連續(xù)油管電控液壓驅動牽引器實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于連續(xù)油管油田井下作業(yè)應用領域，涉及一種連續(xù)油管電控液壓驅動牽引器實驗裝置。
【背景技術】
[0002]連續(xù)油管鉆井技術是指以CT作為鉆井管柱，滑動推進底部鉆具組合進行鉆進的一種新鉆井技術，在提高老油田，頁巖氣、煤層氣及致密氣非常規(guī)氣藏，“低壓、低滲、低產(chǎn)”三低油氣藏，以及其它難動用油氣藏的開發(fā)效益，降低成本，減少油層污染，保護環(huán)境等方面優(yōu)勢突出，在中國有著廣泛的應用前景。但因CT強度低、在井眼中不旋轉，滑動鉆進時遇阻嚴重，管柱送進困難，鉆壓無法施加，甚至發(fā)生卡鉆，使鉆進無法進行，嚴重影響井眼CT滑動鉆井技術的應用與推廣。CT鉆井牽引器能有效克服井下CT滑動阻力，牽引井下CT管柱下入或取出，并為鉆頭提供有效鉆壓，使CT滑動鉆井順利進行，因此研究設計CT鉆井液壓驅動牽引器，對推動我國連續(xù)管鉆井技術發(fā)展有重要意義。
[0003]井下牽引器即井下爬行器，也叫井下爬行機構、井下拖拉機、井下牽引機器人、井下水力加壓器、井下鉆頭推進器等，是一種能在井底提供牽引力的一種井下工具。井下牽引器按其運動原理可分為滾輪爬行式、履帶爬行式(鏈軌式)和抓靠臂伸縮滑動式(步進式)三種，其中輪式出現(xiàn)最早，伸縮式次之，履帶式最晚。牽引爬行器按其能量來源可分為CT式、電纜式和混合式三種。其中CT式牽引器在其尾部連接有CT，地面通過CT栗入高壓液體，高壓液體驅動牽引爬行器內部渦輪機構，為整個牽引爬行裝置提供能量。電纜式牽引器則是通過連接在其尾部電纜從地面獲得能量?；旌鲜綘恳鲃t既可通過地面栗入高壓液體提供能量驅動，又可以通過電纜輸送電能驅動。
[0004]20世紀90年代后期，國外許多公司相繼開發(fā)了能夠在井下獨立作業(yè)的水平井電纜牽引器。經(jīng)過多年的發(fā)展，到目前為止，有代表性的牽引器產(chǎn)品主要包括:英國Sondex有限公司的Sondex輪式牽引器，丹麥Welltec公司W(wǎng)ell Tractor輪式牽引器，挪威MaritimeWell Service (MWS)公司的 PowerTrac Advance 輪式牽引器、PowerTrac INVADER 履帶式牽引器，法國Schlumberger公司的MaxTRAC伸縮式牽引器、英國ExproGroup公司的SmarTract 伸縮式牽引器、美國 Western Well Tool 公司的 Microhole Drilling Tractor伸縮式牽引器。其中美國Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸縮式牽引器是CT式的靠地面高壓鉆井液驅動的、可用于小井眼的牽引器，工作時可保持有效地鉆井液循環(huán)；其余的牽引器大都是輪式或履帶式，外圍尺寸較大，只適用于大直徑井眼，用電纜或鋼絲繩連接，電驅動，牽引力較小，工作時不能進行有效的鉆井液循環(huán)，一般限于測井行業(yè)的應用。
[0005]但無論是哪種牽引器，對國內而言，國外都采取了嚴格的技術保密措施，致使國內對井下牽引器的研究還處于剛起步的階段:自2002年8月，塔里木油田通過技術合作的方式，采用井下牽引器技術進行了水平井產(chǎn)業(yè)剖面測井的探索，取得了一定的效果。此后，中國石油大學、哈爾濱工業(yè)大學、西南石油學院、大慶石油學院、西安石油大學等國內的少數(shù)科研院所也相繼開展了井下牽引器的研究，但主要是針對在大直徑井眼中牽引測井電纜或輸送井下工具用的電驅動輪式牽引器，針對液壓驅動井下CT牽引器的研究很少，也沒有成熟的產(chǎn)品投放市場。
[0006]針對這種情況設計了一種連續(xù)油管連續(xù)油管牽引器(高德利，侯學軍，等.一種電控液壓驅動連續(xù)油管井下牽引器.CN201210290228.X)，該牽引器需要在高壓鉆井液循環(huán)條件下，模擬利用高壓大排量循環(huán)液驅動牽引器牽引連續(xù)油管實現(xiàn)井下牽引作業(yè)，當前國內沒有合適的滾筒連續(xù)油管牽引實驗裝置，常規(guī)的實驗室的模擬高壓井筒循環(huán)壓力也只有l(wèi)-3MPa，不能滿足牽引器驅動壓力要求，壓力較高的井筒模擬實驗又不能實現(xiàn)連續(xù)油管的連續(xù)牽引實驗，同時高壓循環(huán)密封問題難以解決，缺少牽引器各種性能測試的儀器設備。因此既能模擬滾筒連續(xù)油管牽引方式，又能實現(xiàn)鉆井液高壓(10-20MPa)循環(huán)，高排量，同時又具備牽引器各項性能測量的各種儀器設備的模擬實驗平臺，目前還沒有。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種連續(xù)油管電控液壓驅動牽引器實驗裝置，它不僅能模擬連續(xù)油管的起鉆、下鉆作業(yè)，還能提供循環(huán)液高壓循環(huán)，解決了連續(xù)油管牽引器實驗平臺不能綜合模擬牽引滾筒連續(xù)油管在高壓環(huán)境下進行實驗的牽引器綜合性能參數(shù)實驗等技術難題，本實驗裝置能模擬出更接近現(xiàn)實井筒的工況，有助于連續(xù)油管牽引器等井下工具的研究和開發(fā)。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]—種連續(xù)油管電控液壓驅動牽引器實驗裝置，包括流體輸入系統(tǒng)、模擬井筒系統(tǒng)、流體輸出系統(tǒng)以及儲水罐，所述流體輸入系統(tǒng)的輸入端、流體輸出系統(tǒng)的輸出端均與儲水罐連接，所述模擬井筒系統(tǒng)的兩端分別與流體輸入系統(tǒng)的輸出端、流體輸出系統(tǒng)的輸入端連接，形成閉合的流體循環(huán)通道。
