本發(fā)明涉及油氣開發(fā)領域，尤其涉及一種井下牽引器的液壓控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術：

在石油開發(fā)領域，連續(xù)油管應用非常廣泛，連續(xù)油管井下作業(yè)必須借助井下牽引器，井下牽引器是一種能在井底提供牽引力的井下工具，石油井下通常為高溫高壓的復雜環(huán)境，且空間狹小，井下牽引器與井壁之間充滿鉆井液，因此，井下牽引器必須能適應高溫高壓的復雜環(huán)境，體積小并具有足夠的牽引力。

但現(xiàn)有技術中常見的井下牽引器通常存在以下不足：多數(shù)液壓驅(qū)動的井下牽引器是通過電纜連接電氣組件驅(qū)動電機使液壓缸和控制油路轉換工作，這樣的井下牽引器必須設計復雜的液壓管路和電路，同時也很難保證所有電氣元件在高溫高壓的環(huán)境下長時間正常工作，這樣就大大降低了井下牽引器的工作持久性和可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種工作持久性高、可靠性高、行進速度快的井下牽引器的液壓控制方法及控制系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種井下牽引器的液壓控制方法，包括以下步驟：

S1：引入用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液；

S2：所述鉆井液經(jīng)過濾后形成液壓介質(zhì)；

S3：所述液壓介質(zhì)輸入液壓控制單元，經(jīng)液壓控制單元調(diào)控分配進入前后兩組行走單元，驅(qū)使前后兩組行走單元交替提供行進牽引力。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述步驟S3中液壓控制單元的調(diào)控分配按以下分步驟進行：

S31：預設液壓控制單元的主開關閥導通壓力P0，換向開關閥導通壓力P1；

S32：當輸入液壓控制單元的液壓介質(zhì)壓力大于或等于P0時，主開關閥導通，液壓介質(zhì)進入主控閥，執(zhí)行步驟S33；當輸入液壓控制單元的液壓介質(zhì)壓力小于P0時，主開關閥關閉，井下牽引器停止動作；

S33：所述主控閥根據(jù)實時導通工位向一組行走單元的支撐缸和行走缸輸入液壓介質(zhì)，通過支撐缸驅(qū)使該行走單元的支撐機構與井壁固定，通過行走缸提供行進牽引力驅(qū)使井下牽引器前進，行走缸在行程的結束階段回位腔與相接的緩沖腔導通，緩沖腔內(nèi)壓力遞增；

所述主控閥根據(jù)實時導通工位同時向另一組行走單元的回位腔供油，通過該回位腔驅(qū)使該組行走單元相對井下牽引器前移，進入提供行進牽引力的準備位置；

各行走單元內(nèi)的低壓液壓介質(zhì)經(jīng)液壓控制單元排出至井下牽引器與井壁之間的環(huán)形腔；

S34：步驟S33中提供行進牽引力的行走缸內(nèi)緩沖腔壓力大于或等于P1時，換向開關閥導通，驅(qū)使主控閥切換導通工位，循環(huán)步驟S33和步驟S34。

一種井下牽引器的液壓控制系統(tǒng)，包括過濾單元、液壓控制單元和前后兩組行走單元，所述過濾單元的輸入端與用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液輸送管路連通，過濾單元的輸出端與液壓控制單元的輸入端連通，所述液壓控制單元的輸出端與前后兩組行走單元連通，所述前后兩組行走單元的輸出端經(jīng)液壓控制單元連通井下牽引器與井壁之間的環(huán)形腔。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述液壓控制單元包括主開關閥、主控閥和兩件換向開關閥，所述行走單元包括支撐缸和行走缸，所述過濾單元的輸出端與主開關閥的輸入端連通，所述主開關閥的輸出端與主控閥的輸入端連通，所述主開關閥設有兩個輸出口，各輸出口與一行走單元支撐缸的支撐驅(qū)動腔和行走缸的行走驅(qū)動腔連通，并與另一行走單元行走缸的回位腔連通，各換向開關閥的輸入端分別與一行走單元的緩沖腔連通，各換向開關閥的輸出端與主控閥的換向口連通，兩換向開關閥的平衡端相互連通，回位腔與緩沖腔通過單向閥連接。

所述過濾單元設有兩個以上并聯(lián)的過濾器。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的井下牽引器的液壓控制方法，引入用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液作為系統(tǒng)動力源，無需設置電氣組件來提供進行動力，大大簡化了井下牽引器的結構和制作成本，解決了電氣元件無法在高溫高壓的環(huán)境下長時間正常工作的難題，提高了井下牽引器的工作持久性和可靠性，且鉆井液可提供足夠的工作壓力，確保井下牽引器的快速行進；通過液壓控制單元的調(diào)控分配驅(qū)使前后兩組行走單元自動交替提供行進牽引力，為實現(xiàn)井下牽引器系統(tǒng)的純液壓控制提供了可行性。

