專利名稱：一種電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油氣開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)90年代后期，國外許多公司相繼開發(fā)了能夠在井下獨(dú)立作業(yè)的水平井牽引裝置(也就是電纜牽引器)。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:丹麥Welltec公司W(wǎng)ell Tractor輪式牽引器,英國Sondex有限公司的Sondex輪式牽引器，挪威Maritime Well Service (MWS)公司的PowerTrac Advance輪式牽引器、PowerTrac INVADER履帶式牽引器,英國ExproGroup公司的SmarTract伸縮式牽引器、法國Schlumberger 公司的 MaxTRAC 伸縮式牽引器、美國 Western Well Tool 公司的 MicroholeDrilling Tractor 伸縮式牽引器。其中美國 Western Well Tool 公司的 MicroholeDrilling Tractor伸縮式牽引器是連續(xù)油管式的靠地面高壓鉆井液驅(qū)動(dòng)的、可用于小井眼的牽引器，工作時(shí)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(qū)動(dòng)，牽引力較小，工作時(shí)不能進(jìn)行有效的鉆井液循環(huán)，一般限于測井行業(yè)的應(yīng)用。但無論是那種牽引器，對國內(nèi)而言，國外都采取了嚴(yán)格的技術(shù)保密措施，致使國內(nèi)對井下牽引器的研究還處于剛剛起步的階段:自2002年8月，塔里木油田通過技術(shù)合作的方式，采用井下牽引器技術(shù)進(jìn)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，國內(nèi)的少數(shù)科研院所也相繼開展了井下牽引器的研究，主要有中國石油大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西南石油學(xué)院、大慶石油學(xué)院、西安石油大學(xué)等，也申請了一些牽引器的專利，但這些牽引器或多或少的存在一些缺點(diǎn)，并且大都局限于利用循環(huán)液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，沒有直接用伺服步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行牽引器驅(qū)動(dòng)與控制的，不能較好的滿足井下作業(yè)的要求。中國石油大學(xué)高進(jìn)偉、劉猛等人在文獻(xiàn)(高進(jìn)偉，劉猛，聞相禎.水平井井下輪式自適應(yīng)管道爬行器:中國)中提出了一種輪式拖動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案，并申請了實(shí)用新型專利(200520008070.8.2006-08-16,套管水平井測井牽引器變徑牽引裝置)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)也研制了一款電纜輪式拖動(dòng)器(唐德威，王新杰，鄧宗全.水平油井檢測儀器拖動(dòng)器.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2007，39 (9):1395-1397)，并進(jìn)行了地面試驗(yàn)；西安石油大學(xué)朱林、吳松平自行設(shè)計(jì)了一種輪式牽引器(朱林，吳松平.水平井測井儀器牽引爬行器的設(shè)計(jì).新技術(shù)新工藝，2007，(12):32-34);遼河石油勘探局提出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輪式牽引器(200720190260.5，套管水平井測井牽引器變徑牽引裝置)，并且2008年長城鉆探測井公司在遼河油田的四口水平井對其研制的牽引器進(jìn)行了的井下試驗(yàn)，還有些其他科研院所也進(jìn)行了輪式牽引器相關(guān)方面的研究，但這些牽引器都有一些共同點(diǎn):都是輪式牽引器，都是電纜連接無循環(huán)，都是測井、修井等牽引力不大的井下作業(yè)用牽引器，因此存在很多缺陷，主要缺陷如下:(一)依靠電纜或鋼絲繩連接的電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，不能有效連接連續(xù)油管靠地面液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)有效的鉆井液循環(huán)與控制；(二)大部分牽引器控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)雙向驅(qū)動(dòng)；(三)大部分牽引器控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)斷電支撐機(jī)構(gòu)自動(dòng)收回的保護(hù)措施；(四)大部分牽引器控制系統(tǒng)對地面泵壓依耐性強(qiáng)，啟動(dòng)工作壓差和最大工作壓差不能實(shí)現(xiàn)有效控制。大慶石油學(xué)院邵守君、常玉連提出了一種漲閘活塞式行走的伸縮式拖動(dòng)器(邵守君.基于虛擬樣機(jī)的石油井故障探測機(jī)器人研究.大慶石油學(xué)院碩士論文.2007:5 7)主要由電氣組件、液壓組件、上支撐行走組件、下支撐行走組件及探測組件組成，通過電磁換向閥對四個(gè)液壓缸控制，使上、下支撐行走組件實(shí)現(xiàn)按要求的交替撐緊或收回，伸出與縮進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)自主行進(jìn)，但該牽引器存在很大的缺陷:(一)用連接電纜給電氣組件供電來驅(qū)動(dòng)電機(jī)使液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，牽引器中沒有提供鉆井液循環(huán)通道，無法實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程中井下液體與地面的有效循環(huán)；(二)控制系統(tǒng)用電磁換向閥控制四個(gè)液缸，不能實(shí)現(xiàn)牽引速度大小的有效控制；(三)牽引控制系統(tǒng)無過載保護(hù)和斷電卡瓦收回的自動(dòng)保護(hù)措施。西南石油大學(xué)祝效華、胡志強(qiáng)、石昌帥等申請的(201110081197.2，連續(xù)油管爬行器及其爬行方法)連續(xù)油管爬行器及其爬行方法是由前爬行裝置、控制器和后爬行裝置組成，雖然是采用連續(xù)油管連接，利用地面液壓裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是該專利明顯存在不足之處:(一)牽引部分采用上下兩個(gè)牽引液缸進(jìn)行牽引驅(qū)動(dòng)和控制，使得牽引部分過長，支撐機(jī)構(gòu)采用單液缸驅(qū)動(dòng)和彈簧復(fù)位裝置，使得牽引器液壓管路復(fù)雜，最小適用井眼直徑較大，不適合在小井眼中牽引前進(jìn)；(二)由于連續(xù)油管井下作業(yè)使連續(xù)油管內(nèi)循環(huán)壓耗較大，采用純液壓驅(qū)動(dòng)和控制，對牽引器內(nèi)外壓差最小值有一定要求，只有地面泵壓達(dá)到一定值以后才能驅(qū)動(dòng)牽引器正常工作，使得該牽引器對地面壓力依賴性比較大，牽引控制不靈活；(三)只是提出用液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制概念，但并未給出具體的液壓驅(qū)動(dòng)與控制的管路實(shí)施方案；(四)無調(diào)速節(jié)流閥，不能實(shí)現(xiàn)牽引速度大小的有效控制；(五)牽引控制無過載保護(hù)和斷電卡瓦收回的自動(dòng)保護(hù)措施。隨著井下牽引器應(yīng)用日益廣泛，石油鉆采行業(yè)從國外引進(jìn)了多種井下牽引器產(chǎn)品進(jìn)行井下作業(yè)，國內(nèi)雖然對牽引器的研究起步較晚，而且僅限于電機(jī)輪式井下牽引器、液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)管井下牽引器、純機(jī)械凸輪式井下牽引器等單一驅(qū)動(dòng)的研究，沒有成熟的產(chǎn)品走向市場，牽引器控制系統(tǒng)還存在很多缺陷，不能較好的滿足井下作業(yè)的要求。主要原因由:(一)國外對井下牽引器技術(shù)采取了嚴(yán)格的技術(shù)保密措施，使得國內(nèi)牽引器控制系統(tǒng)的研究完全處在自主研發(fā)狀態(tài)；(二)國內(nèi)牽引器研究限于測井用，鉆井作業(yè)牽引器研究較少，小井眼或微小井眼井下牽引作業(yè)的牽引器國內(nèi)還沒有，因此小井眼或微小井眼井下牽引器控制系統(tǒng)研究難度較大；(三)國內(nèi)牽引器:單一液壓驅(qū)動(dòng)控制用的閥門較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，穩(wěn)定性差，無啟動(dòng)壓差、過載壓差和斷電支撐機(jī)構(gòu)自動(dòng)收回保護(hù)的控制，對地面輸入泵壓依賴性較大；(四)牽引器控制系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)單向向下牽引入井控制，不能雙向牽引控制；(五)有循環(huán)管通道，能進(jìn)行地面與井下液體有效循環(huán)的液壓驅(qū)動(dòng)牽引器的控制系統(tǒng)只給出概念，沒有具體液壓驅(qū)動(dòng)控制方案，沒有試驗(yàn)樣機(jī)，也沒有成熟產(chǎn)品；(六)大多側(cè)重于大直徑井眼牽引器控制系統(tǒng)研究，對小井眼控制系統(tǒng)研究受井眼空間小的限制，研究和實(shí)施難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其利用電子控制模塊控制伺服電機(jī)使兩個(gè)五位五通換向閥精確控制液壓回路，并配合控制其他閥，實(shí)現(xiàn)有效液壓驅(qū)動(dòng)牽引器在井下牽引連續(xù)油管柱順利下入和取出，解決了因連續(xù)油管在井下摩阻較大，下入和取出困難、鉆壓難于施加等技術(shù)難題，使連續(xù)油管在井下能延伸更長。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下方案:這里提煉控制系統(tǒng):也就是控制系統(tǒng)包括哪些部件，各部件之間的關(guān)系如何。一種電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)殼體、電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊；其特征在于:控制系統(tǒng)殼體內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊；電機(jī)模塊包括牽引控制伺服電機(jī)、支撐控制伺服電機(jī)；牽弓I控制伺服電機(jī)和支撐控制伺服電機(jī)由電子控制模塊發(fā)送指令進(jìn)行控制。優(yōu)選地，液壓管路模塊包括上卡瓦液缸二位三通閥、進(jìn)口限壓二位三通閥、支撐液缸四位五通閥、進(jìn)口彈簧溢流閥、牽引液缸三位五通閥。優(yōu)選地，上卡瓦液缸二位三通閥的三通接口管線分別為:入口端接鉆井液壓力管線，其余兩通出口端分別接第一上卡瓦液缸壓力管路和第二上卡瓦液缸壓力管路；其中二位靠彈簧和電磁閥進(jìn)行控制。