[0010]為了實現(xiàn)流體從儲水罐輸入模擬井筒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述流體輸入系統(tǒng)包括第一滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置、牽引器入口連續(xù)軟管、井筒入口軟管、第一回流管線、輸入管線、高壓栗、吸入管線、第二回流管線，
[0011]所述第一滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置包括呈圓管狀的密封罐殼體，所述密封罐殼體軸向的兩端通過第一密封端蓋、第二密封端蓋封口，密封罐殼體內設有滾筒、驅動軸，所述滾筒周向固定在驅動軸上，所述驅動軸與密封罐殼體同軸，驅動軸的兩端可轉動支撐于第一密封端蓋、第二密封端蓋，滾筒上纏繞有連續(xù)軟管，所述驅動軸支撐于第二密封端蓋的一端設有循環(huán)液通道，所述循環(huán)液通道的一端沿驅動軸的軸向穿出驅動軸，形成進液口，循環(huán)液通道的另一端沿驅動軸的徑向穿出驅動軸，形成出液口，所述連續(xù)軟管的輸入端與循環(huán)液通道的出液口連通，所述密封罐殼體上設有連續(xù)油軟牽引出口，所述連續(xù)軟管的牽引端延伸出連續(xù)油軟牽引出口，用于與牽引器連接，密封罐殼體的下端設有排泄口 ；
[0012]所述驅動軸的進液口與輸入管線的一端連接，所述輸入管線的另一端與高壓栗的出口端相連接，高壓栗的進口端與吸入管線的一端連接，吸入管線的另一端接入儲水罐，輸入管線的中段連接第二回流管線的一端，第二回流管線的另一端接入儲水罐，所述排泄口與第一回流管線的一端連接，所述第一回流管線的另一端接入儲水罐，所述連續(xù)軟管牽引出口與井筒入口軟管的一端連接，所述井筒入口軟管的一端與模擬井筒系統(tǒng)連接。
[0013]為了對各管線分別控制，優(yōu)選地，所述輸入管線上設有閥門二、閥門四，其中，閥門二與滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置相鄰，所述第二回流管線位于閥門二、閥門四之間，第二回流管線上設有閥門三，所述第一回流管線上設有閥門一，所述吸入管線上設有吸入口閥門。
[0014]為了實現(xiàn)流體輸出模擬井筒系統(tǒng)回到儲水罐，優(yōu)選地，所述流體輸出系統(tǒng)包括第二滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置、井筒出口軟管、第三回流管線，所述第二滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置的結構與第一滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置相同，所述井筒出口軟管的一端與模擬井筒系統(tǒng)連接，另一端與第二滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置的連續(xù)軟管牽引出口連接，第二滾筒連續(xù)軟管罐模擬裝置的排泄口與第三回流管線的一端連接，第三回流管線的另一端連接儲水罐。
[0015]為了控制第三回流管線的開、閉，優(yōu)選地，所述第三回流管線上設有閥門五。
[0016]為了模擬出現(xiàn)實中的井筒，優(yōu)選地，所述模擬井筒系統(tǒng)包括井筒入口軟管接頭、井筒出口軟管接頭，以及由若干模擬井筒短節(jié)連接組成的密封模擬井筒，所述井筒入口軟管接頭、井筒出口軟管接頭固定于密封模擬井筒的兩端，井筒入口軟管接頭與井筒入口軟管連接，井筒出口軟管接頭與井筒出口軟管連接。
[0017]為了更真實的模擬現(xiàn)實中的井筒，優(yōu)選地，所述密封模擬井筒的各模擬井筒短節(jié)通過可拆卸方式固定連接，各模擬井筒短節(jié)的形狀模擬需實驗的井筒形狀。
[0018]為了安裝、固定模擬井筒系統(tǒng)，優(yōu)選地，還包括平臺系統(tǒng)，所述平臺系統(tǒng)包括夾具系統(tǒng)、平臺滑軌、滑動平臺，所述滑動平臺滑動導向于平臺滑軌，所述夾具系統(tǒng)固定在滑動平臺上，并夾持模擬井筒系統(tǒng)。
[0019]為了調節(jié)模擬井筒系統(tǒng)的井斜角，優(yōu)選地，所述平臺系統(tǒng)還包括主起升系統(tǒng)和輔起升系統(tǒng)，主起升系統(tǒng)和輔起升系統(tǒng)分別設置在平臺滑軌縱向的兩端，用于分別控制平臺滑軌縱向兩端的起升和下降，從而實現(xiàn)模擬任意井斜角的井筒實驗。
[0020]為了自動控制牽引器在模擬井筒中的實驗，優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)分別采集流