一种应用于桥塞工具液压倍增的驱动装置和驱动方法技术领域
本发明属于油气井完井分段座封作业领域，是油气井桥塞座封技术中实现无火
药、低压力驱动桥塞座封工具的技术，特别涉及一种液压倍增驱动桥塞座封工具的装置以
及驱动方法。
背景技术
桥塞座封工具是油气井完井领域射孔技术范围内常用的装置，该装置实现在油气
井内进行桥塞座封施工作业，桥塞座封工具一般使用火药燃烧的气体压力驱动进行桥塞座
封施工作业，在某些情况下，现有的火药燃烧的气体压力驱动桥塞座封工具，存在火工品的
不安全、火药的污染以及施工的特殊要求，所以不允许使用火药，所以随着技术的发展，提
出了液体压力驱动桥塞座封工具的方法及装置，本专利提出的方法及装置同时实现了用低
压力基于压力倍增的方式进行桥塞座封工具的驱动，实现座封桥塞的施工作业。
发明内容
本发明解决的技术问题是在不允许使用火药时进行桥塞座封工具驱动，本专利提
出一种可利用液体压力驱动桥塞座封工具的方法，而且基于压力倍增的原理实现了低压力
驱动。
本发明的技术方案是：一种应用于桥塞工具液压倍增的驱动装置，其特征在于，包
括缸体1、传压管4、一级活塞2和二级活塞6；所述缸体1为柱状空腔体，且空腔内设有传压管
4，传压管4轴线与缸体1轴线相互重合；传压管4一端与一级活塞2固连，另一端与二级活塞6
固连，一级活塞2和二级活塞6的横截面积相等；传压管4内部为空腔，一级活塞内壁2与传压
管4外壁之间、一级活塞2外壁与缸体1内壁之间均通过密封结构进行密封；传压管4另一端
伸出缸体1空腔外，二级活塞6和缸体1端部之间留有间隙；传压管4管壁上靠近二级活塞6处
设有传压孔8；传压孔8 为通孔，且轴线与传压管4轴线相互垂直。
本发明的进一步技术方案是：所述密封结构为密封圈。
本发明的进一步技术方案是：所述缸体1外壁为二级阶梯状，桥塞座封工具与缸体
1的小径端螺纹连接。
本发明的进一步技术方案是：所述二级活塞6与桥塞座封工具内壁通过密封圈进
行密封。
本发明的进一步技术方案是：所述缸体1内部空腔为二级阶梯状，且两级之间通过
锥面进行过渡，传压管4的穿过缸体1空腔小径端的一端与二级活塞6固连。
本发明的进一步技术方案是：所述一级活塞2沿缸体轴线轴向运动的行程大于
280mm。
本发明的进一步技术方案是：利用权利要求1所述驱动装置的驱动方法，其特征在
于，包括以下步骤：
步骤一：井液进入缸体1空腔内，作用于一级活塞2端面上，同时一部分井液进入传
压管4空腔内；
步骤二：在压力范围在20MPa-50MPa井液压力的驱动下，一级活塞2带动传压管4沿
传压管4轴线进行轴向运动；
步骤三：当传压管4上的传压孔8位于二级活塞6和缸体1端部的间隙处时，井液通
过传压孔8流出，并作用在二级活塞6的端面上；在井液压力大于20MPa的压力条件下，驱动
二级活塞运动；
步骤四：一级活塞2与传压管4，二级活塞6与传压管4的连接为刚性连接，一级活塞
2所受到的压力等值传递给二级活塞6，同时井液压力作用于二级活塞6上，二级活塞6受到
双倍压力，驱动桥塞座封工具做功。
发明效果
本发明的技术效果在于：
(一)本发明提出了一种全新的不使用火药，利用液体压力驱动桥塞座封工具的方
法。
(二)本发明提出了一种液体压力由两级活塞机构实现压力倍增的方法。
(三)本发明提出了该压力倍增的结构装置可重复串联，实现多倍压力放大的方
法。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
附图标记说明：1-缸体；2-一级活塞；3-第一密封圈；4-传压管；5-第二密封圈；6-
二级活塞；7-桥塞座封工具。
具体实施方式
下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明。
1.如图1所示，本发明提出的一种液压倍增驱动桥塞座封工具的方法及装置。该方
法及装置应用在桥塞座封工具上，实现液体压力驱动桥塞座封工具进行桥塞座封。该装置
由缸体1、一级活塞2、第一密封圈3、传压管4、第二密封圈5、二级活塞6组成。缸体为二级阶
梯状，内部为空腔的结构，前半部分是圆柱形，后半部分是锥形过渡到小的圆柱形，这样的
设计有利于装配。液体压力加载于缸体1内的一级活塞2上端面，一级活塞2与传压管4通过
螺纹连接，而且由第一密封圈3实现密封，同时液体压力通过传压管4传递至传压管4与二级
活塞6连接处，由传压管4上的传压孔8使液体压力作用于二级活塞6的上端面，传压管4与缸
体1连接处通过第二密封圈5密封，二级活塞6的下端面产生2倍的液体压力驱动桥塞座封工
具7进行做功。驱动实现方法步骤如下：
步骤一：油气井内的液体进入缸体1内一级活塞2上端，作用于一级活塞2上端面，
一级活塞2下端面与缸体1内壁面密封，一级活塞沿着缸体内壁向下移动，同时一级活塞与
传压管连接，一级活塞带动着传压管一起向下滑动。
步骤二：进入缸体1内一级活塞上端的液体进入传压管，由传压管向下流动到传压
孔8流出，液体流动到二级活塞6的上端面，二级活塞6下端与桥塞座封工具内部空腔密封，
二级活塞6在液压驱动下向下滑动。
步骤三：传压管4穿过缸体1下端部分的中心孔，且此中心孔与传压管接触的外壁
面密封，传压管在此中心孔可滑动。
步骤四：作用在一级活塞上端面上的压力F＝P*S,一级活塞与二级活塞截面积相
等，作用在二级活塞上端面上的压力F＝P*S，由于一级活塞的压力通过传压管硬连接传递
到二级活塞上，所以二级活塞上端面承受2倍的F，P为油气井内的液体进入缸体1内一级活
塞2上端的压强，S为一级活塞截面积。
步骤五：若需继续倍增放大压力，缸体内装配了一级活塞、传压管及密封圈的组
件，此组件连接在次级缸体上端的螺纹密封面上，使传压管下端顶在次一级的一级活塞上
端面，此部件可连续重复串联，即可实现多倍压力的放大。
井液加载于一级缸体1内的一级活塞2上端面，一级活塞2与传压管4通过螺纹连接
而且由上密封圈3实现密封，同时液体压力通过传压管4传递至传压管4与二级活塞6连接
处，该连接处通过螺纹连接，由传压管4上的小孔使液体压力作用于二级活塞6的上端面，传
压管4与一级缸体1连接处通过下密封圈5密封，二级活塞6的下端面产生2倍的液体压力驱
动桥塞座封工具7进行做功。具体过程是，当一级活塞2上端面被加载压力P，一级活塞2的截
面面积为S，所以一级活塞2的受力为F＝P*S,传压管4与一级活塞2以及二级活塞6是刚性连
接，同时二级活塞6与一级活塞2的截面积相等，则通过传压管4传递下来的液体压力加载到
二级活塞6的上端面，即二级活塞6的上端面受力也为F＝P*S，同时一级活塞2的受力通过传
压管刚性传递到二级活塞6上，所以二级活塞6上一共受力2倍F,则二级活塞6下端面转换为
压力即是2倍的P，从而实现压力倍增。此方法通过重复串联此结构，可实现多倍压力放大。