CN201502580U - 多级内部串联式液压推进器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级内部串联式液压推进器，其包括有用于与所述推进器顶部其他部件连接的上接头、两个或两个以上的缸筒、两个或两个以上的活塞、至少一个上活塞杆、两个或两个以上的缸简短接及用于连接所述推进器下方部件的下活塞杆。该推进器借由上活塞杆、活塞内部的通孔将多个液压缸有序的串联组合在一起。使得多级内部串联式液压推进器的直径与普通液压缸的直径相同的条件下，输出力相当于多个单级液压缸的输出力之和。

Description

多级内部串联式液压推进器

技术领域

本实用新型关于一种液压机械，更具体地说，关于一种多级内部串联式液压推进器。

背景技术

液压缸中的推进器在液压或气动设备系统中是一种常规的传统设备，被广泛应用于冶金、运输、交通、矿山、石油等各个工程领域，在液压技术领域中是一种非常重要的执行元件和动力设备。传统的推进器有单缸结构，也有串联结构，而目前串联结构的液压缸是通过外部管线有序联接来实现。但在油田行业中由于在油井内尺寸空间比较狭小，对套管变形维修时所用的推进器只能制作成即细又长的串联结构，若采用传统的串联结构不仅存在无法实现联接的问题，而且在对套管的变形修整时，由于需要70MPa以上的工作压力，使得工作压力相当高，存在不安全，配套的管线和液压泵等设备又很难实现等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内外均无控制管线，而由内部结构实现多级串联的推进器。

本实用新型的另一目的在于提供一种通过内部结构实现多级串联，并可实现定程泄压的推进器。

本实用新型中的多级内部串联式液压推进器包括有用于与所述推进器顶部其他部件连接的上接头、两个或两个以上的缸筒、两个或两个以上的活塞、至少一个上活塞杆、两个或两个以上的缸筒短接及用于连接所述推进器下方部件的下活塞杆，其中：

所述缸筒与所述缸筒短接依次间隔设置并密封连接固定形成中部具有惯通通孔的直杆，在所述直杆顶部的缸筒顶端密封连接所述上接头，在所述直杆的惯通通孔内从顶部至底部设置有密封固定间隔连接成一体的所述活塞与上活塞杆，所述每个活塞能上下滑动的密封设置在对应的每个缸筒短接的上方，同时所述上活塞杆并密封滑动穿过所述对应的缸筒短接，在最下方的活塞的下端直接密封固定连接所述下活塞杆，所述下活塞杆密封滑动延伸出所述最下端的缸筒短接，在所述活塞的下端面、缸筒短接的上端面、缸筒的内壁面、上活塞杆或下活塞杆的外壁面之间形成有一个或一个以上互不连通但分别与外界连通的外部压力腔室，同时在所述上接头、活塞、缸筒短接及上活塞杆之间形成有一个通过所述上接头与外界连通的内部压力腔室，所述内部压力腔室与所述外部压力腔室互不连通。

所述缸筒短接的中间设有供所述上活塞杆或下活塞杆穿过的内孔，在外壁面设置有用于与所述缸筒密封连接的外螺纹，同时所述缸筒短接设置有用于连通所述外部压力腔与外部压力供应装置的孔。

所述缸筒短接上设置的用于连通所述外部压力腔与外部压力供应装置的孔为两个，并相互垂直连通。

所述缸筒短接经由活塞杆密封环、活塞杆密封圈压盖及螺栓与所述上活塞杆或下活塞杆密封滑动连接。

所述活塞与所述上活塞杆、所述下活塞杆之间均由螺纹、密封圈密封固定连接。

所述上活塞杆的底端设置有连通所述上活塞杆内外的穿孔，所述内部压力腔室由所述活塞、上活塞杆中部分别设置的通孔及所述上活塞杆侧壁上的穿孔相互连通，并由所述上接头的通孔与内部压力供应装置连通。

