專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井下坐封工具，尤其涉及一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具。
背景技術(shù)：
目前，油氣田完井過(guò)程中，尤其是水平井、大位移井完井過(guò)程中，需要用頂部封隔器將一部分生產(chǎn)管柱懸掛在套管內(nèi)，下入的管柱在完成對(duì)封隔器的坐封后，需要從封隔器上丟開(kāi)，從井口提出下入管柱。但是，對(duì)于各種不同類(lèi)型的封隔器，一般的做法是采用不同的丟手機(jī)構(gòu)，并且丟手機(jī)構(gòu)往往和封隔器設(shè)計(jì)成一體，一旦完成作業(yè)后，丟手機(jī)構(gòu)一般廢棄不用，極大的浪費(fèi)資源；由于需要承載較高拉、壓載荷且具有多種丟手方式的封隔器不但價(jià)格昂貴。機(jī)構(gòu)復(fù)雜。加工和組裝調(diào)試工作都復(fù)雜，同時(shí)通用性極差，下井工作時(shí)易失效，限制了其使用。因此實(shí)際應(yīng)用中的丟手封隔器，為封隔器丟手提供軸向推力的多為炸藥方式，利用炸藥爆炸產(chǎn)生的高壓氣體推動(dòng)封隔器進(jìn)行剪銷(xiāo)，從而實(shí)現(xiàn)丟手。但是在井下高溫高壓的環(huán)境下，用電信號(hào)引爆炸藥，非常危險(xiǎn)，一個(gè)不慎就有可能使得油井報(bào)廢等。而且此方式的封隔器坐封工具易因炸藥爆炸而損毀，使得其重復(fù)利用率低，基本上就是一次性的；再者，炸藥爆炸產(chǎn)生的是絕對(duì)壓力，隨著封隔器坐封深度的不同而需要填充不同的炸藥用量來(lái)提供不同的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，解決目前技術(shù)中坐封工具一次性使用造成極大浪費(fèi)的問(wèn)題，并且能夠提供較大的軸向推力。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，包括上部接頭、平衡活塞、缸筒、泵站系統(tǒng)、作動(dòng)缸、內(nèi)套和外套，所述的上部接 頭位于缸筒頂部連接井上電源及電路處理裝置；平衡活塞滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒以及位于缸筒底部的作動(dòng)缸組成一個(gè)封閉腔體作為系統(tǒng)油箱，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動(dòng)缸輸出高壓油；內(nèi)套上部通過(guò)螺紋與作動(dòng)缸中的作動(dòng)缸筒底部連接，內(nèi)套下部與外部封隔器的心軸連接；外套滑套于內(nèi)套上，通過(guò)連接裝置與作動(dòng)缸的活塞桿連接，夕卜套底部與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿由于高壓油作用產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)推動(dòng)外套進(jìn)行封隔器的坐封動(dòng)作。進(jìn)一步的，所述的上部接頭還包括電連接器座、電連接器和導(dǎo)線管，上部連接頭外表面有螺紋用于連接外部井上電源，上部連接頭中心有軸向通孔，電連接器座和電連接器位于通孔上部，導(dǎo)線管通過(guò)螺紋固定在通孔下部用于電纜線通過(guò)。進(jìn)一步的，所述的平衡活塞中心有孔，穿過(guò)導(dǎo)線管，導(dǎo)線管底端有限位螺母，限制平衡活塞最大行程，上部連接頭環(huán)向分布有外大內(nèi)小的平衡孔，聯(lián)通外界套管環(huán)境介質(zhì)和平衡活塞形成壓力平衡通道。進(jìn)一步的，所述的泵站系統(tǒng)包括電機(jī)、柱塞泵和油路塊組件，電機(jī)通過(guò)螺釘固定在缸筒內(nèi)部的安裝座上，電機(jī)與柱塞泵通過(guò)聯(lián)軸器進(jìn)行傳動(dòng)，柱塞泵放入柱塞泵安裝殼體并與安裝座用螺釘固定。進(jìn)一步的，所述的柱塞泵側(cè)邊有柱塞泵進(jìn)油口，通過(guò)柱塞泵安裝殼體上對(duì)應(yīng)的孔與系統(tǒng)油箱相通，底部有柱塞泵高壓出油口，通過(guò)油液通道與油路塊組件中的溢流閥連接，溢流閥與系統(tǒng)油箱連通，調(diào)節(jié)油液輸出壓力。