專利名稱：使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)。
技術(shù)背景徑向鉆井技術(shù)在近年來得到迅猛發(fā)展，它通過在ー個(gè)儲(chǔ)層平面鉆出多個(gè)水平井目艮，大幅増加油井泄油面積，使油氣井產(chǎn)量、開采速度和單井控制儲(chǔ)量大幅提高，是提高低滲透油氣藏、稠油、老油井、邊際油井和煤層氣開采途徑的手段；現(xiàn)徑向鉆井技術(shù)的主要過程為通過油管控制液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)滾筒正轉(zhuǎn)將繞于其上的連續(xù)油管送入井下，再通過轉(zhuǎn)向控制器將連續(xù)油管末端的噴射管置于水平方向，啟動(dòng)高壓泵將工作液送入連續(xù)油管內(nèi)、沿徑向噴射，沖擊巖層或土壌，實(shí)現(xiàn)徑向鉆井；作業(yè)完畢，通過滾筒反轉(zhuǎn)、回收連續(xù)油管；目前油管控制液壓系統(tǒng)均采用定量泵驅(qū)動(dòng)滾筒液壓馬達(dá)，并限于井深在2000米以內(nèi)的エ況，在回收油管的過程中，一旦油管及其附件被卡住，泵的壓力和流量無法調(diào)整，油管易被拉斷，安全性較差，一旦井深超過2000米，還需使用注入頭牽引油管下行，目前的油管控制液壓系統(tǒng)無法與之配套。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供ー種使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，它能滿足使用注入頭的エ況，并避免油管在回收時(shí)因卡住被拉斷，安全性好，確保徑向井作業(yè)的順利進(jìn)行，并可降低功率損耗。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，包括油箱、梭閥、至少ー個(gè)滾筒液壓馬達(dá)、與各自滾筒液壓馬達(dá)配套的液壓制動(dòng)器，其特征在于還包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、至少ー個(gè)注入頭液壓馬達(dá)、與各自注入頭液壓馬達(dá)配套的液壓制動(dòng)器、壓カ輸出雙向平衡閥、滾筒隨動(dòng)回路，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油ロ與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油ロ相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋ロ與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋ロ相連，減壓閥設(shè)于兩負(fù)載反饋ロ之間的油路上，雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的ー聯(lián)閥片的兩工作油ロ A2、B2分別與梭閥各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油ロ All、Bll相連，梭閥的兩工作油ロ與壓カ輸出雙向平衡閥各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油ロ相連，壓カ輸出雙向平衡閥的兩工作油ロ分別與所有注入頭液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連，壓力輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位通過順序閥與所有注入頭液壓制動(dòng)器相連；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的另ー聯(lián)閥片的兩工作油ロ A3、B3分別與滾筒隨動(dòng)回路的進(jìn)、回油ロ A12、B12相連，滾筒隨動(dòng)回路的兩工作油ロ C12、D12與所有滾筒液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連，所述梭閥的中位與所有滾筒液壓制動(dòng)器相連。上述滾筒隨動(dòng)回路包括四個(gè)單向閥和溢流閥，其中兩單向閥相對(duì)設(shè)置并相連，另兩單向閥相背設(shè)置并相連，溢流閥的進(jìn)ロ連于相背設(shè)置的兩單向閥之間，溢流閥的出口連于相對(duì)設(shè)置的兩單向閥之間，滾筒隨動(dòng)回路的進(jìn)油ロ A12和工作油ロ D12均與溢流閥ー側(cè)的兩單向閥的外端相連，滾筒隨動(dòng)回路的回油ロ B12和工作油ロ C12均與溢流閥另ー側(cè)的兩單向閥的外端相連；下放油管時(shí)，當(dāng)從進(jìn)油ロ A12通入壓カ油時(shí)，兩單向閥和溢流閥被打開，壓カ油經(jīng)回油ロ B12流回，作用于滾筒液壓馬達(dá)的油壓很低，滾筒液壓馬達(dá)處于隨動(dòng)狀態(tài)； 