所述下活塞杆的中部设置有沉孔，在所述沉孔的底端设置有连通所述下活塞杆内外的穿孔，同时在所述最下方的缸筒短接下密封连接用于控制所述内部压力腔室定程泄压的缸筒和下接箍。

所述下接箍与所述下活塞杆之间由活塞杆密封环及密封钢圈滑动密封。

所述缸筒内壁与所述活塞之间由活塞密封环压盖及活塞密封环滑动密封。

本实用新型中多级内部串联式液压推进器的下行程液压回路的串联是由上活塞杆、活塞内部的通孔实现的，即通过上活塞杆、活塞内部的通孔将多个液压缸有序的串联组合在一起。使得多级内部串联式液压推进器的直径与普通液压缸的直径相同的条件下，输出力相当于多个单级液压缸的输出力之和，而在系统要求输出力为一定时，采用本实用新型可以使整个系统的压力等级下降数倍，即可以在低等压力条件下实现巨大的输出动力。

另，本实用新型通过在下活塞杆上设置沉孔与穿孔，可以实现定程泄压结构，从而在修井施工时，从地面可以很清楚知道井下实际工作压力和施工段已经完成，从而使得利用液压方法实现油井套管变形修复技术成为可能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中推进器的结构示意图；

图2为图1中A所示部分的放大示意图；

图3为图1中B所示部分的放大示意图；

图4为图1中C所示部分的放大示意图；

图5为图1中D所示部分的放大示意图；

图6为本实用新型实施例二中推进器的结构示意图；

图7为图6中E所示部分的放大示意图；

图8为本实用新型实施例三中推进器的结构示意图；

图9为图7中E所示部分的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，本实施例中的定程泄压多级内部串联式液压推进器包括有一个上接头1、四个缸筒2、三个活塞3、两根上活塞杆4、三个缸筒短接5、多个活塞杆密封环6、多个活塞杆密封圈压盖7、多个螺栓8、多个密封圈9、多个活塞密封环压盖14、多个活塞密封环15、一个下接箍11、多个密封钢圈12及一个下活塞杆13，其中：

如图2所示，上接头1的上端设有内螺纹100，利用该内螺纹100可以与推进器顶部其他部件联接，如：外部管线或设备。上接头1的中间设有通孔101，外侧下端设有外螺纹102，在该外螺纹102的上边有设有环形槽103，利用该环形槽103设置有密封圈9，从而可以使上接头1与缸筒2密封固定连接。

如图1、图2和图3所示，缸筒2为一个内孔表面光滑的管形结构，在上、下两端均设有内螺纹201、202，其中上端的内螺纹201与上接头1的外螺纹102联接，并由密封圈9密封，下端的外螺纹202与缸筒短接5上端的外螺纹501密封连接，可以是密封垫或密封圈(图中未示出)。

如图3所示，缸筒短接5的上、下两端均设有外螺纹501、502，在下端的外螺纹502的上边设有环形槽503，在该环形槽503内设有用于密封连接下一缸筒2的密封圈9，该缸筒短接5的中间设有用于穿设上活塞杆4或下活塞杆13的内孔504，在该内孔504的下端内侧设有环形槽505，在环形槽505的下端面设有垂直向上的数个螺栓孔509，在环形槽505内置入有活塞杆密封环6，环形槽505的下端设有内螺纹506，该内螺纹506用于旋拧活塞杆密封圈压盖7，将活塞杆密封环6固定，活塞杆密封圈压盖7的环形周边有数个孔701，在孔701内旋入螺栓8，该螺栓8进而旋拧在缸筒短接5端面的螺栓孔509内，将活塞杆密封圈压盖7固定的同时对活塞杆密封环6进一步进行固定。在缸筒短接5的中间外侧面设有一个垂直向内的孔507，在上端面上设有一个垂直向下的孔508，该两个孔507、508相互连通，如图3所示。