進(jìn)一步的，所述的油路塊組件還包括二位四通電磁閥和雙向鎖，二位四通電磁閥通過(guò)油液通道與溢流閥連接，液壓油通過(guò)二位四通電磁閥后有高壓出油通道一和高壓出油通道二，經(jīng)過(guò)雙向鎖分別進(jìn)入油液通道一和油液通道二。進(jìn)一步的，所述的作動(dòng)缸包括連接螺塞、作動(dòng)缸筒、導(dǎo)流管和活塞桿，缸筒通過(guò)連接螺塞與作動(dòng)缸筒連接，連接螺塞中設(shè)有與油液通道一和油液通道二分別連通的油液通道三和油液通道四。進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)流管頂部與連接螺塞固定連接并連通油液通道四，活塞桿呈T型，滑套于導(dǎo)流管上，活塞桿上部與作動(dòng)缸筒內(nèi)壁面接觸可滑動(dòng)，將作動(dòng)缸筒分隔為上腔室和下腔室，上腔室與油液通道三連通，活塞桿在下腔室處設(shè)有油液通道五，下腔室通過(guò)油液通道五與導(dǎo)流管連通。進(jìn)一步的，所述的內(nèi)套壁面底部均分布安裝孔通過(guò)銷(xiāo)與外部封隔器心軸連接，壁面還設(shè)置有長(zhǎng)條狀滑動(dòng)槽。進(jìn)一步的，所述的外套壁面有與滑動(dòng)槽相配合的槽，槽中裝有連接塊，連接塊通過(guò)螺釘安裝于推力塊上，推力塊固定在活塞桿的底端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具可產(chǎn)生較高的軸向推力，并可回收重復(fù)利用，可以根據(jù)不同的井況要求，通過(guò)調(diào)整溢流閥的溢流壓力來(lái)改變輸出的軸向推力，可適用于任何一種封隔器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，整體結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，對(duì)于不同系列的封隔器，只需將接口部分的上部接頭和內(nèi)套、外套等少量部件進(jìn)行與封隔器相應(yīng)匹配更換即可。本發(fā)明的坐封工具除作動(dòng)缸在進(jìn)行丟手動(dòng)作時(shí)需要承受高壓外，在非丟手動(dòng)作狀態(tài)由于平衡活塞的作用而處于內(nèi)外壓力平衡狀態(tài)，非作動(dòng)缸零部件始終不用承受太高的壓差。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的上部缸筒部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的下部作動(dòng)缸部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的井下工作情況示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，以達(dá)到可回收重復(fù)使用，并且適用于各種封隔器為目的。參見(jiàn)圖1和圖2，一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，包括上部接頭1、平衡活塞5、缸筒7、泵站系統(tǒng)、作動(dòng)缸、內(nèi)套22和外套23，所述的上部接頭I位于缸筒7頂部連接井上電源及電路處理裝置；平衡活塞5滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒7以及位于缸筒7底部的作動(dòng)缸組成一個(gè)封閉腔體作為系統(tǒng)油箱27，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動(dòng)缸輸出高壓油；內(nèi)套22通過(guò)其上部螺紋與作動(dòng)缸中的作動(dòng)缸筒19底部連接，內(nèi)套22下部與外部封隔器的心軸連接；外套23滑套于內(nèi)套22上，通過(guò)連接裝置與作動(dòng)缸的活塞桿21連接，外套23底部與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿21由于高壓油作用產(chǎn)生軸向動(dòng)力推動(dòng)外套23進(jìn)行封隔器的坐封動(dòng)作。上部連接頭I還包括電連接器座2、電連接器3和導(dǎo)線管4，上部連接頭I外表面有螺紋用于連接外部井上電源，上部連接頭中心有軸向通孔，電連接器座2和電連接器3位于通孔上部，將井上電源或信號(hào)傳遞到電機(jī)和電磁閥，導(dǎo)線管4通過(guò)螺紋固定在通孔下部用于電纜線通過(guò)。平衡活塞5中心有孔，穿過(guò)導(dǎo)線管4，導(dǎo)線管4底端有限位螺母6，限制平衡活塞最大行程。上部連接頭環(huán)向分布有平衡孔26，聯(lián)通外界套管環(huán)境介質(zhì)和平衡活塞5形成壓力平衡通道，平衡活塞5將外界環(huán)境介質(zhì)與系統(tǒng)內(nèi)部油液隔離開(kāi)，并將外界壓力傳導(dǎo)進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部，使得系統(tǒng)內(nèi)外壓力平衡；平衡孔26外大內(nèi)小，可防止大的沙粒進(jìn)入平衡活塞內(nèi)部；大孔帶有螺紋，可作緊固扳手空用。泵站系統(tǒng)包括電機(jī)8、柱塞泵11和油路塊組件14，電機(jī)8通過(guò)螺釘固定在缸筒7內(nèi)部的安裝座9上，電機(jī)8與柱塞泵11通過(guò)聯(lián)軸器10進(jìn)行傳動(dòng)，柱塞泵11放入柱塞泵安裝殼體12并與安裝座9用螺釘固定。柱塞泵11側(cè)邊有柱塞泵進(jìn)油口，通過(guò)柱塞泵安裝殼體12上對(duì)應(yīng)的孔與系統(tǒng)油箱27相通，底部有柱塞泵高壓出油口，高壓油通過(guò)出油口及出油口堵頭13進(jìn)入油液通道，柱塞泵11通過(guò)油液通道與油路塊組件14中的溢流閥15連接，溢流閥15有油路與系統(tǒng)油箱27連通，調(diào)節(jié)溢流閥15可調(diào)節(jié)柱塞泵11出口油液輸出壓力。油路塊組件14還包括二位四通電磁閥16和雙向鎖17，柱塞泵11的輸出的高壓油經(jīng)過(guò)溢流閥15之后通過(guò)油液通道與二位四通電磁閥16的輸入高壓油液口連接，二位四通電磁閥16還有低壓出油通道28與系統(tǒng)油箱27連通，高壓油經(jīng)過(guò)二位四通電磁閥16后有高壓出油通道一 29和高壓出油通道二 30，當(dāng)電磁閥失電時(shí)，輸出高壓油液通過(guò)高壓出油通道一 29輸出，反之當(dāng)電磁閥得電時(shí)，輸出高壓油液通過(guò)高壓出油通道二 30，由此來(lái)控制下游作動(dòng)缸的動(dòng)作方向，高壓出油通道一 29和高壓出油通道二 30經(jīng)過(guò)雙向鎖17后分別進(jìn)入油液通道一 32和油液通道二 31。參見(jiàn)圖3，作動(dòng)缸包括連接螺塞18、作動(dòng)缸筒19、導(dǎo)流管20和活塞桿21，缸筒7通過(guò)連接螺塞18與作動(dòng)缸筒19連接，連接螺塞中設(shè)有油液通道三34和油液通道四33分別與油液通道一 32和油液通道二 31連通。導(dǎo)流管20頂部與連接螺塞18固定連接并連通油液通道四33，活塞桿21呈T型，滑套于導(dǎo)流管20上，活塞桿21上部與作動(dòng)缸筒19內(nèi)壁面接觸可滑動(dòng)，將作動(dòng)缸筒19分隔為上腔室35和下腔室37，上腔室35與油液通道三34連通，活塞桿21在下腔室37處設(shè)有油液通道五36，下腔室37通過(guò)油液通道五36與導(dǎo)流管20連通。當(dāng)泵站系統(tǒng)的高壓油液從油液通道一 32通過(guò)油液通道三34進(jìn)入到上腔室35時(shí)，活塞桿21向下腔室運(yùn)動(dòng)，下腔室37的油液通過(guò)油液通道五36進(jìn)入導(dǎo)流管20中，并經(jīng)過(guò)油液通道四33輸入到油液通道二 31，此時(shí)活塞桿伸出，輸出推力。反之，當(dāng)高壓油液從油液通道二31通過(guò)油液通道四33輸入到下腔室37時(shí)，此時(shí)活塞桿收回。內(nèi)套22壁面底部均分布安裝孔39通過(guò)銷(xiāo)與外部封隔器心軸連接，壁面還設(shè)置有長(zhǎng)條狀滑動(dòng)槽38。