一种旋转井壁取芯器及其零压溢流阀的制作方法

1.本实用新型涉及石油测井技术领域，具体涉及一种旋转井壁取芯器及其零压溢流阀。


背景技术：

2.在石油测井中，旋转井壁取芯器是一种在石油井下通过旋转空心钻头获得岩心的设备；而驱动钻头旋转是设备最关键的技术环节，由于取芯器钻取过程岩层的性质不同，需要钻取速度也会随着发生快慢变化；溢流阀是一种通过调节步进电机方向而改变钻进油路流量调节的装置，在结合取芯器上安装的伺服阀配合，使得钻进速度发生变化；但是现有技术中的取芯器用溢流阀无论是外形尺寸还是溢流的流量和调节，目前市场上的溢流阀都不适合旋转井壁取芯器的应用；主要在于现有技术中，装配在取芯器上的溢流阀是从阀芯底部进油，然而通常在钻进时底部压力较高，具体是对应的钻头在底部钻进碰到硬物时，从底部进油的方式会导致阀体和阀芯靠近钻头的一侧压力急剧增大，不能实现合理调节出油的溢流效果，需要钻退时减小压力才可以调节，严重影响了取芯器的工作效率。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种旋转井壁取芯器及其零压溢流阀，以解决上述存在的不能实现调节出油溢流效果的技术问题。
4.本实用新型的一种旋转井壁取芯器及其零压溢流阀采用如下技术方案：
5.一种旋转井壁取芯器用零压溢流阀，所述零压溢流阀设置在取芯器的油路管道内；零压溢流阀包括竖向设置的阀体以及适配安装在阀体内部的阀芯，所述阀芯与阀体可相对滑动；阀体上端与阀芯之间形成空腔，在空腔处还设有用于阀芯复位的弹性装置；所述阀芯下端还设有调节装置以及与调节装置相连的驱动装置，驱动装置带动调节装置在阀体内移动实现阀芯的往复移动；阀芯上端还有卡槽，弹性装置一端与阀体连接、另一端与卡槽内侧壁连接；在阀体上还设有进油口和溢流口，且溢流口处于进油口的下方，且在阀体上且位于溢流口和进油口之间还设有密封装置；在阀芯上还开设有环形分布的溢流通道，且初始状态下，溢流通道与进油口不相通。
6.优选的，所述进油口和溢流口均为对称设置的两个。
7.进一步优选的，所述调节装置采用调节螺钉，且调节螺钉外侧壁与阀体内侧壁通过螺纹连接，初始状态下，调节螺钉的前端与阀芯面接触。
8.进一步优选的，所述调节螺钉内设有贯通孔，贯通孔内连接所述驱动装置，驱动装置采用步进电机，步进电机的输出轴与贯通孔连接带动调节螺钉转动。
9.进一步优选的，所述弹性装置为弹簧。
10.优选的，在所述阀芯内还设有竖直分布的泄油孔，泄油孔贯穿阀芯设置空腔相通。
11.优选的，在所述阀体的上端也设置有密封装置，所述密封装置采用密封橡胶垫圈。
12.进一步优选的，所述溢流通道的长度小于进油口与溢流口之间的轴线间距。
13.进一步优选的，在所述阀体下端还设有卡位。
14.一种旋转井壁取芯器，包括上述的任意一项所述的零压溢流阀。
15.本实用新型的有益效果是：该取芯器用零压溢流阀改变了进出油溢流方式，具体通过设置在阀体侧位的进出油口，防止阀体和阀芯上端因压力急剧增大而造成无法实现溢流调节的目的；初始状态下，阀芯和阀体内部上、下两端进行硬密封，进而通过阀芯中部的溢流通道改变溢流量的大小，进一步随着阀芯的往复移动实现溢流通道与进油口和溢流口的大小重叠，进而实现对液压油的溢流调节进而配合伺服阀实现油路压力调节以适应下方钻头遇到钻进硬物需要调速的目的；该零压溢流阀提高了调节出油溢流的效果，提高了该装置的实用性，进一步保证了取芯器的正常工作，提高了取芯器工作的高效性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型一种旋转井壁取芯器实施例中的零压溢流阀的整体结构图；
18.图2为图1中的a部结构放大图；
19.图3为本实用新型一种旋转井壁取芯器实施例中零压溢流阀的结构立体图；
20.图4为本实用新型一种旋转井壁取芯器实施例中阀芯的结构图。
21.图中：1-零压溢流阀，2-阀体，3-阀芯，4-空腔，5-弹性装置，6-调节装置，61-调节螺钉，62-贯通孔，7-驱动装置，71-步进电机，8-进油口，9-溢流口，10-密封装置，11-溢流通道，12-泄油孔，13-卡位。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型的一种旋转井壁取芯器的实施例，如图1至图4所示：
