隨鉆工具的使用壽命。
[0015]本實用新型的詳細內容可通過后述的說明及所附圖而得到。
【附圖說明】
[0016]圖1顯示了本實用新型的隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構的剖視圖。
[0017]圖2顯示了本實用新型另一實施例的剖視圖。
[0018]圖3顯示了本實用新型另一實施例的剖視圖。
[0019]圖4顯示了本實用新型另一實施例的剖視圖。
[0020]附圖標記:
[0021]1、井壁，2、水眼，3、環空，4、密封活塞，5、膠囊，6、儲油腔，7、旋轉密封腔，8、旋轉軸，9、旋轉密封，10、引壓流道，11、隨鉆工具外殼。
【具體實施方式】
[0022]其中，圖1為使用密封活塞隔離儲油腔并從鉆具水眼內提取壓力的微正壓壓力平衡及補油結構的剖面示意圖；圖2為使用膠囊隔離儲油腔并從鉆具水眼內提取壓力的微正壓壓力平衡及補油結構的剖面示意圖；圖3為使用密封活塞隔離儲油腔并從環空提取壓力的微正壓壓力平衡及補油結構的剖面示意圖；圖4為使用膠囊隔離儲油腔并從環空提取壓力的微正壓壓力平衡及補油結構的剖面示意圖。
[0023]由此，本實用新型的隨鉆工具旋轉密封的微正壓壓力平衡及補油結構應用于隨鉆工具中，該隨鉆工具包含隨鉆工具外殼11和旋轉軸8，所述隨鉆工具外殼11與井壁1之間為環空3，所述隨鉆工具外殼11內為水眼2，所述旋轉軸8的一側設有旋轉密封腔7，所述旋轉軸8的周緣設有旋轉密封9，所述旋轉密封9可為密封圈，優選為0型密封圈，其中，為實現壓力平衡及補油，所述旋轉密封腔7相對旋轉軸8的一側連通有一儲油腔6，所述儲油腔6內設有可進行伸縮移動的平衡件，且所述儲油腔6相對于旋轉密封腔7的另一端設有一引壓流道10，由此，可通過平衡件的移動，并通過引壓流道10的引流，實現將鉆井液的壓力引入，進而從儲油腔6傳遞到旋轉密封腔7，實現密封內油液與密封外泥漿的壓力平衡及防止泥漿進入。
[0024]其中，由于具體結構的不同，可采用不同的方式，如圖1和3所示，所述平衡件可為一密封活塞4，所述的密封活塞4可沿儲油腔6上下移動，且密封活塞4的周緣設有密封環以將儲油腔6進行分隔。
[0025]如圖2和圖4所示，所述平衡件可為一膠囊5，所述膠囊5的下端周緣固定于儲油腔6靠近旋轉密封腔7的一端，所