本發(fā)明的井下牽引器的液壓控制系統(tǒng)，結構簡單緊湊，所用液壓閥數(shù)量降到最低，不僅可以降低設備制作成本，而且減少了故障點，提高系統(tǒng)運行的持久性和可靠性；緩沖腔的巧妙設置不僅實現(xiàn)了兩組行走單元的交替運行，而且可以消除行走驅(qū)動腔內(nèi)活塞對缸體的重載沖擊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明井下牽引器的液壓控制方法實施例的流程圖。

圖2是本發(fā)明井下牽引器的液壓控制系統(tǒng)實施例的井下牽引器結構示意圖。

圖3是本發(fā)明液壓控制系統(tǒng)實施例中前行走單元的剖視圖（未視出支撐機構）。

圖4至圖7是本發(fā)明液壓控制系統(tǒng)實施例行進過程的分解步驟示意圖。

圖中各標號表示：

1、過濾單元；11、過濾器；2、液壓控制單元；21、主開關閥；22、換向開關閥；23、主控閥；3、行走單元；31、支撐缸；311、支撐驅(qū)動腔；32、行走缸；321、回位腔；322、緩沖腔；323、行走驅(qū)動腔；33、支撐機構；4、環(huán)形腔；5、中心管。

具體實施方式

以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

如圖1至圖3所示，本實施例的井下牽引器的液壓控制方法，包括以下步驟：

S1：引入用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液；

S2：鉆井液經(jīng)過濾后形成液壓介質(zhì)；

S3：液壓介質(zhì)輸入液壓控制單元2，經(jīng)液壓控制單元2調(diào)控分配進入前后兩組行走單元3，驅(qū)使前后兩組行走單元3交替提供行進牽引力。

本發(fā)明的井下牽引器的液壓控制方法，引入用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液作為系統(tǒng)動力源，無需設置電氣組件來提供進行動力，大大簡化了井下牽引器的結構和制作成本，解決了電氣元件無法在高溫高壓的環(huán)境下長時間正常工作的難題，提高了井下牽引器的工作持久性和可靠性，且鉆井液可提供足夠的工作壓力，確保井下牽引器的快速行進。通過液壓控制單元2的調(diào)控分配驅(qū)使前后兩組行走單元3自動交替提供行進牽引力，為實現(xiàn)井下牽引器系統(tǒng)的純液壓控制提供了可行性。

本實施例中，步驟S3中液壓控制單元2的調(diào)控分配按以下分步驟進行：

S31：預設液壓控制單元2的主開關閥21導通壓力P0，換向開關閥22導通壓力P1；

S32：當輸入液壓控制單元2的液壓介質(zhì)壓力大于或等于P0時，主開關閥21導通，液壓介質(zhì)進入主控閥23，執(zhí)行步驟S33；當輸入液壓控制單元2的液壓介質(zhì)壓力小于P0時，主開關閥21關閉，井下牽引器停止動作；

S33：主控閥23根據(jù)實時導通工位向一組行走單元3的支撐缸31和行走缸32輸入液壓介質(zhì)，通過支撐缸31驅(qū)使該行走單元3的支撐機構33與井壁固定，通過行走缸32提供行進牽引力驅(qū)使井下牽引器前進，行走缸32在行程的結束階段回位腔321與相接的緩沖腔322導通，緩沖腔322內(nèi)壓力遞增；

主控閥23根據(jù)實時導通工位同時向另一組行走單元3的回位腔321供油，通過該回位腔321驅(qū)使該組行走單元3相對井下牽引器前移，進入提供行進牽引力的準備位置；

各行走單元3內(nèi)的低壓液壓介質(zhì)經(jīng)液壓控制單元2排出至井下牽引器與井壁之間的環(huán)形腔4；

S34：步驟S33中提供行進牽引力的行走缸32內(nèi)緩沖腔322壓力大于或等于P1時，換向開關閥22導通，驅(qū)使主控閥23切換導通工位，同時另一換向開關閥22關閉，循環(huán)步驟S33和步驟S34。