缸筒短接5上端的外螺纹501与位于缸筒短接5上方的缸筒2下端的内螺纹202联接，下端的外螺纹502与位于其下方的缸筒2上端的内螺纹202联接，同样，下面的缸筒2与下方的另一缸筒短接5连接，如图1所示，再由缸筒短接5连接又下一缸筒2，如此依次顺序连接，本实施例以缸筒2有4个、缸筒短接5有3个为例，在每两个缸筒2之间密封连接一个缸筒短接5，但缸筒2与缸筒短接5的数量并不限于此，可以根据不同需求进行增加与删减，只要按上述结构依次连接形成直杆状即可，并在缸筒2与缸筒短接5内部形成有一个纵向惯通的通孔。

在最下端的缸筒2的底端连接有下接箍11，如图5所示，下接箍11的内部设有供下活塞杆13穿过的圆形通孔110，在该圆形通孔110的下侧内设有环形槽111，在环形槽111内设有活塞杆密封环6和密封钢圈12，环形槽111的下方设有内螺纹112，该内螺纹112处旋拧有活塞杆密封圈压盖7，并由螺栓8将活塞杆密封圈压盖7进一步固定。

如图2和图4所示，活塞3的中间设有与上接头1通孔101连通的通孔300，在活塞3的外侧面设有环形台301，该环形台301上方与缸筒2的内壁之间置入有活塞密封环15，并由外螺纹302与两个缸筒密封环压盖14将活塞密封环15进行固定，使活塞3与缸筒2的内壁密封滑动连接。活塞3在通孔300的上、下两侧均设有内螺纹303和直口304，用于螺纹连接上活塞杆4或下活塞杆13，并由置入上活塞杆4或下活塞杆13外表面环形槽内的密封圈9密封连接。另，置于最上端的活塞3在通孔300上侧的内螺纹可以不设置，如图2所示，使加工更加简化。

如图1和图3所示，上活塞杆4为一表面光滑的直杆，中间内部设有通孔400，下端穿过缸筒短接5后与另一活塞3通孔300上侧的内螺纹303密封连接，在上活塞杆4的上、下两端同样设有外螺纹402和环形槽401，外螺纹402与活塞3联接，环形槽401用于设置密封圈9。上活塞杆4在下端的环形槽401上边附近设有向内垂直的穿孔403，与上活塞杆4内部的通孔400相通，利用该穿孔403连通上活塞杆4内部的通孔400及在活塞3与缸筒短接5之间形成的容室(内部压力腔室)。

如图1、图4和图5所示，下活塞杆13与上活塞杆4一致，也为一表面光滑的直杆，在上端设有外螺纹与用于设置密封圈9的环形槽，但中间设有一个不穿透的沉孔1300，在沉孔1300的底端侧边设有一个穿透下活塞杆13壁的穿孔1302，用于连通下活塞杆13内部的沉孔1300及在缸筒短接5与下接箍11之间形成的容室16。在下活塞杆13延伸出下接箍11的一端设置有用于连接由推进器带动的部件的外螺纹1301。

如图1和图2所示，在上接头1、缸筒2、缸筒短接5及下接箍11之间形成一个纵向惯通的通孔，在该通孔内位于每个缸筒短接5的上方设置有一个可以沿缸筒2内壁密封上下滑动的活塞3，在前两个活塞3的下端均连接有上活塞杆4，同时该上活塞杆4与下一个活塞3的上端密封固定连接，最下方的第三个活塞3的下端直接密封固定连接下活塞杆13，该下活塞杆13穿过最下端的缸筒短接5后进一步穿过下接箍11，与下方需由推进器带动的部件(图中未示出)连接，其中上活塞杆4、下活塞杆13与缸筒短接5、下接箍11之间均由活塞杆密封环6，并可滑动，从而可以使活塞3、上活塞杆4、下活塞杆13在对应的缸筒短接5上方形成的通孔内沿缸筒2内壁及缸筒短接5的内孔壁密封滑动，并在活塞3、缸筒短接5、上活塞杆4或下活塞杆13的外壁、缸筒2的内壁之间形成有三个环形空间，该三个环形空间分别缸筒短接5的孔508、507与外界连通，称为外部压力腔室或外部区域。

