專利名稱：用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于2000米以上超深徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
徑向鉆井技術(shù)在近年來得到迅猛發(fā)展，它通過在一個(gè)儲(chǔ)層平面鉆出多個(gè)水平井目艮，大幅增加油井泄油面積，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；對(duì)于井深未超過2000米的徑向鉆井，其主要過程為驅(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，沖擊巖層或土壤，實(shí)現(xiàn)徑向鉆井；由滾筒的反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)油管的回收；但對(duì)于井深超過2000米的超深徑向井作業(yè)，由滾筒的正轉(zhuǎn)和依靠連續(xù)油管的自重來實(shí)現(xiàn)連續(xù)油管的下放，其下放速度難以控制，操作性較差；油管的回收僅靠由油泵驅(qū)動(dòng)的滾筒難以完成，因此對(duì)于井深超過2000米的超深徑向井作業(yè)，還需采用注入頭、排管器與滾筒共同動(dòng)作來實(shí)現(xiàn) 油管的下放和回收，注入頭包括用于夾緊油管的鏈條以及帶動(dòng)鏈條移動(dòng)的鏈輪，排管器可沿滾筒軸向及上、下移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)油管有序地放送和回收，保證注入頭順利的工作，但目前還沒有驅(qū)動(dòng)注入頭的液壓系統(tǒng)。
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，提供一種用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，它能保證注入頭順利的工作，且最大限度的降低功率損耗，安全性好。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，包括油箱、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，其特征在于輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、升降油缸、排管液壓馬達(dá)和內(nèi)夾緊油缸，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一聯(lián)閥片的兩工作油口 A4、B4通過液壓鎖分別與升降油缸各自對(duì)應(yīng)的油口相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥另一閥片的兩工作油口 A5、B5與排管液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油口相連；內(nèi)夾緊油缸通過液壓鎖、換向閥與輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口相連；油管控制液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、負(fù)載敏感比例閥、壓力輸出雙向平衡閥、至少一個(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、順序閥，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，減壓閥設(shè)于兩負(fù)載反饋口之間的油路上，負(fù)載敏感比例閥的兩工作油口 A2、B2分別與壓力輸出雙向平衡閥各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油口相連，壓力輸出雙向平衡閥的兩工作油口分別與所有注入頭液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油口相連，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。[0006]下放油管時(shí)，通過輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵和多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥使得升降油缸、排管馬達(dá)和內(nèi)夾緊油缸工作，可實(shí)現(xiàn)排管器的下降、并作軸向往復(fù)移動(dòng)和注入頭的鏈條夾緊油管，為油管有序的下放做好準(zhǔn)備；操作油管控制液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵和負(fù)載敏感比例閥工作，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)，注入頭向下拉動(dòng)油管至工作位置，操作性好；負(fù)載敏感比例閥的滑閥回中位，注入頭液壓制動(dòng)器復(fù)位將注入頭液壓馬達(dá)定位，可進(jìn)行徑向鉆井；作業(yè)完畢需回收油管時(shí)，需調(diào)整減壓閥的開啟壓力高于工況所需的實(shí)際壓力，再調(diào)整負(fù)載敏感比例閥的兩滑閥反向移動(dòng)，其兩工作油口 A2和B2反向供油，注入頭液壓馬達(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，同時(shí)由多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥控制升降油缸、排管馬達(dá)工作，使得排管器逐漸升高、并作軸向往復(fù)移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)有序排管；減壓閥可限制注入頭液壓馬達(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；油管控制液壓系統(tǒng)和輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)均采用負(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)一步改進(jìn)，在內(nèi)夾緊油缸與負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口的連接油路上設(shè)有減壓閥；可避免壓力過大損壞油管；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在內(nèi)夾緊油缸的油路上還設(shè)有蓄能器；可避免液壓鎖的泄漏而導(dǎo)致夾緊力下降；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，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；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)用新型能保證注入頭順利的工作，且最大限度的降低功率損耗，安全性好。

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)一步詳細(xì)的說明。由圖I所示，該用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，包括油箱、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵3、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6、升降油缸9、排管液壓馬達(dá)10、內(nèi)夾緊油缸35，負(fù)載敏感變量柱塞泵3的出油口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6的進(jìn)油口 P相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵3的負(fù)載反饋口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口 LS相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥3其中一聯(lián)閥片的兩工作油口 A4、B4通過液壓鎖16分別與升降油缸9各自對(duì)應(yīng)的油口相連，另一聯(lián)閥片的兩工作油口A5、B5通過雙向平衡閥17與排管液壓馬達(dá)10各自對(duì)應(yīng)的一油口相連；內(nèi)夾緊油缸35通過液壓鎖40、換向閥41、減壓閥20與負(fù)載敏感變量柱塞泵3的出油口相連，蓄能器37設(shè)于內(nèi)夾緊油缸35的油路上；[0014]油管控制液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵2、減壓閥18、負(fù)載敏感比例閥