優(yōu)選地，進(jìn)口限壓二位三通閥為二位三通彈簧電磁液控閥，三通接口管線分別為:入口端接鉆井液入口腔壓力管線，兩出口端分別接高壓鉆井液壓力管線和鉆井液回流井眼環(huán)空管線；進(jìn)口限壓二位三通閥一端裝有電磁鐵，另一端裝有彈簧；電磁鐵端高壓液控入口接鉆井液入口腔壓力管線，彈簧端低壓液控入口接鉆井液回流井眼環(huán)空管線；其中二位靠彈簧、電磁鐵磁力、鉆井液入口腔壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線的壓差進(jìn)行控制。優(yōu)選地，進(jìn)口彈簧溢流閥是二位二通彈簧電磁溢流閥，進(jìn)口彈簧溢流閥一端裝有電磁鐵，另一端裝有彈簧，進(jìn)口彈簧溢流閥的入口接高壓鉆井液壓力管線，進(jìn)口彈簧溢流閥的出口端接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，彈簧端低壓液控入口接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，電磁鐵端高壓液控入口接高壓鉆井液壓力管線；進(jìn)口彈簧溢流閥的二位是靠高壓鉆井液壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線的壓差和彈簧推力來進(jìn)行控制，使高壓鉆井液壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通或斷開。優(yōu)選地，支撐液缸四位五通閥一入口接高壓鉆井液壓力管線，兩回流出口都接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，兩出口分別接鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路；支撐液缸四位五通閥的閥芯的上端接支撐控制伺服電機(jī)，閥芯的下端接彈簧；支撐液缸四位五通閥從上到下分四位:第一位，鉆井液壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通，高壓鉆井液壓力管線與下卡瓦液缸壓力管路連通；第二位，高壓鉆井液壓力管線分別同時(shí)與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路連通，鉆井液回流井眼環(huán)空管線與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路斷開；第三位，高壓鉆井液壓力管線與接鉆井液壓力管線連通，下卡瓦液缸壓力管路與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通；第四位，鉆井液回流井眼環(huán)空管線分別同時(shí)與接鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路連通，高壓鉆井液壓力管線同時(shí)與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路斷開；支撐液缸四位五通閥的第一位、第二位、第三位的連通方式都采用可調(diào)節(jié)流連通方式:閥芯位置變化，通道過流斷面大小變化，流過通道液體流速大小不同，通過支撐控制伺服電機(jī)精確控制閥芯的位置，從而精確控制上三位連通接口過流斷面大小，使得的輸入和輸出流體流速得到有效控制。優(yōu)選地，牽引液缸三位五通閥一入口接高壓鉆井液壓力管線，兩回流出口都接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，另外兩出口分別接牽引液缸壓力管路和牽引液缸壓力管路；牽引液缸三位五通閥閥芯的上端接牽引控制伺服電機(jī)，牽引液缸三位五通閥閥芯的下端接彈簧；牽引液缸三位五通閥從上到下有三位:上位，高壓鉆井液壓力管線與牽引液缸壓力管路連通，牽引液缸壓力管路與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通；中位，高壓鉆井液壓力管線，鉆井液回流井眼環(huán)空管線，牽引液缸壓力管路，牽引液缸壓力管路分別斷開成斷路狀態(tài)；下位:高壓鉆井液壓力管線與牽引液缸壓力管路連通，牽引液缸壓力管路與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通；牽引液缸三位五通閥上位和下位連通方式采用可調(diào)節(jié)流連通方式:精確控制閥芯的位置可控制上三位連通接口大小，使得的輸入和輸出流體流速得到有效控制；牽引液缸三位五通閥閥芯的上端接牽引控制伺服電機(jī)，牽引控制伺服電機(jī)能精確控制牽引液缸三位五通閥閥芯的位置。優(yōu)選地，牽引控制伺服電機(jī)可精確控制牽引液缸三位五通閥閥芯的位移，牽引液缸三位五通閥的上位和下位閥芯通道過流截面大小隨閥芯位移進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制牽引控制伺服電機(jī)可精確控制牽引液缸三位五通閥的上位和下位閥芯通道過流截面大小，控制流量大小，控制牽引速度大??；支撐控制伺服電機(jī)可精確控制支撐液缸四位五通閥閥芯的位移，支撐液缸四位五通閥的四位閥芯通道過流截面大小隨閥芯位移進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制牽引控制伺服電機(jī)可精確控制牽引液缸三位五通閥的上位和下位閥芯通道過流截面大小，控制流量大小，控制上卡瓦和下卡瓦張開和收縮的速度的大小。優(yōu)選地，支撐液缸四位五通閥下端接復(fù)位彈簧，斷電后支撐液缸四位五通閥閥芯移動(dòng)至第四位泄壓回路狀態(tài):鉆井液回流井眼環(huán)空管線同時(shí)與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路連通，通過循環(huán)液管路同時(shí)使上卡瓦液缸和下卡液缸中的循環(huán)液體回流到低壓井眼環(huán)空，上卡瓦和下卡瓦同時(shí)離開井壁，防止斷電導(dǎo)致卡鉆。優(yōu)選地，上中心滑管沿管壁分別加工有第一上卡瓦液缸壓力管路、第二上卡瓦液缸壓力管路、上牽引液缸壓力管路、下牽引液缸壓力管路；第一上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、第二上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、上牽引液缸壓力管路的下端出口，下牽引液缸壓力管路的下端出口都在上中心滑管的下端外圓面，并分別與液壓管路模塊相連接；第一上卡瓦液缸壓力管路的上端出口在上支撐系統(tǒng)處在上中心滑管最上端時(shí)上卡瓦液缸在上中心滑管上的覆蓋范圍內(nèi)，第二上卡瓦液缸壓力管路的上端出口在上支撐系統(tǒng)處在上中心滑管最下端時(shí)上卡瓦液缸在上中心滑管上的覆蓋范圍內(nèi)；上下兩牽引液缸壓力管路的上端出口分別在牽引液缸活塞的上下兩側(cè)面；液壓管路模塊控制第一上卡瓦液缸壓力管路斷開或連通、第二上卡瓦液缸壓力管路的連通或斷開，對上卡瓦液缸的輸入或輸出循環(huán)液體；液壓管路模塊控制牽引液缸壓力管路給上牽引液缸輸入或輸出循環(huán)液體，液壓管路模塊控制牽引液缸壓力管路給下牽引液缸輸出或輸入循環(huán)液體，推動(dòng)牽引液缸活塞向下或向上移動(dòng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)有:(一)牽引器控制系統(tǒng)的靈活性較好:國內(nèi)研究的牽引器控制系統(tǒng)主要側(cè)單純重液壓控制或單純電控制，對液壓依賴性較高，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)比較復(fù)雜；本發(fā)明牽引器控制系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動(dòng)控制，配合電子控制模塊、伺服電機(jī)集成控制的方法，減少純液壓控制的管路的復(fù)雜性，無論地面泵壓有多大，只要井下牽引器內(nèi)外存在壓差并通電，就能夠啟動(dòng)牽引器工作，同時(shí)，進(jìn)出液閥采用三位五通換向閥和四位五通換向閥，可通過伺服步進(jìn)電機(jī)對閥芯位置進(jìn)行精確控制，調(diào)整進(jìn)出口閥門大小，控制流量，達(dá)到靈活控制牽引速度的目的，控制的靈活性較好。(二)牽引器控制系統(tǒng)可適用于小井眼井下牽引控制作業(yè):國內(nèi)很多牽引器控制系統(tǒng)適用于井眼直徑較大的連桿支撐結(jié)構(gòu)或管輪式結(jié)構(gòu)的牽引器控制，不適用于小直徑井眼牽引器的控制；本發(fā)明牽引器控制系統(tǒng)采用的支撐系統(tǒng)是斜面滑動(dòng)外推卡瓦膨脹式結(jié)構(gòu)，支撐部分較緊湊，有效減小了牽引器最小適用井眼直徑，使控制系統(tǒng)能適用于小井眼甚至微小井眼的井下牽引器牽引控制作業(yè)。(三)牽引器控制系統(tǒng)在控制牽引過程中能保證正常的井下液體循環(huán):國內(nèi)大部分牽引器控制系統(tǒng)是針對測井牽引器設(shè)計(jì)的，工作中不能保證正常鉆井液或洗井液循環(huán)；本發(fā)明牽引器控制系統(tǒng)預(yù)留內(nèi)循環(huán)通道，在井下作業(yè)過程中能有效保證流體循環(huán)。(四)牽引器控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)有效地?cái)嚯姳Ｗo(hù):國內(nèi)大部分牽引器控制系統(tǒng)沒有斷電或無液壓時(shí)的自動(dòng)保護(hù)裝置；本發(fā)明牽引器控制系統(tǒng)采用斷電時(shí)靠彈簧推動(dòng)四位五通閥對卡瓦液缸泄壓，使支撐系統(tǒng)依靠彈簧復(fù)位裝置，在斷電或無泵壓的情況下能依靠彈簧作用力自動(dòng)收回卡瓦，減少牽引器井下卡鉆等復(fù)雜情況的發(fā)生。(五)牽引器控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)雙向牽引控制:國內(nèi)大部分牽引器只能實(shí)現(xiàn)單向牽引控制；本發(fā)明牽引器控制系統(tǒng)能順利控制牽引器牽引管柱進(jìn)行取出和下入作業(yè)，靈活性好。