外套23與封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，外套23壁面有與滑動(dòng)槽38相配合的若干槽，槽中裝有與槽大小相適應(yīng)的連接塊24，連接塊24通過(guò)螺釘安裝于推力塊25上，推力塊25固定在活塞桿21的底端。當(dāng)活塞桿21運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接塊24在內(nèi)套22上的滑動(dòng)槽38中滑動(dòng)，并推動(dòng)外套23進(jìn)行封隔器的坐封動(dòng)作，達(dá)到輸出軸向推力的目的。參見(jiàn)圖4，其他井下工具40安裝在電液驅(qū)動(dòng)坐封工具41頂端，封隔器42連接在電液驅(qū)動(dòng)坐封工具41底端，當(dāng)坐封工具工作時(shí)，電機(jī)8通電開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞泵輸出高壓油，通過(guò)溢流閥15調(diào)節(jié)輸出的壓力，然后經(jīng)過(guò)二位四通電磁閥16和雙向鎖17后提供給作動(dòng)缸，高壓油推動(dòng)作動(dòng)缸中的活塞桿21伸出或者收回，當(dāng)活塞桿21伸出時(shí)，推動(dòng)外套23實(shí)現(xiàn)封隔器42的坐封和剪銷(xiāo)。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，包括上部接頭(I)、平衡活塞(5)、缸筒(7)、泵站系統(tǒng)、作動(dòng)缸、內(nèi)套(22 )和外套23，所述的上部接頭(I)位于缸筒(7 )頂部連接井上電源及電路處理裝置；平衡活塞(5)滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒(7)以及位于缸筒(7)底部的作動(dòng)缸組成一個(gè)封閉腔體作為系統(tǒng)油箱(27)，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動(dòng)缸輸出高壓油；內(nèi)套(22)上部通過(guò)螺紋與作動(dòng)缸中的作動(dòng)缸筒底部連接，內(nèi)套(22)下部與外部封隔器的心軸連接；外套(23)滑套于內(nèi)套(22)上，通過(guò)連接裝置與作動(dòng)缸的活塞桿(21)連接，外套(23)底部與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿(21)由于高壓油作用產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)推動(dòng)外套(23)進(jìn)行封隔器的坐封動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的上部接頭(I)還包括電連接器座(2 )、電連接器(3 )和導(dǎo)線管(4)，上部連接頭(I)外表面有螺紋用于連接外部井上電源，上部連接頭(I)中心有軸向通孔，電連接器座(2)和電連接器(3)位于通孔上部，導(dǎo)線管(4)通過(guò)螺紋固定在通孔下部用于電纜線通過(guò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的平衡活塞(5)中心有孔，穿過(guò)導(dǎo)線管(4)，導(dǎo)線管(4)底端有限位螺母(6)，限制平衡活塞(5)最大行程，上部連接頭(I)環(huán)向分布有外大內(nèi)小的平衡孔(26 )，聯(lián)通外界套管環(huán)境介質(zhì)和平衡活塞(5 )形成壓力平衡通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的泵站系統(tǒng)包括電機(jī)(8 )、柱塞泵(11)和油路塊組件(14 )，電機(jī)(8 )通過(guò)螺釘固定在缸筒(7 )內(nèi)部的安裝座(9 )上，電機(jī)(8)與柱塞泵(11)通過(guò)聯(lián)軸器(10)進(jìn)行傳動(dòng)，柱塞泵(11)放入柱塞泵安裝殼體(12)并與安裝座(9)用螺釘固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的柱塞泵(11)側(cè)邊有柱塞泵進(jìn)油口，通過(guò)柱塞泵安裝殼體(12)上對(duì)應(yīng)的孔與系統(tǒng)油箱(27)相通，底部有柱塞泵高壓出油口，通過(guò)油液通道與油路塊組件(14)中的溢流閥(15)連接，溢流閥(15)與系統(tǒng)油箱(27)連通，調(diào)節(jié)油液輸出壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的油路塊組件(14)還包括二位四通電磁閥(16)和雙向鎖(17)，二位四通電磁閥(16)通過(guò)油液通道與溢流閥(15)連接，液壓油通過(guò)二位四通電磁閥(16)后有高壓出油通道一(29)和高壓出油通道二(30)，經(jīng)過(guò)雙向鎖分別進(jìn)入油液通道一(32)和油液通道二(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的作動(dòng)缸包括連接螺塞(18)、作動(dòng)缸筒(19)、導(dǎo)流管(20)和活塞桿(21)，缸筒(7)通過(guò)連接螺塞(18)與作動(dòng)缸筒(19 )連接，連接螺塞(18 )中設(shè)有與油液通道一(32 )和油液通道二( 31)分別連通的油液通道三(34)和油液通道四(33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的導(dǎo)流管(20)頂部與連接螺塞(18)固定連接并連通油液通道四(33)，活塞桿(21)呈T型，滑套于導(dǎo)流管(20)上，活塞桿(21)上部與作動(dòng)缸筒(19)內(nèi)壁面接觸可滑動(dòng)，將作動(dòng)缸筒(19)分隔為上腔室(35)和下腔室(37)，上腔室(35)與油液通道三(34)連通，活塞桿(21)在下腔室(37)處設(shè)有油液通道五(36)，下腔室(37)通過(guò)油液通道五(36)與導(dǎo)流管(20)連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的內(nèi)套(22)壁面底部均分布安裝孔(39 )通過(guò)銷(xiāo)與外部封隔器心軸連接，壁面還設(shè)置有長(zhǎng)條狀滑動(dòng)槽(38 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，其特征在于，所述的外套(23)壁面有與滑動(dòng)槽(38 )相配合的槽，槽中 裝有連接塊(24)，連接塊(24)通過(guò)螺釘安裝于推力塊(25 )上，推力塊(25)固定在活塞桿(21)的底端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電液驅(qū)動(dòng)坐封工具，包括上部接頭、平衡活塞、缸筒、泵站系統(tǒng)、作動(dòng)缸、內(nèi)套和外套，所述的上部接頭位于缸筒頂部連接井上電源等裝置；平衡活塞滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒以及缸筒底部的作動(dòng)缸組成封閉腔體作為系統(tǒng)油箱，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動(dòng)缸輸出高壓油；內(nèi)套上部通過(guò)螺紋與作動(dòng)缸的作動(dòng)缸筒底部連接，內(nèi)套下部與封隔器的心軸連接，外套滑套于內(nèi)套上，通過(guò)連接裝置與作動(dòng)缸的活塞桿連接，外套再與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿由于液壓作用推動(dòng)外套進(jìn)行坐封動(dòng)作。本發(fā)明所述的電液驅(qū)動(dòng)坐封工具可以向可膨脹式封隔器提供較大軸向推力，并且可回收重復(fù)利用，還可以根據(jù)不同井況改變軸向推力，適用于任何一種封隔器。
文檔編號(hào)E21B23/06GK103075123SQ201310024878
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者夏贛民, 閆守紅, 劉宇輝, 陸金波, 王強(qiáng), 曾義全, 丁士東, 何祖清 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司烽火機(jī)械廠