下放油管時(shí)，操作負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵和雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥，可使得滾筒液壓制動(dòng)器和注入頭液壓制動(dòng)器松開，注入頭液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)注入頭的鏈條向下移動(dòng)，同時(shí)滾筒因隨動(dòng)回路做隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)，注入頭向下拉動(dòng)油管至工作位置，操作性好；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩滑閥回中位，滾筒液壓制動(dòng)器和注入頭液壓制動(dòng)器復(fù)位分別將二者定位，便于徑向鉆井；作業(yè)完畢需回收油管時(shí)，需調(diào)整減壓閥的開啟壓カ高于實(shí)際エ況所需的系統(tǒng)壓力，再調(diào)整雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩滑閥反向移動(dòng)，其兩組工作油ロ A2和B2、A3和B3反向供油，注入頭液壓馬達(dá)和滾筒液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，順序閥使得注入頭液壓馬達(dá)先于注入頭液壓制動(dòng)器動(dòng)作，避免注入頭液壓馬達(dá)因先失去制動(dòng)而下滑；在油管回收時(shí)，通過雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩電磁鐵控制滾筒的線速度高于注入頭鏈條的線速度，油管始終保持一定的張力，可實(shí)現(xiàn)油管有序回收；減壓閥可限制滾筒液壓馬達(dá)和注入頭液壓馬達(dá)的最高壓力，在油管回收時(shí)因意外被卡住，不致強(qiáng)行提升油管而導(dǎo)致斷裂，保證了安全性；由于采用負(fù)載敏感變量柱塞泵和負(fù)載敏感比例閥，泵的輸出壓力和流量隨反饋回來的負(fù)載信號(hào)自動(dòng)調(diào)整，如執(zhí)行元件不工作時(shí)，其對(duì)應(yīng)負(fù)載敏感比例閥上的滑閥回到中位，泵的流量小，能最大限度的降低功率損耗；作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，在壓カ輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位與順序閥之間還設(shè)有注入頭減壓閥；可避免注入頭液壓制動(dòng)器內(nèi)密封件承受過高的壓力，延長(zhǎng)壽命;綜上所述，本實(shí)用新型能滿足使用注入頭的エ況，并避免油管在回收時(shí)因卡住被拉斷，安全性好，確保徑向井作業(yè)的順利進(jìn)行，并可降低功率損耗。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的液壓原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。由圖I所示，該使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，包括油箱、負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵2、減壓閥18、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5、梭閥21、壓カ輸出雙向平衡閥27、兩個(gè)注入頭液壓馬達(dá)28、與各自注入頭液壓馬達(dá)28配套的兩個(gè)液壓制動(dòng)器29、注入頭減壓閥30、順序閥31、兩個(gè)滾筒液壓馬達(dá)32、滾筒隨動(dòng)回路33、與各自滾筒液壓馬達(dá)32配套的兩個(gè)液壓制動(dòng)器34，負(fù)載敏感變量柱塞泵2的出油ロ與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的進(jìn)油ロP相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載反饋ロ與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的負(fù)載反饋ロ LS相連，減壓閥18設(shè)于兩負(fù)載反饋ロ之間的油路上；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的ー聯(lián)閥片的兩工作油ロ A2、B2分別與梭閥21各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油ロ All、Bll相連，梭閥21的兩工作油ロ與壓カ輸出雙向平衡閥27各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油ロ相連，壓カ輸出雙向平衡27閥的兩工作油ロ分別與所述兩注入頭液壓馬達(dá)28各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連，壓カ輸出雙向平衡閥27的內(nèi)置梭閥的中位通過所述注入頭減壓閥30和順序閥31與兩注入頭液壓制動(dòng)器29相連；所述滾筒隨動(dòng)回路33包括四個(gè)單向閥22、23、24、25和溢流閥26，其中兩單向閥24和25相對(duì)設(shè)置并相連，另兩單向閥22和23相背設(shè)置并相連，溢流閥26的進(jìn)ロ連于兩單向閥22和23之間，溢流閥26的出口連于兩單向閥24和25之間，滾筒隨動(dòng)回路33的進(jìn)油ロ A12和工作油ロ D12均與溢流閥26 —側(cè)的兩單向閥22和25的外端相連，滾筒隨動(dòng)回路的回油ロ B12和工作油ロ C12均與溢流閥26另一側(cè)的兩單向閥23和24的外端相連；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的另ー聯(lián)閥片的兩工作油ロA3、B3分別與滾筒隨動(dòng)回路33的進(jìn)、回油ロ A12、B12相連，滾筒隨動(dòng)回路33的兩工作油ロC12、D12與兩滾筒液壓馬達(dá)32各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連，所述梭閥21的中位與兩滾筒液壓制動(dòng)器34相連；與本實(shí)用新型配套使用的注入頭，包括兩側(cè)的鏈條、與鏈條配合的鏈輪，兩側(cè)的鏈條用于夾緊油管，鏈輪由注入頭液壓馬達(dá)28驅(qū)動(dòng)，再帶動(dòng)鏈條在井內(nèi)上、下移動(dòng)；本實(shí)用新型的工作原理為下放油管時(shí)，操作負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵2和雙聯(lián) 負(fù)載敏感比例閥5，工作油ロ A2供油，壓カ油經(jīng)梭閥21的中位打開滾筒液壓制動(dòng)器34，同時(shí)壓カ油經(jīng)壓カ輸出雙向平衡閥27驅(qū)動(dòng)兩注入頭液壓馬達(dá)28，因順序閥31的作用，壓カ油稍延時(shí)經(jīng)壓カ輸出雙向平衡閥27的內(nèi)置梭閥的中位打開注入頭液壓制動(dòng)器29，可保證注入頭液壓馬達(dá)28獲得一定的預(yù)加扭矩，驅(qū)動(dòng)注入頭的鏈條帶動(dòng)油管向下移動(dòng)；同時(shí)工作油ロ A3供油，調(diào)低溢流閥26的開啟壓力，滾筒隨動(dòng)回路33的進(jìn)油ロ A12通入壓カ油，單向閥22、溢流閥26和單向閥24被打開，壓カ油經(jīng)回油ロ B12流回，作用于滾筒液壓馬達(dá)32的油壓很低，滾筒處于隨動(dòng)狀態(tài)，油管由注入頭牽引往下輸送，其下放速度和位置便于控制，操作性好；當(dāng)油管下放到工作位置時(shí)，操作雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5兩閥片的滑閥回到中位，兩工作油ロ A2、A3關(guān)閉，滾筒液壓制動(dòng)器34和注入頭液壓制動(dòng)器29復(fù)位，滾筒液壓馬達(dá)32和注入頭液壓馬達(dá)28被制動(dòng)，以便徑向鉆孔作業(yè)；在油管下放的過程中，起初，注入頭液壓馬達(dá)28承受的カ矩最小，反饋回負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載信號(hào)最小，負(fù)載敏感變量柱塞泵2輸出的壓カ和流量也最小，隨著下放深度的増加，反饋回負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載信號(hào)逐漸増大，負(fù)載敏感變量柱塞泵2輸出的壓カ和流量也自動(dòng)增大,可降低系統(tǒng)的功率損耗；作業(yè)完畢，需回收油管時(shí)，可無級(jí)調(diào)整減壓閥18的開啟壓力，高于實(shí)際エ況的系統(tǒng)壓力，通過調(diào)整雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5兩聯(lián)閥片的滑閥反向移動(dòng)，其兩組工作油ロ A2和B2、A3和B3反向供油，注入頭液壓制動(dòng)器29延時(shí)后被打開，使得注入頭液壓馬達(dá)28和滾筒液壓馬達(dá)32反向旋轉(zhuǎn)，油管開始回收，并通過雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的兩電磁鐵控制滾筒的線速度高于注入頭鏈條的線速度，使得油管保持一定的張力，可將油管有序的回收到滾筒上，對(duì)于超深徑向井作業(yè)，也不會(huì)出現(xiàn)打結(jié)等現(xiàn)象，確保下次作業(yè)的順利進(jìn)行；減壓閥18可限制滾筒液壓馬達(dá)32和注入頭液壓馬達(dá)28的最高壓力，在油管回收時(shí)因意外被卡住，不致強(qiáng)行提升油管而導(dǎo)致斷裂，保證了安全性；當(dāng)壓カ輸出雙向平衡閥27的進(jìn)油ロ壓カ超過一定值時(shí)，平衡閥打開，在對(duì)應(yīng)液壓馬達(dá)的出油ロ產(chǎn)生背壓，可提高液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性；本實(shí)用新型的負(fù)載敏感變量柱塞泵的輸出壓カ和流量隨反饋回來的負(fù)載信號(hào)自動(dòng)調(diào)整，如執(zhí)行元件不工作時(shí)，其對(duì)應(yīng)負(fù)載敏感比例閥上的滑閥回到中位，泵的流量小，能最大限度的降低功率損耗。