圖1為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器主視示意圖；圖2為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器俯視示意圖；圖3a為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開時(shí)上半部分沿圖2中A_A剖面示意圖；圖3b為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合時(shí)上半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖4a為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開時(shí)下半部分沿圖2中A_A剖面示意圖；圖4b為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合時(shí)下半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖5a為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器工作時(shí)初始狀態(tài)液壓控制原理示意圖；圖5b為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合離開井壁液壓控制原理示意圖；圖5c為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦與牽引液缸整體向下牽引液壓控制原理示意圖5d為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開抓緊井壁液壓控制原理示意圖；圖5e為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器下卡瓦閉合離開井壁液壓控制原理示意圖；圖5f為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器中心滑管和下卡瓦整體向下移動(dòng)液壓控制原理示意圖；圖5g為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器下卡瓦張開抓緊井壁液壓控制原理示意圖；圖6a為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器工作時(shí)初始狀態(tài)斷電保護(hù)液壓控制原理示意圖；圖6b為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合離開井壁斷電保護(hù)液壓控制原理示意圖；圖6c為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦與牽引液缸整體向下牽引斷電保護(hù)液壓控制原理示意圖；圖6d為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開抓緊井壁斷電保護(hù)液壓控制原理示意圖；圖6e為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器下卡瓦閉合離開井壁液壓控制原理示意圖；圖6f為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器中心滑管和下卡瓦整體向下移動(dòng)斷電保護(hù)液壓控制原理示意圖；圖6g為電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器下卡瓦張開抓緊井壁斷電保護(hù)液壓控制原理示意圖；圖中:1、上卡瓦支撐系統(tǒng)，2、中心滑管總成，3、控制系統(tǒng)，4、下卡瓦支撐系統(tǒng)；21、牽引液缸殼體，22a、外螺紋，23b、內(nèi)螺紋，23、牽引液缸蓋，24、牽引液缸蓋密封；31、控制系統(tǒng)殼體，32、電機(jī)模塊，33、液壓管路模塊，34、電子控制模塊，35、密封圈，36、循環(huán)液過濾器，37、循環(huán)液過濾器密封，38a、外螺紋，38b、內(nèi)螺紋；111、上中心滑管，112、牽引液缸壓力管路，113、牽引液缸活塞，114、牽引液缸壓力管路，115、牽引液缸活塞密封，116、牽引液缸活塞位移傳感器，117、牽引液缸壓差傳感器，118、第一上卡瓦液缸壓力管路，119、第二上卡瓦液缸壓力管路；121、上卡瓦支座，122、上卡瓦支座刮泥器，123a、上卡瓦固定插銷槽和插銷孔，123b、上卡瓦固定銷，124、上卡瓦，125、上卡瓦支撐套；131、上卡瓦液缸蓋，132、上卡瓦蓋密封，133a、外螺紋，133b、內(nèi)螺紋，134、上卡瓦復(fù)位彈簧座，135、上卡瓦復(fù)位彈簧；141、上卡瓦液缸活塞，142、上卡瓦液缸活塞位移傳感器，143、上卡瓦液缸活塞密封，144、上卡瓦液缸,145、上液缸殼體,146、上卡瓦液缸殼體密封,147、牽引液缸；321、牽引控制伺服電機(jī)，322、支撐控制伺服電機(jī)；331、鉆井液入口腔壓力管線，332、上卡瓦液缸二位三通閥，333、進(jìn)口限壓二位三通閥，334、支撐液缸四位五通閥，335、進(jìn)口彈簧溢流閥，336、鉆井液回流井眼環(huán)空管線，337、鉆井液輸入壓力管線，338、牽引液缸三位五通閥，339、鉆井液壓力管線；411、下中心滑管，412、下卡瓦液缸壓力管路，413a、外螺紋，413b、內(nèi)螺紋；421、下卡瓦支座，422、下卡瓦支座刮泥器，423a、上卡瓦固定插銷槽和插銷孔，423b、下卡瓦固定銷，424、下卡瓦，425、下卡瓦支撐套；431、下卡瓦液缸蓋，432、下卡瓦蓋密封，433a、外螺紋，433b、內(nèi)螺紋，434、下卡瓦復(fù)位彈簧座，435、下卡瓦復(fù)位彈簧；441、下卡瓦液缸活塞，442、下卡瓦液缸活塞位移傳感器，443、下卡瓦液缸活塞密封,444、下卡瓦液缸,445、下卡瓦液缸殼體,446、下卡瓦液缸殼體密封。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，包括上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)1、中心滑管總成2、控制系統(tǒng)3、下卡瓦支撐系統(tǒng)4。上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I滑套在中心滑管總成2的上部，可沿中心滑管總成2上下滑動(dòng)；控制系統(tǒng)3、下卡瓦支撐系統(tǒng)4固定在中心滑管總成2的下部。上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I的主要作用是:抓緊井壁支撐牽引器、并產(chǎn)生軸向摩擦力為牽引器的牽引力提供反作用力?？刂葡到y(tǒng)3的主要作用是通過接收地面信號(hào)，控制井下牽引器工作運(yùn)行狀態(tài)。下卡瓦支撐系統(tǒng)4的主要作用是:抓緊井壁支撐牽引器、并產(chǎn)生軸向摩擦力為牽引器的牽引力提供反作用力。如圖l-2，3a，3b，4a，4b所示，中心滑管總成2包括:上中心滑管111、循環(huán)液過濾器36、下中心滑管411。如圖l_2，3a，3b所示，上中心滑管111為一長圓管，上中心滑管111沿管壁分別加工有第一上卡瓦液缸壓力管路118、第二上卡瓦液缸壓力管路119、上牽引液缸壓力管路112、下牽引液缸壓力管路114 ;上中心滑管111上加工有直徑較大的牽引液缸活塞113，上牽引液缸壓力管路112和下牽引液缸壓力管路114的上出口分別位于牽引液缸活塞113的上下兩側(cè)，牽引液缸活塞113上安裝有兩個(gè)牽引液缸活塞密封115、一個(gè)牽引液缸活塞位移傳感器116、一個(gè)牽引液缸壓差傳感器117 ;上中心滑管111下端加工有密封連接外螺紋38a、下端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣。如圖l，4a，4b所示，下中心滑管411為一上端外徑小下端外徑大的階梯形長圓管，下中心滑管411的上端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣，在下中心滑管411的上端附近加工有外螺紋413a，下中心滑管411管壁內(nèi)加工有下卡瓦液缸壓力管路412。如圖l，3a，3b，4a，4b所示，循環(huán)液過濾器36為具有斜向篩孔的圓筒；循環(huán)液過濾器36的上下兩端有環(huán)形定位凹槽，循環(huán)液過濾器36上端通過環(huán)形定位凹槽和兩個(gè)循環(huán)液過濾器密封37與上中心滑管111密封連接，循環(huán)液過濾器36下端通過環(huán)形定位凹槽和兩個(gè)循環(huán)液過濾器密封37與下中心滑管411密封連接。循環(huán)液過濾器36的主要作用是過濾掉鉆井循環(huán)液中直徑較大的顆粒，防止堵塞液壓管路。如圖3a，3b所示，上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I包括上卡瓦支座121、上卡瓦124、上卡瓦支撐套125、上卡瓦液缸蓋131、上卡瓦復(fù)位彈簧座134、上卡瓦復(fù)位彈簧135、上液缸殼體145、牽引液缸蓋23。如2，3a，3b所示，上卡瓦支座121為厚壁短圓筒，上卡瓦支座121通過圓筒內(nèi)孔滑套在上中心滑管111上，上卡瓦支座121和上中心滑管111之間安裝有上卡瓦支座刮泥器122 ;上卡瓦支座121下端外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔123a。如圖3a，3b所示，上液缸殼體145通過中部的通孔滑套在上中心滑管111上，上液缸殼體145上部內(nèi)徑小，中部內(nèi)徑最小，下部內(nèi)徑最大；上液缸殼體與上中心滑管之間形成位于上部的上卡瓦液缸144和位于下部的牽引液缸147 ;上卡瓦液缸殼體144的外徑小、牽引液缸殼體21的外徑大；上液缸殼體145和上中心滑管111之間通過兩個(gè)上卡瓦液缸殼體密封146進(jìn)行密封；上液缸殼體145中部沿外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔。上卡瓦液缸殼體144的上端加工有內(nèi)螺紋133b ;牽引液缸殼體21的下端加工有內(nèi)螺紋22b。如圖3a，3b所示，上卡瓦124為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角形斜面，兩端有平行插銷孔。三個(gè)上卡瓦124的上端通過三套上卡瓦固定銷123b固定在上卡瓦支座121上的三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔123a中，三個(gè)上卡瓦124的下端通過三套上卡瓦固定銷固定在上液缸殼體145上。如圖3a，3b所示，上卡瓦液缸蓋131為中間有通孔的厚壁短圓柱體，下端設(shè)有密封型外螺紋133a，上卡瓦液缸蓋131通過中間通孔滑套在上卡瓦支撐套125芯部的圓筒上，上卡瓦液缸蓋131和上卡瓦支撐套125的芯部圓筒之間安裝有兩個(gè)上卡瓦蓋密封132。上液缸殼體145上端與上卡瓦液缸蓋131螺紋連接。如圖3a，3b所示，上卡瓦支撐套125芯部為圓筒，上卡瓦支撐套125通過芯部圓筒滑套在上中心滑管111上，上卡瓦支撐套125下端加工有上卡瓦液缸活塞141，上卡瓦液缸活塞141置于上卡瓦液缸147內(nèi)；在上卡瓦支撐套125的圓筒上部沿外圓周方向均布焊接三個(gè)具有三角形斜面的長方塊，三角形斜面沿徑向向外，并與三個(gè)上卡瓦124上的三角形斜面相配合，上卡瓦液缸活塞141上安裝有一個(gè)上卡瓦液缸活塞位移傳感器142和四個(gè)上卡瓦液缸活塞密封143。上卡瓦液缸活塞141能在液缸推力作用下推動(dòng)上卡瓦支撐套125在上中心滑管111上沿軸向上滑動(dòng):當(dāng)向上滑動(dòng)時(shí)，上卡瓦支撐套125通過三角斜面推開三個(gè)上卡瓦124抓緊支撐井壁。如圖3a，3b所示，上卡瓦復(fù)位彈簧座134為中間有通孔的薄壁杯型圓筒，杯底向上抵靠在上卡瓦液缸蓋131上，上卡瓦復(fù)位彈簧135是螺旋彈簧，上卡瓦復(fù)位彈簧135坐靠在上卡瓦復(fù)位彈簧座134的內(nèi)空中，上卡瓦復(fù)位彈簧135上端頂在上卡瓦復(fù)位彈簧座134的上端底面，上卡瓦復(fù)位彈簧135下端頂在上卡瓦液缸活塞141的頂面，上卡瓦復(fù)位彈簧135和上卡瓦復(fù)位彈簧座134—起滑套在上卡瓦支撐套125芯部的圓筒上。上卡瓦復(fù)位彈簧135的主要作用是在上卡瓦液缸144壓力拆除時(shí)，給上卡瓦液缸活塞141提供向下的推力，使上卡瓦支撐套125向下滑動(dòng)，上卡瓦支撐套125上三角斜面和上卡瓦124上三角斜面松開，確保上卡瓦124在外推力消除情況下能自動(dòng)收回；當(dāng)上卡瓦支撐套125收回使上卡瓦124的三角斜面外推膨脹力拆除時(shí)，三個(gè)上卡瓦124能依靠自身彈性和井壁推靠作用收回離開井壁。上卡瓦復(fù)位彈簧座134的主要作用是限定上卡瓦支撐套125上三角斜面向上移動(dòng)超過上卡瓦124上的三角斜面最高點(diǎn)后發(fā)生鎖死:上卡瓦復(fù)位彈簧座134下端為上卡瓦液缸活塞141的上側(cè)面向上的移動(dòng)極限位置，當(dāng)上卡瓦支撐套125上的三角斜面向上移動(dòng)達(dá)到上卡瓦124上的三角斜面最高點(diǎn)時(shí)，上卡瓦復(fù)位彈簧座134的下端剛好頂在上卡瓦液缸活塞141的上側(cè)面，使卡瓦液缸活塞141以及上卡瓦支撐套125不能繼續(xù)向上滑動(dòng)，阻止上卡瓦