如圖2至圖7所示，本實施例的井下牽引器的液壓控制系統(tǒng)，包括過濾單元1、液壓控制單元2和前后兩組行走單元3，過濾單元1的輸入端與用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液輸送管路連通，過濾單元1的輸出端與液壓控制單元2的輸入端連通，液壓控制單元2的輸出端與前后兩組行走單元3連通，前后兩組行走單元3的輸出端經(jīng)液壓控制單元2連通井下牽引器與井壁之間的環(huán)形腔4。本發(fā)明的井下牽引器的液壓控制系統(tǒng)，結構簡單緊湊，所用液壓閥數(shù)量降到最低，不僅可以降低設備制作成本，而且減少了故障點，提高系統(tǒng)運行的持久性和可靠性。

本實施例中，液壓控制單元2包括主開關閥21、主控閥23和兩件換向開關閥22，行走單元3包括支撐缸31和行走缸32，過濾單元1的輸出端與主開關閥21的輸入端連通，主開關閥21的輸出端與主控閥23的輸入端連通，主開關閥21設有兩個輸出口，各輸出口與一行走單元3支撐缸31的支撐驅(qū)動腔311和行走缸32的行走驅(qū)動腔323連通，并與另一行走單元3行走缸32的回位腔321連通，各換向開關閥22的輸入端分別與一行走單元3的緩沖腔322連通，各換向開關閥22的輸出端與主控閥23的換向口連通，兩換向開關閥22的平衡端相互連通，回位腔321與緩沖腔322通過單向閥連接。緩沖腔322的巧妙設置不僅實現(xiàn)了兩組行走單元3的交替運行，而且可以消除行走驅(qū)動腔323內(nèi)活塞對缸體的重載沖擊。

過濾單元1可設置兩個以上并聯(lián)的過濾器11，本實施例中，設有四個并聯(lián)的過濾器11，當某一過濾器11堵塞時，其他過濾器11可正常工作，從而保證鉆井液順利流向液壓控制單元2。

下面結合附圖對本實施例的工作過程作進一步說明：

井下牽引器通過貫穿液壓控制單元2和兩組行走單元3的中心管5引入用于驅(qū)動鉆機鉆井的鉆井液，兩組行走單元3分設于液壓控制單元2兩端，各圖中右側為井下牽引器前端，左側為井下牽引器后端。從中心管5引入的鉆井液先經(jīng)過濾單元1過濾，形成系統(tǒng)液壓介質(zhì)后再輸入液壓控制單元2。

輸入液壓控制單元2的液壓介質(zhì)壓力大于P0后主開關閥21導通，液壓介質(zhì)輸入主控閥23，本實施例中主控閥23的初始狀態(tài)為B1、B2口導通，液壓介質(zhì)經(jīng)B1口輸出至前部行走單元3支撐缸31的支撐驅(qū)動腔311和行走缸32的行走驅(qū)動腔323，支撐驅(qū)動腔311內(nèi)液壓增大并經(jīng)其活塞帶動與其相連的支撐機構33伸展，使支撐機構33撐緊油井內(nèi)壁，前部行走單元3外壁與油井之間無相對滑動；行走驅(qū)動腔323內(nèi)液壓增大并經(jīng)其活塞帶動中心管5向前移動。同時，液壓介質(zhì)經(jīng)B1口輸出至后部行走單元3行走缸32的回位腔321，回位腔321內(nèi)液壓增大并推動后部行走單元3相對行走缸32內(nèi)活塞及中心管5前移，進入提供行進牽引力的準備位置。前部行走單元3的行走缸32在行程的結束階段，回位腔321內(nèi)壓力遞增直至打通連接緩沖腔322的單向閥，回位腔321與相接的緩沖腔322導通，緩沖腔322內(nèi)壓力遞增。當緩沖腔322內(nèi)壓力大于或等于P1時，與其連接的換向開關閥22導通，驅(qū)使主控閥23切換導通工位，即主控閥23的B1、B2口關閉，A1、A2口導通，開始通過A2口向行走單元3輸入液壓介質(zhì)，同時與前部行走單元3的緩沖腔322連接的換向開關閥22關閉，液壓介質(zhì)的輸送換向完成。此后，后部行走單元3的工作過程與前部行走單元3的工作過程相同，在此不再贅述。如此循環(huán)上述動作，井下牽引器可以在全液壓驅(qū)動下實現(xiàn)井下的連續(xù)行進功能。

在以上工作過程中，各行走單元3內(nèi)的低壓液壓介質(zhì)經(jīng)主控閥23的B2口或A1口回流，最終通過液壓控制單元2排出至井下牽引器與井壁之間的環(huán)形腔4。

當輸入液壓控制單元2的液壓介質(zhì)壓力小于P0時，主開關閥21關閉，井下牽引器停止動作。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。