24.一种旋转井壁取芯器，包括供油泵以及与供油泵相连的油路管道，通过供油泵实现油压驱动并配合溢流阀和伺服阀作业，带动取芯器的钻头钻进工作，属于现有技术，不在赘述；还包括零压溢流阀1，零压溢流阀1设置在油路管道内；零压溢流阀1包括竖向延伸的阀体2以及适配安装在阀体2内部的阀芯3，阀芯3与阀体2可相对滑动；阀体2上端内侧与阀芯3上端之间形成空腔4，在空腔4处还设有用于阀芯3复位的弹性装置5；弹性装置5为弹簧；阀芯3下端还设有调节装置6以及与调节装置6相连的驱动装置7，调节装置6采用调节螺钉61，且调节螺钉61外侧壁与阀体2内侧壁通过螺纹连接，初始状态下，调节螺钉61的前端与阀芯3面接触；调节螺钉61内设有贯通孔62，贯通孔62内连接驱动装置7，驱动装置7采用步进电机71，步进电机71优选采用12v步进电机71，步进电机71的输出轴安装在调节螺钉61的贯通孔62内进而带动调节螺钉61转动，驱动装置7带动调节装置6在阀体2内移动带动阀芯3
的往复移动。
25.阀芯3上端中心处还有卡槽，弹性装置5上端与阀体2连接、下端与卡槽内侧壁连接；在阀体2上还设有进油口8和溢流口9，在本实施例中，优选为进油口8和溢流口9均为对称设置的两个且溢流口9处于进油口8的下方，且在阀体2上且位于溢流口9和进油口8之间还设有密封装置10；如此设置，用于隔断进油口8进油和溢流口9出油的外部连接，保证该结构的密封性，进而保证溢流调节的高效性；在阀芯3上还开设有环形分布的溢流通道11，且初始状态下，溢流通道11与进油口8不相通，在本实施例中，溢流通道11为环形空腔结构，且溢流通道11的长度小于进油口8与溢流口9之间的轴线间距，便于实现油压的溢流调节，在阀芯3内还设有竖直分布的泄油孔12，泄油孔12贯穿阀芯3设置空腔4相通，如此设置，防止空腔4形成死腔，将空腔4内的残留的油液排出，保证后续取芯器的油量溢流的调节，具体是，当工作完毕后，由于该溢流阀处于油路管道内，空腔处会残留有油液，通过将步进电机的输出轴卸除贯通孔，然后将残留油液通过泄油孔吸出，保证后续正常的溢流调节；在阀体2的上端也设置有密封装置10，密封装置10采用密封橡胶垫圈，如此设置，避免油液流向底部，在阀体2下端还设有卡位13，如此设置，便于扳手进行卡嵌固定，方便拆卸零压溢流阀1。
26.工作过程：
27.采用12v步进电机71并通过步进电机71的输出轴与调节螺钉61的贯通孔62固定实现同步转动，调节螺钉61外侧与阀体2内侧壁螺纹连接，进而使步进电机71通过正反转运动带动调节螺钉61运动调节深浅，实现调节螺钉61挤压阀芯3移动，使弹簧收缩；此时阀芯3上的溢流通道11移动到进油口8处，进油口8与溢流通道11相通，液压油从进油口8进入阀体2，然后通过溢流通道11经过溢流口9排出，此时由于在阀体2上且位于溢流口9和进油口8之间设置密封装置10，用于隔断进油口8进油和溢流口9出油的外部连接，保证该结构的密封性，随着调节螺钉61的不断挤压，进油口8与溢流通道11的重叠部分逐渐加大直至完全相通，而溢流口9则随着溢流通道11的移动，与其重叠部分逐渐减少直至阀芯3其他部位堵住溢流口9，实现溢流的逐步调节。
28.即是调节螺钉61旋转继续向内移动，上下分布的溢流口9处则溢流量变小或停止溢流，调节螺钉61继续向外旋转使溢流口9处溢流量变大；泄油过程中，伺服阀控制驱动压力变小，取芯器的钻头转速降低，以适应土层内硬度增加的变化，同时采用阀体侧位的进出油口方式改变原有的溢流阀底部进油的方式，防止阀体和阀芯上端即靠近钻头钻进的一侧因压力急剧增大而造成无法实现溢流调节的目的，保证了该溢流阀的高效溢流调压；初始状态下，阀芯3和阀体2内部上下两端进行硬密封，进而通过阀芯3中部的溢流通道11改变溢流量的大小，实现对油路溢流的大小调节，进而实现了对取芯器钻进的速度调节，以适应当钻头钻取碰到硬物，通过溢流阀溢流调节和伺服阀作用配合调压，实现钻头的速度调节；当钻头解决完毕硬物后，进而再通过步进电机带动阀芯运动实现溢流阀的溢流调节，逐渐回复至正常作业状态。
29.本实用新型的一种旋转井壁取芯器用零压溢流阀的实施例，所述零压溢流阀与上述的一种旋转井壁取芯器的实施例中的零压溢流阀结构相同，不在赘述。
30.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。