124和上卡瓦支撐套125鎖死。如圖3a，3b所示，上中心滑管111上的牽引液缸活塞113位于牽引液缸內(nèi)，并將牽引液缸147分成上牽引液缸和下牽引液缸。牽引液缸蓋23為中間有通孔的厚壁短圓柱體，牽引液缸蓋23通過中間通孔滑套在上中心滑管111的下部，上端設(shè)有密封型外螺紋22a，牽引液缸殼體21下端和牽引液缸蓋23上端通過螺紋連接；牽引液缸蓋23與上中心滑管111之間通過兩個(gè)牽引液缸蓋密封24密封。如圖1，4a，4b所示，下卡瓦支撐系統(tǒng)4包括:下卡瓦支座421、下卡瓦424、下卡瓦支撐套425、下卡瓦液缸蓋431、下卡瓦復(fù)位彈簧座434、下卡瓦復(fù)位彈簧435、下卡瓦液缸殼體 445。如圖2，4a，4b，5所示，下卡瓦支座421為中間有通孔的圓柱體，下卡瓦支座421通過通孔滑套在下中心滑管411上，下卡瓦支座421和下中心滑管411之間安裝有下卡瓦支座刮泥器422 ;下卡瓦支座421上端外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔423a。如圖2，4a，4b，5所示，下卡瓦液缸殼體445為上粗下細(xì)中間有圓形通孔的圓柱殼體，下卡瓦液缸殼體445通過圓形通孔滑套在下中心滑管411上，下卡瓦液缸殼體445和下中心滑管411之間設(shè)有兩個(gè)上卡瓦液缸殼體密封446，下卡瓦液缸殼體445和下中心滑管411中間通過兩個(gè)上卡瓦液缸殼體密封446進(jìn)行密封；下卡瓦液缸殼體445上端內(nèi)圓面有內(nèi)螺紋413b,下卡瓦液缸殼體445通過內(nèi)螺紋413b與下中心滑管411相連。下卡瓦液缸殼體445上端面有環(huán)形密封槽,下卡瓦液缸殼體445上端端面通過密封圈35與控制系統(tǒng)殼體31下端端面密封連接。下卡瓦液缸殼體445中間外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔。如圖4a，4b，5，8，9所示，下卡瓦424為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角錐形斜面，兩端有平行插銷孔。三個(gè)下卡瓦424下端通過三組下卡瓦固定銷423b周向均布地固定在下卡瓦支座421上；三個(gè)下卡瓦424的上端分別通過三套下卡瓦固定銷固定在下卡瓦液缸殼體445的卡瓦固定插銷槽和插銷孔中。三個(gè)下卡瓦424能在下卡瓦支撐套425作用下張開，在外力拆除后能依靠自身彈性和井壁擠壓力閉合。如圖4a，4b，5，6，7所示，下卡瓦支撐套425芯部為圓筒，在圓筒下部沿圓周方向均布焊接三個(gè)有三角錐形斜面的長方塊，三角錐形斜面沿徑向向外，并與三個(gè)下卡瓦424上的每個(gè)三角錐形斜面相配合，能在推力作用下做相對滑動(dòng)，以張開三個(gè)下卡瓦424 ;下卡瓦支撐套425上端加工有下卡瓦液缸活塞441，下卡瓦液缸活塞441置于下卡瓦液缸444內(nèi)；下卡瓦液缸活塞441上安裝有一個(gè)下卡瓦液缸活塞位移傳感器442和四個(gè)下卡瓦液缸活塞密封443，下卡瓦支撐套425通過芯部為圓筒滑套在下中心滑管411上。下卡瓦液缸活塞441能在液缸推力作用下推動(dòng)下卡瓦支撐套425在下中心滑管411上做軸向滑動(dòng)，當(dāng)向下滑動(dòng)時(shí)，下卡瓦支撐套425通過追斜面張開三個(gè)下卡瓦424抓緊支撐井壁。如圖4a，4b所示，下卡瓦液缸蓋431為中間有通孔的短圓柱體，下卡瓦液缸蓋431通過中間通孔滑套在下卡瓦支撐套425芯部的圓筒上，下卡瓦液缸蓋431和下卡瓦支撐套425的芯部圓筒之間安裝有兩個(gè)下卡瓦蓋密封432 ;下卡瓦液缸蓋431上端有密封型外螺紋433a ;下卡瓦液缸蓋431對下卡瓦液缸殼體445起支撐作用。如圖4a，4b所示，下卡瓦復(fù)位彈簧座434為中間有通孔的杯型圓筒，杯底向下緊靠在下卡瓦液缸蓋431上，下卡瓦復(fù)位彈簧435坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座434中一起滑套在下卡瓦支撐套425芯部的圓筒上。下卡瓦復(fù)位彈簧435下端坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座434上，下卡瓦復(fù)位彈簧435上端抵靠在下卡瓦液缸活塞441的下底面。下卡瓦復(fù)位彈簧座434上端為下卡瓦支撐套425上的下卡瓦液缸活塞441的向下的移動(dòng)極限位置，確保下卡瓦支撐套425上三角斜面和下卡瓦424上三角斜面能達(dá)到最大張開定點(diǎn)，但又不能滑過鎖死；下卡瓦復(fù)位彈簧435在下卡瓦液缸殼體445壓力消失時(shí)，依靠彈簧彈力推動(dòng)下卡瓦支撐套425向上收回。當(dāng)向上滑動(dòng)時(shí)，下卡瓦支撐套425收回，在外推力拆除，三個(gè)下卡瓦424能依靠自身彈性和井壁推靠作用收回離開井壁。
如圖3a，3b，4a，4b所示，下卡瓦液缸壓力管路412上端與電子控制模塊34相連，下端與下牽引液缸相連；下卡瓦液缸壓力管路412用于給下卡瓦液缸444輸入和輸出液體。第一上卡瓦液缸壓力管路118的下端出口、第二上卡瓦液缸壓力管路119的下端出口、牽引液缸壓力管路112的下端出口，牽引液缸壓力管路114的下端出口都在上中心滑管111的下端外圓面，并分別與液壓管路模塊33相連接；液壓管路模塊33根據(jù)上卡瓦液缸144的位置，分別控制第一上卡瓦液缸壓力管路118斷開或連通、第二上卡瓦液缸壓力管路119的連通或斷開，實(shí)現(xiàn)對上卡瓦液缸144的輸入或輸出循環(huán)液體；液壓管路模塊33控制牽引液缸壓力管路112給上牽引液缸輸入或輸出循環(huán)液體，同時(shí)牽引液缸壓力管路114給下牽引液缸輸出或輸入循環(huán)液體，推動(dòng)牽引液缸活塞113向下或向上移動(dòng)。如圖4a，4b所不，控制系統(tǒng)3包括控制系統(tǒng)冗ι體31、電機(jī)I旲塊32、液壓管路I旲塊
33、電子控制模塊34?？刂葡到y(tǒng)殼體31為有內(nèi)部空腔的圓筒，控制系統(tǒng)殼體31下端端面設(shè)有環(huán)形密封槽。控制系統(tǒng)殼體31的上端具有內(nèi)螺紋38b、下端均具有內(nèi)螺紋413b，控制系統(tǒng)殼體31上端通過內(nèi)螺紋38b與上中心滑管111上的外螺紋38a連接，控制系統(tǒng)殼體31下端通過內(nèi)螺紋413b與下中心滑管411上的外螺紋413a連接?？刂葡到y(tǒng)殼體31空腔內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊32、液壓管路模塊33、電子控制模塊34?？刂葡到y(tǒng)殼體31作用有兩點(diǎn):裝配和支撐電機(jī)模塊32、液壓管路模塊33、電子控制模塊34 ;連接上中心滑管111和下中心滑管411。液壓管路模塊33的主要作用提供上卡瓦液缸144、下卡瓦液缸444、牽引液缸147的牽引液缸壓力管路112和牽引液缸壓力管路114等輸入與輸出管路的控制液壓回路，并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)牽引器的正常工作。如圖4a，4b，5，6所示，電機(jī)模塊32包括牽引控制伺服電機(jī)321，支撐控制伺服電機(jī)322 ;牽引控制伺服電機(jī)321和支撐控制伺服電機(jī)322分別由電子控制模塊34發(fā)送指令進(jìn)行控制；牽引控制伺服電機(jī)321的主要作用是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制牽引液缸三位五通閥338的閥芯準(zhǔn)確的位移，支撐控制伺服電機(jī)322的主要作用是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制支撐液缸四位五通閥334的閥芯準(zhǔn)確的位移。如圖5，6所示，液壓管路模塊33包括上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，支撐液缸四位五通閥334，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338。如圖5，6所示，上卡瓦液缸二位三通閥332，主要作用是控制鉆井液壓力管線339與第一上卡瓦液缸壓力管路118連接或斷開狀態(tài)，與第二上卡瓦液缸壓力管路119的斷開或連接狀態(tài)；三通接口管線分別為:入口端接鉆井液壓力管線339，其余兩通出口端分別接第一上卡瓦液缸壓力管路118和第二上卡瓦液缸壓力管路119 ;其中二位靠彈簧和電磁閥進(jìn)行控制，二位運(yùn)動(dòng)過程分別為:( 一 ) 二位三通閥332上的電磁鐵通電時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁力克服靠彈簧作用，推動(dòng)閥芯右移，鉆井液壓力管線339與第一上卡瓦液缸壓力管路118連通，與第二上卡瓦液缸壓力管路119斷開，使第二上卡瓦液缸壓力管路119斷路；(二)二位三通閥332上的電磁鐵斷電時(shí)，靠彈簧作用，閥芯左移，使鉆井液壓力管線339與第二上卡瓦液缸壓力管路119連通，與第一上卡瓦液缸壓力管路118斷開，使第一上卡瓦液缸壓力管路118斷路。如圖5，6所示，進(jìn)口限壓二位三通閥333，主要作用是控制高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液入口腔壓力管線331斷開或連通；三通接口管線分別為:入口端接鉆井液入口腔壓力管線331，兩出口端分別接高壓鉆井液壓力管線337和鉆井液回流井眼環(huán)空管線336 ;電磁鐵端液控入口接鉆井液入口腔壓力管線331,彈黃端液控入口接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336 ;其中二位靠彈簧、電磁鐵磁力、鉆井液入口腔壓力管線331與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差進(jìn)行控制，工作狀態(tài)分別為:(一 )鉆井液入口腔壓力管線331與接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差達(dá)到預(yù)定值時(shí)，二位三通閥333在壓差和電磁鐵產(chǎn)生磁力推動(dòng)下，克服靠彈簧作用力，推動(dòng)閥芯右移，鉆井液入口腔壓力管線331與高壓鉆井液壓力管線337連通，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與聞壓鉆井液壓力管線337斷開；( 二)鉆井液入口腔壓力管線331與接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差沒有達(dá)到預(yù)定值時(shí)，二位三通閥333在彈簧作用下克服壓差推力和電磁鐵的磁力，推動(dòng)閥芯左移，鉆井液入口腔壓力管線331與高壓鉆井液壓力管線337斷開，鉆井液入口腔壓力管線331與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通。鉆井液入口腔壓力管線331與高壓鉆井液壓力管線337的壓差預(yù)定值的大小可通過電子控制模塊34控制輸入電磁鐵的電流的大小來進(jìn)行設(shè)定。如圖5，6所示，進(jìn)口彈簧溢流閥335是二位二通彈簧電磁溢流閥，主要作用是限制高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差不能超過最大預(yù)設(shè)值，對液壓管路模塊33起安全保護(hù)作用。