[发明专利]一种气体钻井用气液耦合动力转化系统

权利要求书

1.一种气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述系统能够向液压执行机构提供驱动力，并包括：气液耦合冲压装置、液压油控制装置和油箱总成，其中，

气液耦合冲压装置包括能够将气体的压力能转换为活塞的机械能的气动冲击器、以及沿同一轴线与气动冲击器固定连接的往复泵；其中，往复泵包括泵缸筒、泵活塞、泵缸座和回程弹性件；泵缸筒与气动冲击器的外缸筒固定连接；泵活塞设置在泵缸筒内，且泵活塞上端部与活塞下端部之间形成有供活塞与泵活塞碰撞以交换机械能的第一腔体，第一腔体能够与外界连通，以将推动冲击器活塞运动过后的气体排出气液耦合冲压装置，泵活塞具有能够承受气动冲击器的活塞碰撞的上端部、与泵缸筒内壁形成密封的过渡部、以及插入泵缸座内部的下端部；泵缸座具有供泵活塞下端部插入的空腔、以及能够吸油和排油的吸排油通道；泵缸座设置在泵缸筒中，且泵缸座、泵活塞和泵缸筒内壁之间形成能够容纳液压油的第二腔体，第二腔体与吸排油通道连通；回程弹性件设置在第二腔体中，且回程弹性件的一端安装在泵活塞上，另一端安装在泵缸座上；气动冲击器的活塞能够沿轴线往复运动并能够与往复泵的泵活塞发生碰撞，以将机械能传递给泵活塞，所述往复泵能够将泵活塞的机械能转化为第二腔体内液压油的压力能；

液压油控制装置包括：配流单元、蓄能单元和调节单元，其中，配流单元包括都为单向阀的泵油阀和回油阀，泵油阀能够接收从吸排油通道中流出的液压油并将其输出，油箱总成回收的液压油经回油阀后能够输送至吸排油通道；蓄能单元能够对泵油阀输出的液压油进行存储，以使液压油的压力达到额定值；在液压油的压力达到额定值的情况下，调节单元能够接收液压油，并对接收的液压油进行压力调节和/或流量调节，然后将调节后的液压油输送给液压执行机构；

油箱总成能够回收从液压执行机构流出的液压油，并包括储油箱和增压器；其中，储油箱能够储存回收的液压油，增压器能够对回收的液压油进行增压处理。

2.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述泵活塞具有沿轴线设置的第一中心孔，所述泵缸座具有沿轴线设置的第二中心孔。

3.根据权利要求2所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述气液耦合冲压装置还包括注油管，所述注油管沿轴线穿过气动冲击器、第一中心孔和第二中心孔与所述油箱总成的储油箱相连。

4.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述泵活塞具有第一排气孔，所述泵缸座具有第二排气孔，所述第一腔体能够通过第一排气孔、所述空腔和第二排气孔与外界连通。

5.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述气液耦合冲压装置还包括与吸排油通道固定连接的端直通接头，端直通接头通过高压管线与所述气液耦合冲压装置下游的配流单元相连，通过泵油阀和回油阀通断状态的切换能够将第二腔体中的液压油排至蓄能单元或将油箱总成的液压油补充至第二腔体。

6.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述泵油阀上设置有第一进油口和第一出油口，回油阀上设置有第二进油口和第二出油口；

所述配流单元还包括用于安装回油阀和泵油阀的配流阀座，配流阀座上设置有第一进油通道、第一出油通道、第二进油通道和第二出油通道，其中，第一进油通道能够与第一进油口相连通，第一出油通道能够与第一出油口相连通，第二进油通道能够与第二进液口相连通，第二出油通道能够与第二出油口相连通。

7.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述调节单元包括压力控制阀和流量控制阀，其中，

压力控制阀包括压力控制阀阀芯和压力控制阀座块，压力控制阀阀芯设置在压力控制阀座块内，压力控制阀阀芯具有压力控制阀进油口和压力控制阀顺序口，压力控制阀进油口处于常闭状态并被配置为在受力达到所述额定值后开启，以接收蓄能单元排出的液压油。