[实用新型]一种注水井脉冲发生器高压自补偿机构

说明书

本实用新型提供一种注水井脉冲发生器高压自补偿机构，包括腔体、中间体、封堵体，所述腔体为密封油腔体，所述中间体为中空驱动主轴，所述封堵体为浮动活塞，所述密封油腔体的腔体内为密封油腔，所述中空驱动主轴中心开设活塞腔，活塞腔中安装浮动活塞，所述中空驱动主轴径向开设压力自补偿通道，所述压力自补偿通道一端连通活塞腔，另一端连通密封油腔，所述压力自补偿通道直径小于活塞腔直径。本实用新型在驱动系统工作过程中，通过液压油腔的体积自适应进行压力补偿，改善密封件单向承压受力状态，平衡环境流体的冲击力，同时能够润滑内部轴承等部件，提高脉冲发生器的工作可靠性。

技术领域

本实用新型涉及油田注水工艺中脉冲发生装置的压力补偿技术，尤其是一种注水井脉冲发生器高压自补偿机构。

背景技术

油田注水开发过程中，为了获取井下各注水层的注水量，需要井口提放流量计进行分层测试。随着机电一体化技术、智能注采控制技术的进步，对分层测试技术也提出了简单易行的技术要求，为此开展了井下压力脉冲信号传输技术的研究，利用井下脉冲发生器将采集的分层流量数据通过压力波传输至井口。脉冲发生器工作在注水井井下高温高压环境中，恶劣的井下条件对脉冲发生器的寿命是一个巨大的挑战。

现有的钻井用井下脉冲发生器在运动过程中通过泥浆流动驱动涡轮，涡轮和内部磁钢同步转动来驱动液压柱塞泵工作，柱塞泵通过油路循环将涡轮的旋转运动转化成节流阀的上下往复运动，油路循环过程中实现了系统的润滑和冷却。

注水井中，水流量小，空间小，无法依靠驱动涡轮形成有效的动力，需要采用电机驱动，电机输出的动力经过减速器，磁力耦合器，驱动轴来驱动脉冲阀旋转运动，从而形成压力脉冲，整个驱动系统在密封油腔中工作，驱动轴受到脉冲阀传递的轴向水力冲击，轴承在高温环境下需要润滑工作，液压油腔由于高温膨胀形成高压，容易与水环境形成大压差，同时外部水流对轴承等部件也会造成冲击，内外压力的不平衡，导致密封件漏失失效，影响井下脉冲发生器的工作寿命，针对上述问题设计了一种注水井脉冲发生器高压自补偿机构。

经检索专利文献，申请号：201210065479.8，公开日2014-09-10公开了一种压力补偿装置，该压力补偿装置包括腔体、安装体和封堵件，其中，腔体具有能够自由收缩和膨胀的腔室主体和位于该腔室主体一端的开口部；安装体在内部具有流道，且该流道的一端与腔体的开口部密闭连接，另一端安装有封堵件。当环境的压力升高时，压力补偿装置能够通过腔体的收缩来使其内部的液压油等流体的压力增大，从而阻止仪器的进一步变形，实现压力补偿功能。反之，当环境的压力降低时，所述压力补偿装置的腔体能够发生膨胀以降低压力补偿装置内部的压力，从而阻止仪器的进一步变形，实现压力补偿功能。

公开文献中腔体通过腔室主体的收缩和膨胀(腔室主体由能够发生弹性变形的材料构成，)来改变体积的，本申请中密封油腔体由密封圈座、中空驱动主轴、浮动活塞和零部件间隙构成，且上述零部件均由刚性材料制成，密封油腔体的体积通过浮动活塞的运动来改变。该装置能够平衡外界冲击力以及润滑油升温造成的压力不平衡。

与公开文献对比，本申请应用于油田注水工艺中的脉冲发生装置，通过密封圈座、中空驱动主轴、浮动活塞和零部件间隙构成密闭油腔体，没有单独的腔体，节省了空间；构成密闭油腔体的零部件都为刚体，密封油腔体的体积通过浮动活塞的运动来改变，本申请润滑油和环境流体分开，不会对润滑系统造成损害。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种注水井脉冲发生器高压自补偿机构，在驱动系统工作过程中，通过液压油腔的体积自适应进行压力补偿，改善密封件单向承压受力状态，平衡环境流体的冲击力，同时能够润滑内部轴承等部件，提高脉冲发生器工作可靠性。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：