進(jìn)口彈簧溢流閥335的入口接高壓鉆井液壓力管線337，進(jìn)口彈簧溢流閥335的出口端接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336，彈簧端液控入口接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336，電磁鐵端液控入口接高壓鉆井液壓力管線337。進(jìn)口彈簧溢流閥335的二位是靠高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差和彈簧推力來進(jìn)行控制，使高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通或斷開，工作狀態(tài)如下:(一 )高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差達(dá)到預(yù)設(shè)最大值時(shí)，閥芯左移，高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，高壓鉆井液壓力管線337向鉆井液回流井眼環(huán)空管線336泄壓，高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差隨之降低，直至低于最大壓差預(yù)設(shè)值；( 二)當(dāng)高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差降低直至低于最大壓差預(yù)設(shè)值時(shí)，閥芯右移，高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336斷開。高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336的壓差最大預(yù)設(shè)值的大小可通過電子控制模塊34控制輸入電磁鐵的電流的大小進(jìn)行設(shè)定。如圖5，6所示，支撐液缸四位五通閥334的一入口接高壓鉆井液壓力管線337，兩回流出口都接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336，另外兩出口分別接鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412。支撐液缸四位五通閥334從上到下分四位:第一位時(shí)，鉆井液壓力管線339與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，高壓鉆井液壓力管線337與下卡瓦液缸壓力管路412連通；第二位時(shí)，高壓鉆井液壓力管線337分別同時(shí)與鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412連通，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412斷開；第三位時(shí)，聞壓鉆井液壓力管線337與接鉆井液壓力管線339連通，下卡瓦液缸壓力管路412與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通；第四位時(shí)，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336分別同時(shí)與接鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412連通，高壓鉆井液壓力管線337同時(shí)與鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412斷開。支撐液缸四位五通閥334上三位連通方式采用可調(diào)節(jié)流連通方式:精確控制閥芯的位置可控制上三位連通接口大小，使得的輸入和輸出流體流速得到有效控制。支撐液缸四位五通閥334閥芯的上端接支撐控制伺服電機(jī)322，閥芯的下端接彈簧；支撐控制伺服電機(jī)322的主要作用是控制支撐液缸四位五通閥334閥芯的位置，確保閥芯分別在四位上的精確位移，閥芯的下端接彈簧的主要作用是斷電時(shí)能自動(dòng)推動(dòng)閥芯回到泄壓狀態(tài)。支撐液缸四位五通閥334的主要作用是:控制高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412的連通或斷開，對鉆井液壓力管線339或下卡瓦液缸壓力管路412輸入高壓液體或停止輸入；控制鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與高壓鉆井液壓力管線337和鉆井液輸入鉆井液壓力管線339的連通或斷開，對高壓鉆井液壓力管線337和鉆井液輸入鉆井液壓力管線339進(jìn)行泄壓或斷開；在斷電情況下能自動(dòng)對鉆井液輸入鉆井液壓力管線339或下卡瓦液缸壓力管路412進(jìn)行泄壓，使上卡瓦124和下卡瓦424能自動(dòng)回復(fù)到收縮狀態(tài)，防止卡鉆現(xiàn)象發(fā)生。如圖5，6所示，支撐液缸四位五通閥334分別在不同的四位情況下實(shí)現(xiàn)的功能如下:(一 )第一位:鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與鉆井液壓力管線339連通，鉆井液壓力管線339與第一上卡瓦液缸壓力管路118或第二上卡瓦液缸壓力管路119連通，使上卡瓦液缸144循環(huán)液體回流到低壓井眼環(huán)空，上卡瓦復(fù)位彈簧135推動(dòng)上卡瓦液缸活塞141和上卡瓦支撐套125向下移動(dòng)，上卡瓦支撐套125和上卡瓦124三角斜面滑動(dòng)分開，上卡瓦124在自身彈性和井壁推靠作用下收縮離開井壁；同時(shí)高壓鉆井液壓力管線337與下卡瓦液缸壓力管路412連通，向下卡瓦液缸444輸送高壓循環(huán)液體，下卡瓦液缸活塞441克服下卡瓦復(fù)位彈簧435的阻力帶動(dòng)下卡瓦支撐套425向下推動(dòng)，下卡瓦支撐套425在三角斜面的作用下迫使下卡瓦424張開抓緊支撐井壁；輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過支撐控制伺服電機(jī)322精確控制使得使下卡瓦支撐套425下移時(shí)三角斜面滑動(dòng)張開下卡瓦424抓緊支撐井壁的速度和上卡瓦124在自身彈性和井壁推靠作用下收縮離開井壁的速度能得到有效控制；( 二 )第二位:高壓鉆井液壓力管線337同時(shí)與鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412連通，通過循環(huán)管路同時(shí)向上卡瓦液缸144和下卡液缸444輸送高壓循環(huán)液體，使上卡瓦124和下卡瓦424同時(shí)張開抓緊支撐井壁；輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過支撐控制伺服電機(jī)322精確控制，使得上卡瓦124和下卡瓦424同時(shí)張開抓緊支撐井壁的速度能得到有效控制。(三)第三位:高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液壓力管線339連通，鉆井液壓力管線339通過上卡瓦液缸二位三通閥332對第一上卡瓦液缸壓力管路118或第二上卡瓦液缸壓力管路119輸送高壓液體，推動(dòng)上卡瓦液缸活塞141克服上卡瓦復(fù)位彈簧135阻力向上移動(dòng)，使上卡瓦支撐套125上移時(shí)三角斜面滑動(dòng)張開上卡瓦124抓緊支撐井壁。同時(shí)，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與下卡瓦液缸壓力管路412連通，使下卡瓦液缸444循環(huán)液體回流到低壓井眼環(huán)空，下卡瓦復(fù)位彈簧435推動(dòng)下卡瓦液缸活塞441和下卡瓦支撐套425向上推動(dòng)，下卡瓦支撐套425和下卡瓦424三角斜面滑動(dòng)分開，下卡瓦424在自身彈性和井壁推靠作用下收縮離開井壁。輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過支撐控制伺服電機(jī)322精確控制，使得使上卡瓦支撐套125上移時(shí)三角斜面滑動(dòng)張開上卡瓦124抓緊支撐井壁的速度和下卡瓦424在自身彈性和井壁推靠作用下收縮離開井壁的速度能得到有效控制。(四)第四位:在斷電的情況下，支撐液缸四位五通閥334在彈簧作用下自動(dòng)回到泄壓回路狀態(tài):鉆井液回流井眼環(huán)空管線336同時(shí)與鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412連通，通過循環(huán)液管路同時(shí)使上卡瓦液缸144和下卡液缸444中的循環(huán)液體回流到低壓井眼環(huán)空，使得上卡瓦124和下卡瓦424同時(shí)離開井壁，防止斷電或卡鉆等特殊情況的發(fā)生。如圖5，6所示，牽引液缸三位五通閥338的一入口接高壓鉆井液壓力管線337，兩回流出口都接鉆井液回流井眼環(huán)空管線336，另外兩出口分別接牽引液缸壓力管路112和牽引液缸壓力管路114。牽引液缸三位五通閥338從上到下分三位:上位，高壓鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路114連通，牽引液缸壓力管路112與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通；中位，高壓鉆井液壓力管線337，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336，牽引液缸壓力管路114，牽引液缸壓力管路112分別斷開成斷路狀態(tài)；下位:高壓鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路112連通，牽引液缸壓力管路114與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通。牽引液缸三位五通閥338上位和下位連通方式采用可調(diào)節(jié)流連通方式:精確控制閥芯的位置可控制上三位連通接口大小，使得的輸入和輸出流體流速得到有效控制。牽引液缸三位五通閥338閥芯的上端接牽引控制伺服電機(jī)321，下端接彈簧，牽引控制伺服電機(jī)321的主要作用是控制牽引液缸三位五通閥338閥芯的位置，確保閥芯分別在四位上的精確位移。牽引液缸三位五通閥338的主要作用是使鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路112連通，對牽引上液缸輸入液體進(jìn)行充壓，同時(shí)使鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與牽引液缸壓力管路114連通，對牽引下液缸輸出液體進(jìn)行泄壓；或者使鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路114連通，對牽引下液缸輸入液體進(jìn)行充壓，同時(shí)使鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與牽引液缸壓力管路112連通，對牽引上液缸輸出液體進(jìn)行泄壓；或者使鉆井液壓力管線337，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336，牽引液缸壓力管路112，牽引液缸壓力管路114分別斷開處于斷路狀態(tài)，保持牽引液缸活塞113在牽引液缸147中的位置不變。