權(quán)利要求1.ー種使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，包括油箱、梭閥、至少ー個(gè)滾筒液壓馬達(dá)、與各自滾筒液壓馬達(dá)配套的液壓制動(dòng)器，其特征在于還包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、至少ー個(gè)注入頭液壓馬達(dá)、與各自注入頭液壓馬達(dá)配套的液壓制動(dòng)器、壓カ輸出雙向平衡閥、滾筒隨動(dòng)回路，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油ロ與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油ロ相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋ロ與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋ロ相連，減壓閥設(shè)于兩負(fù)載反饋ロ之間的油路上，雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的ー聯(lián)閥片的兩工作油ロ A2、B2分別與梭閥各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油ロ AlUBll相連，梭閥的兩工作油ロ與壓カ輸出雙向平衡閥各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油ロ相連，壓カ輸出雙向平衡閥的兩エ作油ロ分別與所有注入頭液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連，壓カ輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位通過順序閥與所有注入頭液壓制動(dòng)器相連；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的另一聯(lián)閥片的兩工作油ロ A3、B3分別與滾筒隨動(dòng)回路的進(jìn)、回油ロ Al2、B12相連，滾筒隨動(dòng)回路的兩工作油ロ C12、D12與所有滾筒液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連，所述梭閥的中位與所有滾筒液壓制動(dòng)器相連。
2.如權(quán)利要求I所述的使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，其特征在于所述滾筒隨動(dòng)回路包括四個(gè)單向閥和溢流閥，其中兩單向閥相對(duì)設(shè)置并相連，另兩單向閥相背設(shè)置并相連，溢流閥的進(jìn)ロ連于相背設(shè)置的兩單向閥之間，溢流閥的出口連于相對(duì)設(shè)置的兩單向閥之間，滾筒隨動(dòng)回路的進(jìn)油ロ A12和工作油ロ D12均與溢流閥ー側(cè)的兩單向閥的外端相連，滾筒隨動(dòng)回路的回油ロ B12和工作油ロ C12均與溢流閥另ー側(cè)的兩單向閥的外端相連。
3.如權(quán)利要求I或2所述的使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，其特征在于在壓力輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位與順序閥之間還設(shè)有注入頭減壓閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種使用注入頭進(jìn)行徑向鉆井的油管控制液壓系統(tǒng)，它通過增加負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、注入頭液壓馬達(dá)、與注入頭液壓馬達(dá)配套的液壓制動(dòng)器、壓力輸出雙向平衡閥、滾筒隨動(dòng)回路，能滿足使用注入頭的工況，并避免油管在回收時(shí)因卡住被拉斷，安全性好，確保徑向井作業(yè)的順利進(jìn)行，并可降低功率損耗。
文檔編號(hào)E21B7/04GK202597298SQ20122019456
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者成心建, 謝志雙, 趙江, 費(fèi)克林 申請(qǐng)人:瀘州長(zhǎng)江石油工程機(jī)械有限公司