5、壓力輸出雙向平衡閥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，負(fù)載敏感變量柱塞泵2的出油口與負(fù)載敏感比例閥5的進(jìn)油口 P相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載反饋口與負(fù)載敏感比例閥5的負(fù)載反饋口 LS相連，減壓閥18設(shè)于兩負(fù)載反饋口之間的油路上；負(fù)載敏感比例閥5的兩工作油口 A2、B2分別與壓力輸出雙向平衡閥27各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)、回油口相連，壓力輸出雙向平衡閥27的兩工作油口分別與所有注入頭液壓馬達(dá)28各自對(duì)應(yīng)的一油口相連，壓力輸出雙向平衡閥27的內(nèi)置梭閥的中位通過注入頭減壓閥30和順序閥31與兩注入頭液壓制動(dòng)器29相連；在下放和回收油管時(shí)與本發(fā)明配套使用的有排管器和注入頭，排管器需由升降油缸9帶動(dòng)做上、下方的移動(dòng)，以適應(yīng)滾筒上油管纏繞厚度的變化，同時(shí)排管器還需由絲桿-螺母副帶動(dòng)沿滾筒軸線移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)在滾筒軸向上的有序排管，絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)由排管馬 達(dá)10驅(qū)動(dòng)；注入頭包括兩側(cè)的鏈條、與鏈條配合的鏈輪，內(nèi)夾緊油缸35可使得兩側(cè)的鏈條夾緊油管，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)，啟動(dòng)負(fù)載敏感變量柱塞泵3和操縱換向閥41、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6，使得內(nèi)夾緊油缸35工作，注入頭的鏈條夾緊油管，工作油口A4、A5供油，升降油缸9下降、排管馬達(dá)10正轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)排管器的上升、并作軸向往復(fù)移動(dòng)；緊接著啟動(dòng)負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵2和操縱負(fù)載敏感比例閥5，工作油口 A2供油，壓力油經(jīng)壓力輸出雙向平衡閥27驅(qū)動(dòng)兩注入頭液壓馬達(dá)28，因順序閥31的作用，壓力油稍延時(shí)經(jīng)壓力輸出雙向平衡閥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)；當(dāng)油管下放到工作位置時(shí)，操作負(fù)載敏感比例閥5的滑閥回到中位，工作油口 A2關(guān)閉，注入頭液壓制動(dòng)器29復(fù)位，注入頭液壓馬達(dá)28被制動(dòng)，以便徑向鉆孔作業(yè)，同時(shí)操作多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥3兩閥片的滑閥回到中位，工作油口 A4、A5關(guān)閉，升降油缸9和排管馬達(dá)10停止動(dòng)作，排管器保持現(xiàn)有位置；在油管下放的過程中，起初，注入頭液壓馬達(dá)28承受的力矩最小，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輸出的壓力和流量也最小，隨著下放深度的增加，反饋回負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載信號(hào)逐漸增大，負(fù)載敏感變量柱塞泵2輸出的壓力和流量也自動(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，要求減壓閥18的開啟壓力要高于當(dāng)時(shí)工況需要的系統(tǒng)壓力，通過調(diào)整負(fù)載敏感比例閥5的滑閥反向移動(dòng)，其兩工作油口 A2和B2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反向旋轉(zhuǎn)，油管開始回收，同時(shí)由多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6控制升降油缸9和排管馬達(dá)10工作，排管器開始工作，可將油管有序的回收到滾筒上，對(duì)于超深徑向井作業(yè)，確保注入頭順利的工作；減壓閥18可限制注入頭液壓馬達(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)雙向平衡閥17、壓力輸出雙向平衡閥27的進(jìn)油口壓力超過一定值時(shí)，各平衡閥打開，在對(duì)應(yīng)液壓馬達(dá)的出油口產(chǎn)生背壓，可提高液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性；減壓閥20可避免壓力過大損壞油管，蓄能器37可避免液壓鎖40的泄漏而導(dǎo)致夾緊力下降；注入頭減壓閥30可避免注入頭液壓制動(dòng)器29內(nèi)密封件承受過高的壓力，延長(zhǎng)壽命；本實(shí)用新型的油管控制液壓系統(tǒng)和輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)均采用負(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。
權(quán)利要求1.ー種用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，包括油箱、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，其特征在于輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、升降油缸、排管液壓馬達(dá)和內(nèi)夾緊油缸，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油ロ與多聯(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)載反饋ロ與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋ロ相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的ー聯(lián)閥片的兩工作油ロ A4、B4通過液壓鎖分別與升降油缸各自對(duì)應(yīng)的油ロ相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥另ー閥片的兩工作油ロ A5、B5與排管液壓馬達(dá)各自對(duì)應(yīng)的一油ロ相連；內(nèi)夾緊油缸通過液壓鎖、換向閥與輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油ロ相連； 油管控制液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、負(fù)載敏感比例閥、壓カ輸出雙向平衡閥、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、順序閥，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油ロ與負(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，負(fù)載敏感比例閥的兩工作油ロ A2、B2分別與壓力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。
2.如權(quán)利要求I所述的用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于在內(nèi)夾緊油缸與負(fù)載敏感變量柱塞泵出油ロ的連接油路上設(shè)有減壓閥。
3.如權(quán)利要求I或2所述的用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于在內(nèi)夾緊油缸的油路上還設(shè)有蓄能器。
4.如權(quán)利要求3所述的用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)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)用新型公開了一種用于徑向井作業(yè)的注入頭驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，包括油箱、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，在油管控制液壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有減壓閥，在輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有升降油缸、排管液壓馬達(dá)、內(nèi)夾緊油缸，油管控制液壓系統(tǒng)和輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)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；本實(shí)用新型能保證注入頭順利的工作，且最大限度的降低功率損耗，安全性好。
文檔編號(hào)E21B19/22GK202596610SQ20122019456
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