同时在上接头1与活塞3之间，在缸筒短接5的下部、活塞3或下接箍11的上部、上活塞杆4或下活塞杆11的外壁与缸筒2的内壁形成有四个与上述三个外部区领域不连通的环形空间，这四个环形空间分别经过上接头1的内孔、活塞3的内孔300、上活塞杆4的内孔400和下活塞杆13的内孔1300及侧壁的穿孔1302相通，成为同一个相同的压力区域，简称为内部压力腔室或内部区域，该内部区域与外部区域互不连通，并分与各自的外界连通，形成有各自的压强。

本实用新型中的缸筒2的内表面具有比较高的光洁度，活塞3的外表面也具有比较高的光洁度，再有活塞密封圈15的密封作用，活塞3在缸筒2内移动时是密封的。上活塞杆4和下活塞杆13的外表面也具有比较高的光洁度，缸筒短接5的内孔表面也具有比较高的光洁度，再有活塞杆密封圈6的密封作用，同样保证移动时是密封的。

本实用新型中的推进器在当内部区域的压强高于外部区域压强时，内部区域的压强分别作用在三个活塞3的上端表面的面积，此时推进器内部可移动的三个活塞3及上活塞杆4、下活塞杆13受力向下移动，使下活塞杆13向下伸展出来。

当外部区域的压强高于内部区域时，外来的压强作用的面积为三个活塞3的下端表面面积，此时活塞3、上活塞杆4、下活塞杆13往上移动，使下活塞杆13向上收回，从而可以驱动由推进器带动的部件作上下移动。

由上述分析可知，本实用新型中的推进器为三级活塞结构，外来压强所作用的面积基本为三个活塞3的下端表面面积之和，同理，当增加缸筒2、活塞3、上活塞杆4、缸筒短接5的数量时，所形成的外部区域的液压缸的级数相应增加，输出力也相应增加。从而可以将本实用新型扩展成多级活塞结构，则外来压强所作用的面积基本为多个活塞的端面表面之和，所以级数越多，作用的总面积越大，在下活塞杆13的下端所得到的输出力也就越大。

与目前普通液压缸相比，在活塞3的直径和压强相同的条件下，压强所作用的面积比普通液压缸的面积大数倍，下活塞杆13上所得到的输出力也大数倍。同理，在活塞3上所得到的输出力要求相同的条件下，外来的压强可减小数倍。

另，本实用新型中的推进器在下活塞杆13内部为沉孔1300，侧面穿孔1302的位置在最下方缸筒短接5的下端面附近，由缸筒短接5下端面、缸筒2内部、下接箍11上端面和下活塞杆13外侧形成的环形空间是密封的，所以整个活塞在该环形空间内保证不泄露，当活塞向下移动到下活塞杆13的侧面穿孔1302低于下接箍11下端面时，整个活塞的内部高压液体经过下活塞杆13侧面穿孔泄露，整个活塞不再向下移动，此时，外部压力腔室的压强大于内部压力腔室的压力，向上推动活塞3的下端，将整个活塞推回初始状态，然后可以重复上述过程，如此可以使推进器下移动的距离为一个确定的距离，即只要在活塞下行超出穿孔1302行至下接箍11的下端面时，可以实现定程泄压的功能，从而在修井施工时，从地面就可以很清楚知道井下实际工作压力和施工段已经完成，使得利用液压方法实现油井套管变形修复技术成为可能。

实施例二

如图6和图7所示，本实施例二中的结构与实施例一中的结构基本相同，并且具有相同结构与功能的部件由相同的标号示出，因此不再另行说明，其不同之处在于，实施例一中的活塞杆密封圈压盖7和螺栓8由密封固定环17和锁紧备帽18替代，同样能起到固定锁合的功能。其中密封固定环18是一个内部为原形孔，外部为全螺纹的环形结构，它旋紧在下接箍11下端的内螺纹112上，将活塞杆密封环6压紧，锁紧备帽18是一个内部为螺纹的环形体，它旋拧在密封固定环17的外螺纹上，保证密封固定环18不脱扣。