牽引液缸三位五通閥338分別在上、中、下三位情況下實(shí)現(xiàn)的功能如下:(一)上位:高壓鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路114連通，對牽引液缸147的下液缸輸入高壓循環(huán)液體，壓力升高；同時(shí)，牽引液缸壓力管路112與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使?fàn)恳焊?47的上液缸循環(huán)液回流到低壓井眼環(huán)空，壓力降低，牽引液缸活塞113在牽引上下液缸壓差的作用下向上移動(dòng)，使得牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向上移動(dòng)；但輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過牽引控制伺服電機(jī)321精確控制，使得牽引液缸活塞113向上移動(dòng)的速度和牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向上移動(dòng)的速度能得到有效控制。(二)中位:鉆井液輸入壓力管線337，牽引液缸壓力管路112，牽引液缸壓力管路114，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336分別斷開，使得牽引液缸活塞113和牽引上中心滑管111相對上卡瓦124保持靜止?fàn)顟B(tài)。(三)下位:高壓鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路112連通，對牽引液缸147的上液缸輸入高壓循環(huán)液體，壓力升高；同時(shí)，牽引液缸壓力管路114與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使?fàn)恳焊?47的下液缸循環(huán)液回流到低壓井眼環(huán)空，牽引液缸活塞113在牽引上下液缸壓差的作用下向下移動(dòng)，使得牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向下移動(dòng)，但輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過牽引控制伺服電機(jī)321精確控制，使得牽引液缸活塞113向下移動(dòng)的速度和使得牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向下移動(dòng)的速度能得到有效控制。電子控制模塊34接收電纜從地面?zhèn)鱽淼男盘?hào)后，分別轉(zhuǎn)化為動(dòng)作指令輸送給牽弓丨控制伺服電機(jī)321和支撐控制伺服電機(jī)322。牽引控制伺服電機(jī)321接收動(dòng)作指令后，對牽引液缸三位五通閥338的閥芯移動(dòng)位置精確控制，來實(shí)現(xiàn)牽引液缸的開啟和停止、牽引力大小、牽引速度大小、牽引方向的精確控制；支撐控制伺服電機(jī)322接收動(dòng)作指令后，對支撐液缸四位五通閥334的閥芯移動(dòng)位置精確控制，來實(shí)現(xiàn)上卡瓦124和下卡瓦424的張開的先后順序、張開的程度、張開的速度、張開力的大小的精確控制。隨著連續(xù)油管作業(yè)深度的增加，尤其在大位移井、水平井等，僅僅靠地面的注入系統(tǒng)已經(jīng)不能使井底工具繼續(xù)下入或起出，必須利用地面鉆井泵給循環(huán)液提供液壓能，并通過地面給控制系統(tǒng)3發(fā)送指令，使?fàn)恳鏖_啟正常工作，如圖5a所示:牽引器的上卡瓦支撐系統(tǒng)I的三個(gè)上卡瓦124與下卡瓦支撐系統(tǒng)4的三個(gè)下卡瓦424全部張開抓緊井壁，牽引液缸活塞113向下移動(dòng)到牽引液缸蓋23附近。以圖5a中牽引器的狀態(tài)為工作起始狀態(tài)其工作流程分以下6個(gè)步驟如下:第一步，如圖5b所示，控制系統(tǒng)3接收到地面信號(hào)后，向電子控制模塊34發(fā)出指令，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，使?fàn)恳刂扑欧姍C(jī)321和支撐控制伺服電機(jī)322分別運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)牽引液缸三位五通閥338和支撐液缸四位五通閥334:使?fàn)恳焊兹晃逋ㄩy338處于中位，鉆井液輸入壓力管線337，牽引液缸壓力管路112，牽引液缸壓力管路114，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336分別斷開，使得牽引液缸活塞113和牽引上中心滑管111相對上卡瓦124保持靜止?fàn)顟B(tài)；使支撐液缸四位五通閥334處在第一位，第一上卡瓦液缸壓力管路118與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，第二上卡瓦液缸壓力管路119關(guān)閉，上卡瓦液缸144泄壓，上卡瓦液缸活塞141在上卡瓦復(fù)位彈簧135的作用下向下移動(dòng)，帶動(dòng)上卡瓦支撐套125收回，上卡瓦124在失去上卡瓦支撐套125的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，上卡瓦124與井壁的抓緊力消失，當(dāng)上卡瓦液缸活塞141復(fù)位到最下端時(shí)，上卡瓦液缸活塞141上的上卡瓦液缸活塞位移傳感器142產(chǎn)生位移終止信號(hào)，并發(fā)送給控制系統(tǒng)3。如圖6b所示，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí):上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338保持原狀態(tài)不變；支撐液缸四位五通閥334的閥芯在彈簧作用下自動(dòng)上移至第四位，使鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412同時(shí)與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使上卡瓦液缸144在上卡瓦復(fù)位彈簧135作用下保持原狀態(tài)不變，上卡瓦124保持收縮狀態(tài)不變；使下卡瓦液缸444的循環(huán)液體在下卡瓦復(fù)位彈簧435的作用下回流經(jīng)過鉆井液回流井眼環(huán)空管線336到井眼環(huán)空，下卡瓦425在失去下卡瓦支撐套425的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，使下卡瓦425在斷電后能自動(dòng)回到收縮狀態(tài)；因此，斷電后，上卡瓦124和下卡瓦425在斷電后都能保持或自動(dòng)回到收縮狀態(tài)，防止井下卡鉆事故的發(fā)生，有效的實(shí)現(xiàn)了斷電的自動(dòng)保護(hù)功能。第二步，如圖5c所示:控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到信號(hào)后，發(fā)出指令，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，使支撐液缸四位五通閥334，上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，保持原狀態(tài)不變；使?fàn)恳刂扑欧姍C(jī)321運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)牽引液缸三位五通閥338，使?fàn)恳焊兹晃逋ㄩy338處于上位，高壓鉆井液壓力管線337與上中心滑管111上的牽引液缸壓力管路114連通，對牽引液缸147的下液缸輸入高壓循環(huán)液體，壓力升高；同時(shí)，上中心滑管111上牽引液缸壓力管路112與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與牽引上液缸連通，使?fàn)恳焊?47的上液缸循環(huán)液回流到低壓井眼環(huán)空，壓力降低，牽引液缸活塞113在牽引上下液缸壓差的作用下向上移動(dòng)，使得牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向上移動(dòng)，在下卡瓦支424抓緊井壁的摩擦力提供牽引力的反作用力，牽引上卡瓦支撐系統(tǒng)I整體向下移動(dòng)；但輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過牽引控制伺服電機(jī)321精確控制，使得牽引液缸活塞113向上移動(dòng)的速度和牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向上移動(dòng)的速度能得到有效控制；同時(shí)牽引液缸活塞113上的牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)，并發(fā)送到控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。如圖6c所示，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí):上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338保持原狀態(tài)不變；支撐液缸四位五通閥334的閥芯在彈簧作用下自動(dòng)上移至第四位，使鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412同時(shí)與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使上卡瓦液缸144在上卡瓦復(fù)位彈簧135作用下保持原狀態(tài)不變，上卡瓦124保持收縮狀態(tài)不變；使下卡瓦液缸444的循環(huán)液體在下卡瓦復(fù)位彈簧435的作用下回流經(jīng)過鉆井液回流井眼環(huán)空管線336到井眼環(huán)空，下卡瓦425在失去下卡瓦支撐套425的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，使下卡瓦425在斷電后能自動(dòng)回到收縮狀態(tài)；因此，斷電后，上卡瓦124和下卡瓦425在斷電后都能保持或自動(dòng)回到收縮狀態(tài)，防止井下卡鉆事故的發(fā)生，有效的實(shí)現(xiàn)了斷電的自動(dòng)保護(hù)功能。第三步，如圖5d所示:控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到牽弓I液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117信號(hào)后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33:使進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，保持原狀態(tài)不變；使上卡瓦液缸二位三通閥332閥芯向左移動(dòng)，第二上卡瓦液缸壓力管路119關(guān)閉，第一上卡瓦液缸壓力管路118與339連通；使?fàn)恳刂扑欧姍C(jī)321運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)牽引液缸三位五通閥338閥芯移動(dòng)至中位，關(guān)閉上牽引上液缸的牽引液缸壓力管路112和牽引下液缸的牽引液缸壓力管路114，使?fàn)恳焊谆钊?13在牽引液缸147中的位置不變；同時(shí)使支撐控制伺服電機(jī)322運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)支撐液缸四位五通閥334閥芯移動(dòng)至第二位，高壓循環(huán)液通過高壓循環(huán)鉆井液入口腔壓力管線331、高壓鉆井液壓力管線337、鉆井液壓力管線339、第一上卡瓦液缸壓力管路118壓入上卡瓦液缸144，推動(dòng)上卡瓦液缸活塞141克服上卡瓦復(fù)位彈簧135的反作用力向上移動(dòng)，帶動(dòng)上卡瓦支撐套125上移，使的上卡瓦124張開抓緊井壁；當(dāng)壓力和位移達(dá)到預(yù)定值之后，上卡瓦液缸活塞位移傳感器142產(chǎn)生信號(hào)并發(fā)送給控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。如圖6d所示，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí):上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338保持原狀態(tài)不變；支撐液缸四位五通閥334的閥芯在彈簧作用下自動(dòng)上移至第四位，使鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412同時(shí)與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使上卡瓦液缸144和下卡瓦液缸444的循環(huán)液體分別在上卡瓦復(fù)位彈簧135和下卡瓦復(fù)位彈簧435的作用下回流經(jīng)過鉆井液回流井眼環(huán)空管線336到井眼環(huán)空，上卡瓦124和下卡瓦425在失去上卡瓦支撐套125和下卡瓦支撐套425的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，使上卡瓦124和下卡瓦425在斷電時(shí)處于收縮狀態(tài)，防止井下卡鉆事故的發(fā)生，有效的實(shí)現(xiàn)了斷電的自動(dòng)保護(hù)功能。第四步，如圖5e所示:控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到上卡瓦液缸活塞位移傳感器142的信號(hào)后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，使上卡瓦液缸二位三通閥332、進(jìn)口限壓二位三通閥333、進(jìn)口彈簧溢流閥335、牽引液缸五位五通閥338保持原狀態(tài)不變。使支撐控制伺服電機(jī)322運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)支撐液缸四位五通閥334閥芯上移至第三位，使高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液壓力管線339連通，鉆井液壓力管線339通過上卡瓦液缸二位三通閥332對第一上卡瓦液缸壓力管路118輸送高壓液體，使上卡瓦液缸144保持不變，上卡瓦124繼續(xù)張開保持抓緊支撐井壁狀態(tài)；同時(shí)，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336與下卡瓦液缸壓力管路412連通，使下卡瓦液缸444循環(huán)液體回流到低壓井眼環(huán)空，下卡瓦復(fù)位彈簧435推動(dòng)下卡瓦液缸活塞441和下卡瓦支撐套425向上推動(dòng)，下卡瓦支撐套425和下卡瓦424三角斜面滑動(dòng)分開，下卡瓦424在自身彈性和井壁推靠作用下收縮離開井壁。輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過支撐控制伺服電機(jī)322精確控制，使得下卡瓦424在自身彈性和井壁推靠作用下收縮離開井壁的速度能得到有效控制。當(dāng)下卡瓦液缸活塞441上移到預(yù)定位置時(shí)，下卡瓦液缸活塞位移傳感器442同樣產(chǎn)生并發(fā)出預(yù)定信號(hào)給控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。如圖6e所示，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí):上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338保持原狀態(tài)不變；支撐液缸四位五通閥334的閥芯在彈簧作用下自動(dòng)上移至第四位，使鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412同時(shí)與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使下卡瓦液缸444在下卡瓦復(fù)位彈簧435作用下保持原狀態(tài)不變，下卡瓦424保持收縮狀態(tài)不變；使上卡瓦液缸144的循環(huán)液體在上卡瓦復(fù)位彈簧135的作用下回流經(jīng)過鉆井液回流井眼環(huán)空管線336到井眼環(huán)空，上卡瓦125在失去上卡瓦支撐套125的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，使上卡瓦
125在斷電后能自動(dòng)回到收縮狀態(tài)；因此，斷電后，上卡瓦124和下卡瓦425在斷電后都能保持或自動(dòng)回到收縮狀態(tài)，防止井下卡鉆事故的發(fā)生，有效的實(shí)現(xiàn)了斷電的自動(dòng)保護(hù)功能。第五步，如圖5f所示:控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到下卡瓦液缸活塞位移傳感器442的信號(hào)后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，保持進(jìn)口限壓二位三通閥333、支撐液缸六位五通閥334、進(jìn)口彈簧溢流閥335原狀態(tài)不變。使?fàn)恳欧姍C(jī)321運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)牽引液缸三位五通閥338閥芯上移至下位:高壓鉆井液壓力管線337與牽引液缸壓力管路112連通，對牽引液缸147的上液缸輸入高壓循環(huán)液體，壓力升高；同時(shí)，牽引液缸壓力管路114與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使?fàn)恳焊?47的下液缸循環(huán)液回流到低壓井眼環(huán)空，牽引液缸活塞113在牽引上下液缸壓差的作用下向下移動(dòng)，使得牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向下移動(dòng)，借助上卡瓦支撐系統(tǒng)I抓緊井壁產(chǎn)生的摩擦力，牽引上中心滑管111和下中心滑管總成41與下卡瓦支撐系統(tǒng)4一起整體向下移動(dòng)。當(dāng)上中心滑管111相對上卡瓦124向下移動(dòng)到使119上端出口進(jìn)入到上卡瓦支撐套125形成斷路狀態(tài)時(shí)，使上卡瓦液缸二位三通閥332閥芯向右移動(dòng)，使鉆井液壓力管線339與第二上卡瓦液缸壓力管路119連通，第一上卡瓦液缸壓力管路118斷開處于斷路狀態(tài)。但輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過牽引控制伺服電機(jī)321精確控制，使得牽引液缸活塞113向下移動(dòng)的速度和使得牽引上中心滑管111相對上卡瓦124向下移動(dòng)的速度能得到有效控制。同時(shí)牽引液缸活塞113上的牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)，并發(fā)送到控制系統(tǒng)3的電子控制系統(tǒng)34。如圖6f所示，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí):上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338保持原狀態(tài)不變；支撐液缸四位五通閥334的閥芯在彈簧作用下自動(dòng)上移至第四位，使鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412同時(shí)與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使下卡瓦液缸444在下卡瓦復(fù)位彈簧435作用下保持原狀態(tài)不變，下卡瓦424保持收縮狀態(tài)不變；使上卡瓦液缸144的循環(huán)液體在上卡瓦復(fù)位彈簧135的作用下回流經(jīng)過鉆井液回流井眼環(huán)空管線336到井眼環(huán)空，上卡瓦125在失去上卡瓦支撐套125的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，使上卡瓦125在斷電后能自動(dòng)回到收縮狀態(tài)；因此，斷電后，上卡瓦124和下卡瓦425在斷電后都能保持或自動(dòng)回到收縮狀態(tài)，防止井下卡鉆事故的發(fā)生，有效的實(shí)現(xiàn)了斷電的自動(dòng)保護(hù)功能。第六步，如圖5g所示:控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到牽弓I液缸活塞113上的牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，保持上卡瓦液缸二位三通閥332、進(jìn)口限壓二位三通閥333、進(jìn)口彈簧溢流閥335原狀態(tài)不變。使?fàn)恳刂扑欧姍C(jī)321運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)牽引液缸三位五通閥338閥芯移動(dòng)到中位:鉆井液輸入壓力管線337，牽引液缸壓力管路112，牽引液缸壓力管路114，鉆井液回流井眼環(huán)空管線336分別斷開，使得牽引液缸活塞113和牽引上中心滑管111相對上卡瓦124保持靜止?fàn)顟B(tài)。同時(shí)使支撐控制伺服電機(jī)322運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)支撐液缸四位五通閥334的閥芯移動(dòng)到第二位:使高壓鉆井液壓力管線337與鉆井液壓力管線339連通，高壓鉆井液依次通過鉆井液入口腔壓力管線331、高壓鉆井液壓力管線337、鉆井液壓力管線339、第二上卡瓦液缸壓力管路119，向上卡瓦液缸144輸送高壓循環(huán)液體，使上卡瓦124保持支撐井壁狀態(tài)不變；高壓鉆井液壓力管線337同時(shí)與下卡瓦液缸壓力管路412連通，高壓鉆井液依次通過鉆井液入口腔壓力管線331、高壓鉆井液壓力管線337、下卡瓦液缸壓力管路412，同時(shí)向下卡液缸444輸送高壓循環(huán)液體,使下卡液缸444壓力升高,推動(dòng)下卡瓦液缸活塞441克服下卡瓦復(fù)位彈簧435反作用力，帶動(dòng)下卡瓦支撐套425向下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)外推下卡瓦424張開抓緊支撐井壁功能，但輸入和輸出的循環(huán)液流速可通過支撐控制伺服電機(jī)322精確控制，使得下卡瓦424張開抓緊支撐井壁的速度能得到有效控制。當(dāng)下卡瓦液缸活塞441推壓力和位移達(dá)到預(yù)訂之后，整個(gè)牽引器又恢復(fù)到起始狀態(tài)如圖5a所示，下卡瓦液缸活塞位移傳感器442產(chǎn)生信號(hào)并發(fā)送到控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。如圖6g所示，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí):上卡瓦液缸二位三通閥332，進(jìn)口限壓二位三通閥333，進(jìn)口彈簧溢流閥335，牽引液缸三位五通閥338保持原狀態(tài)不變；支撐液缸四位五通閥334的閥芯在彈簧作用下自動(dòng)上移至第四位，使鉆井液壓力管線339和下卡瓦液缸壓力管路412同時(shí)與鉆井液回流井眼環(huán)空管線336連通，使上卡瓦液缸144和下卡瓦液缸444的循環(huán)液體分別在上卡瓦復(fù)位彈簧135和下卡瓦復(fù)位彈簧435的作用下回流經(jīng)過鉆井液回流井眼環(huán)空管線336到井眼環(huán)空，上卡瓦124和下卡瓦425在失去上卡瓦支撐套125和下卡瓦支撐套425的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動(dòng)收回，使上卡瓦124和下卡瓦425在斷電時(shí)處于收縮狀態(tài)，防止井下卡鉆事故的發(fā)生，有效的實(shí)現(xiàn)了斷電的自動(dòng)保護(hù)功能。如果按“一一二一三一四一五一六一一”的順序不斷重復(fù)上述動(dòng)作，使?fàn)恳髟诰孪蛳聽恳佬泄δ?；相反，如果按“六一五一四一三一二?一一六”的順序操作，則可實(shí)現(xiàn)牽引器在井下反向牽引爬行功能。