实施例三

如图8和图9所示，本实施例三中的结构与实施例一中的结构基本相同，并且具有相同结构与功能的部件由相同的标号示出，因此不再另行说明，其不同之处在于，本实施例中下活塞杆13没有设置沉孔1300和穿孔1302，同时也省去最下端的缸筒2和下接箍11，直接由缸筒短接5结构。本实施例三中的推进器虽省去了一个缸筒1和下接箍11，在最下端直接由缸筒短接5固定密封，但也省去了定程泄压的功能，不过仍能实现本实用型不通内外无控制管线，而由内部结构实现多级串联的目的。另，用于最下端的缸筒短接5也可以简化一些加工程序，如省去下端的外螺纹、内螺纹，并且可以将孔507、508直接加工成一直孔。

Claims (9)

1.一种多级内部串联式液压推进器，其特征在于，其包括有用于与所述推进器顶部其他部件连接的上接头、两个或两个以上的缸筒、两个或两个以上的活塞、至少一个上活塞杆、两个或两个以上的缸筒短接及用于连接所述推进器下方部件的下活塞杆，其中：

所述缸筒与所述缸筒短接依次间隔设置并密封连接固定形成中部具有惯通通孔的直杆，在所述直杆顶部的缸筒顶端密封连接所述上接头，在所述直杆的惯通通孔内从顶部至底部设置有密封固定间隔连接成一体的所述活塞与上活塞杆，所述每个活塞能上下滑动的密封设置在对应的每个缸筒短接的上方，同时所述上活塞杆并密封滑动穿过所述对应的缸筒短接，在最下方的活塞的下端直接密封固定连接所述下活塞杆，所述下活塞杆密封滑动延伸出所述最下端的缸筒短接，在所述活塞的下端面、缸筒短接的上端面、缸筒的内壁面、上活塞杆或下活塞杆的外壁面之间形成有一个或一个以上互不连通但分别与外界连通的外部压力腔室，同时在所述上接头、活塞、缸筒短接及上活塞杆之间形成有一个通过所述上接头与外界连通的内部压力腔室，所述内部压力腔室与所述外部压力腔室互不连通。

2.根据权利要求1所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述缸筒短接的中间设有供所述上活塞杆或下活塞杆穿过的内孔，在外壁面设置有用于与所述缸筒密封连接的外螺纹，同时所述缸筒短接设置有用于连通所述外部压力腔与外部压力供应装置的孔。

3.根据权利要求2所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述缸筒短接上设置的用于连通所述外部压力腔与外部压力供应装置的孔为两个，并相互垂直连通。

4.根据权利要求2所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述缸筒短接经由活塞杆密封环、活塞杆密封圈压盖及螺栓与所述上活塞杆或下活塞杆密封滑动连接。

5.根据权利要求1所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述活塞与所述上活塞杆、所述下活塞杆之间均由螺纹、密封圈密封固定连接。

6.根据权利要求5所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述上活塞杆的底端设置有连通所述上活塞杆内外的穿孔，所述内部压力腔室由所述活塞、上活塞杆中部分别设置的通孔及所述上活塞杆侧壁上的穿孔相互连通，并由所述上接头的通孔与内部压力供应装置连通。

7.根据权利要求1所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述下活塞杆的中部设置有沉孔，在所述沉孔的底端设置有连通所述下活塞杆内外的穿孔，同时在所述最下方的缸筒短接下密封连接用于控制所述内部压力腔室定程泄压的缸筒和下接箍。

8.根据权利要求7所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述下接箍与所述下活塞杆之间由活塞杆密封环及密封钢圈滑动密封。

9.根据权利要求1所述的多级内部串联式液压推进器，其特征在于，所述缸筒内壁与所述活塞之间由活塞密封环压盖及活塞密封环滑动密封。

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