權(quán)利要求
1.一種電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng),包括控制系統(tǒng)殼體、電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊；其特征在于: 控制系統(tǒng)殼體內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊；電機(jī)模塊包括牽引控制伺服電機(jī)、支撐控制伺服電機(jī)；牽引控制伺服電機(jī)和支撐控制伺服電機(jī)由電子控制模塊發(fā)送指令進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 液壓管路模塊包括上卡瓦液缸二位三通閥、進(jìn)口限壓二位三通閥、支撐液缸四位五通閥、進(jìn)口彈簧溢流閥、牽引液缸三位五通閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 上卡瓦液缸二位三通閥的三通接口管線分別為:入口端接鉆井液壓力管線，兩出口端分別接第一上卡瓦液缸壓力管路和第二上卡瓦液缸壓力管路；其中二位靠彈簧和電磁閥進(jìn)行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 進(jìn)口限壓二位三通閥為二位三通彈簧電磁液控閥，三通接口管線分別為:入口端接鉆井液入口腔壓力管線，兩出口端分別接高壓鉆井液壓力管線和鉆井液回流井眼環(huán)空管線；進(jìn)口限壓二位三通閥一端裝有 電磁鐵，另一端裝有彈簧；電磁鐵端高壓液控入口接鉆井液入口腔壓力管線，彈簧端低壓液控入口接鉆井液回流井眼環(huán)空管線； 其中二位靠彈簧、電磁鐵磁力、鉆井液入口腔壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線的壓差進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)口彈簧溢流閥是二位二通彈簧電磁溢流閥，進(jìn)口彈簧溢流閥一端裝有電磁鐵，另一端裝有彈簧，進(jìn)口彈簧溢流閥的入口接高壓鉆井液壓力管線，進(jìn)口彈簧溢流閥的出口端接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，彈簧端低壓液控入口接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，電磁鐵端高壓液控入口接高壓鉆井液壓力管線；進(jìn)口彈簧溢流閥的二位是靠高壓鉆井液壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線的壓差和彈簧推力來進(jìn)行控制，使高壓鉆井液壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通或斷開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 支撐液缸四位五通閥一入口接高壓鉆井液壓力管線，兩回流出口都接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，兩出口分別接鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路；支撐液缸四位五通閥的閥芯的上端接支撐控制伺服電機(jī)，閥芯的下端接彈簧；支撐液缸四位五通閥從上到下分四位:第一位，鉆井液壓力管線與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通，高壓鉆井液壓力管線與下卡瓦液缸壓力管路連通；第二位，高壓鉆井液壓力管線分別同時(shí)與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路連通，鉆井液回流井眼環(huán)空管線與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路斷開；第三位，高壓鉆井液壓力管線與接鉆井液壓力管線連通，下卡瓦液缸壓力管路與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通；第四位，鉆井液回流井眼環(huán)空管線分別同時(shí)與接鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路連通，高壓鉆井液壓力管線同時(shí)與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路斷開；支撐液缸四位五通閥的第一位、第二位、第三位的連通方式都采用可調(diào)節(jié)流連通方式:閥芯位置變化，通道過流斷面大小變化，流過通道液體流速大小不同，通過支撐控制伺服電機(jī)精確控制閥芯的位置，從而精確控制上三位連通接口過流斷面大小，使得的輸入和輸出流體流速得到有效控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 牽引液缸三位五通閥一入口接高壓鉆井液壓力管線，兩回流出口都接鉆井液回流井眼環(huán)空管線，另外兩出口分別接牽引液缸壓力管路和牽引液缸壓力管路；牽引液缸三位五通閥閥芯的上端接牽引控制伺服電機(jī)，牽引液缸三位五通閥閥芯的下端接彈簧；牽引液缸三位五通閥從上到下有三位:上位，高壓鉆井液壓力管線與牽引液缸壓力管路連通，牽引液缸壓力管路與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通；中位，高壓鉆井液壓力管線，鉆井液回流井眼環(huán)空管線，牽引液缸壓力管路，牽引液缸壓力管路分別斷開成斷路狀態(tài)；下位:高壓鉆井液壓力管線與牽引液缸壓力管路連通，牽引液缸壓力管路與鉆井液回流井眼環(huán)空管線連通；牽引液缸三位五通閥上位和下位連通方式采用可調(diào)節(jié)流連通方式:精確控制閥芯的位置可控制上三位連通接口大小，使得的輸入和輸出流體流速得到有效控制；牽引液缸三位五通閥閥芯的上端接牽引控制伺服電機(jī)，牽引控制伺服電機(jī)能精確控制牽引液缸三位五通閥閥芯的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 牽弓I控制伺服電機(jī)可精確控制牽引液缸三位五通閥閥芯的位移，牽引液缸三位五通閥的上位和下位閥芯通道過流截面大小隨閥芯位移進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制牽引控制伺服電機(jī)可精確控制牽引液缸三位五通閥的上位和下位閥芯通道過流截面大小，控制流量大小，控制牽引速度大小；支撐控制伺服電機(jī)可精確控制支撐液缸四位五通閥閥芯的位移，支撐液缸四位五通閥的四位閥芯通道過流截面大小隨閥芯位移進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制牽引控制伺服電機(jī)可精確控制牽引液缸三位五通閥的上位和下位閥芯通道過流截面大小，控制流量大小，控制上卡瓦和下卡瓦張開和收縮的速度的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于:支撐液缸四位五通閥下端接復(fù)位彈簧，斷電后支撐液缸四位五通閥閥芯移動(dòng)至第四位泄壓回路狀態(tài):鉆井液回流井眼環(huán)空管線同時(shí)與鉆井液壓力管線和下卡瓦液缸壓力管路連通，通過循環(huán)液管路同時(shí)使上卡瓦液缸和下卡液缸中的循環(huán)液體回流到低壓井眼環(huán)空，上卡瓦和下卡瓦同時(shí)離開井壁，防止斷電導(dǎo)致卡鉆。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，其特征在于: 上中心滑管沿管壁分別加工有第一上卡瓦液缸壓力管路、第二上卡瓦液缸壓力管路、上牽引液缸壓力管路、下牽引液缸壓力管路；第一上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、第二上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、上牽引液缸壓力管路的下端出口，下牽引液缸壓力管路的下端出口都在上中心滑管的下端外圓面，并分別與液壓管路模塊相連接；第一上卡瓦液缸壓力管路的上端出口在上支撐系統(tǒng)處在上中心滑管最上端時(shí)上卡瓦液缸在上中心滑管上的覆蓋范圍內(nèi)，第二上卡瓦液缸壓力管路的上端出口在上支撐系統(tǒng)處在上中心滑管最下端時(shí)上卡瓦液缸在上中心滑管上的覆蓋范圍內(nèi)；上下兩牽引液缸壓力管路的上端出口分別在牽引液缸活塞的上下兩側(cè)面； 液壓管路模塊控制第一上卡瓦液缸壓力管路斷開或連通、第二上卡瓦液缸壓力管路的連通或斷開，對上卡瓦液缸的輸入或輸出循環(huán)液體；液壓管路模塊控制牽引液缸壓力管路給上牽引液缸輸入或輸出循環(huán)液體，液壓管路模塊控制牽引液缸壓力管路給下牽引液缸輸出或輸入循環(huán)液 體，推動(dòng)牽弓I液缸活塞向下或向上移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于油氣開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)。電控液壓驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的控制系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)殼體、電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊；其特征在于控制系統(tǒng)殼體內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊；電機(jī)模塊包括牽引控制伺服電機(jī)、支撐控制伺服電機(jī)；牽引控制伺服電機(jī)和支撐控制伺服電機(jī)由電子控制模塊發(fā)送指令進(jìn)行控制。牽引器控制系統(tǒng)的靈活性較好、可適用于小井眼井下牽引控制作業(yè)，在控制牽引過程中能保證正常的井下液體循環(huán)，能實(shí)現(xiàn)牽引速度的有效控制，并能實(shí)現(xiàn)有效地?cái)嚯姳Ｗo(hù)、雙向牽引控制，能實(shí)現(xiàn)牽引速度的有效控制。
文檔編號(hào)E21B23/08GK103174391SQ20121034280
公開日2013年6月26日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者侯學(xué)軍 申請人:重慶科技學(xué)院