CN202596610U - 用于径向井作业的注入头驱动液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于径向井作业的注入头驱动液压系统，包括油箱、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，在油管控制液压系统内设有减压阀，在辅助执行元件液压系统内设有升降油缸、排管液压马达、内夹紧油缸，油管控制液压系统和辅助执行元件液压系统采用负载敏感变量柱塞泵和负载敏感比例阀，泵的输出压力和流量随反馈回来的负载信号自动调整；本实用新型能保证注入头顺利的工作，且最大限度的降低功率损耗，安全性好。

Description

用于径向井作业的注入头驱动液压系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于2000米以上超深径向井作业的注入头驱动液压系统。

背景技术

径向钻井技术在近年来得到迅猛发展，它通过在一个储层平面钻出多个水平井眼，大幅增加油井泄油面积，使油气井产量、开采速度和单井控制储量大幅提高，是提高低渗透油气藏、稠油、老油井、边际油井和煤层气开采途径的手段；对于井深未超过2000米的径向钻井，其主要过程为：驱动滚筒正转，将绕于其上的连续油管送入井下，再通过转向控制器将连续油管末端的喷射管置于水平方向，启动高压泵将工作液送入连续油管内、沿径向喷射，冲击岩层或土壤，实现径向钻井；由滚筒的反转来实现油管的回收；但对于井深超过2000米的超深径向井作业，由滚筒的正转和依靠连续油管的自重来实现连续油管的下放，其下放速度难以控制，操作性较差；油管的回收仅靠由油泵驱动的滚筒难以完成，因此对于井深超过2000米的超深径向井作业，还需采用注入头、排管器与滚筒共同动作来实现油管的下放和回收，注入头包括用于夹紧油管的链条以及带动链条移动的链轮，排管器可沿滚筒轴向及上、下移动，可实现油管有序地放送和回收，保证注入头顺利的工作，但目前还没有驱动注入头的液压系统。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种用于径向井作业的注入头驱动液压系统，它能保证注入头顺利的工作，且最大限度的降低功率损耗，安全性好。

为达到上述目的，本实用新型的用于径向井作业的注入头驱动液压系统，包括油箱、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，其特征在于辅助执行元件液压系统包括负载敏感变量柱塞泵、多联负载敏感比例阀、升降油缸、排管液压马达和内夹紧油缸，负载敏感变量柱塞泵的出油口与多联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与多联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，多联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口A4、B4通过液压锁分别与升降油缸各自对应的油口相连，多联负载敏感比例阀另一阀片的两工作油口A5、B5与排管液压马达各自对应的一油口相连；内夹紧油缸通过液压锁、换向阀与辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵的出油口相连；

油管控制液压系统包括负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、负载敏感比例阀、压力输出双向平衡阀、至少一个注入头液压马达、与各自注入头液压马达配套的液压制动器、顺序阀，负载敏感变量柱塞泵的出油口与负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与负载敏感比例阀的负载反馈口相连，减压阀设于两负载反馈口之间的油路上，负载敏感比例阀的两工作油口A2、B2分别与压力输出双向平衡阀各自对应的进、回油口相连，压力输出双向平衡阀的两工作油口分别与所有注入头液压马达各自对应的一油口相连，压力输出双向平衡阀的内置梭阀的中位通过顺序阀与所有注入头液压制动器相连。

下放油管时，通过辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵和多联负载敏感比例阀使得升降油缸、排管马达和内夹紧油缸工作，可实现排管器的下降、并作轴向往复移动和注入头的链条夹紧油管，为油管有序的下放做好准备；操作油管控制液压系统的负载敏感轴向柱塞变量泵和负载敏感比例阀工作，可使得滚筒液压制动器和注入头液压制动器松开，注入头液压马达旋转，驱动注入头的链条向下移动，注入头向下拉动油管至工作位置，操作性好；负载敏感比例阀的滑阀回中位，注入头液压制动器复位将注入头液压马达定位，可进行径向钻井；作业完毕需回收油管时，需调整减压阀的开启压力高于工况所需的实际压力，再调整负载敏感比例阀的两滑阀反向移动，其两工作油口A2和B2反向供油，注入头液压马达反向旋转，顺序阀使得注入头液压马达先于注入头液压制动器动作，避免注入头液压马达因先失去制动而下滑，同时由多联负载敏感比例阀控制升降油缸、排管马达工作，使得排管器逐渐升高、并作轴向往复移动，可实现有序排管；减压阀可限制注入头液压马达的最高压力，在油管回收时因意外被卡住，不致强行提升油管而导致断裂，保证了安全性；油管控制液压系统和辅助执行元件液压系统均采用负载敏感变量柱塞泵和负载敏感比例阀，泵的输出压力和流量随反馈回来的负载信号自动调整，如执行元件不工作时，其对应负载敏感比例阀上的滑阀回到中位，泵的流量小，能最大限度的降低功率损耗；

作为本实用新型的进一步改进，在内夹紧油缸与负载敏感变量柱塞泵出油口的连接油路上设有减压阀；可避免压力过大损坏油管；

作为本实用新型的进一步改进，在内夹紧油缸的油路上还设有蓄能器；可避免液压锁的泄漏而导致夹紧力下降；

作为本实用新型的进一步改进，在压力输出双向平衡阀的内置梭阀的中位与顺序阀之间还设有注入头减压阀；注入头减压阀可避免注入头液压制动器内密封件承受过高的压力，延长寿命；

综上所述，本实用新型能保证注入头顺利的工作，且最大限度的降低功率损耗，安全性好。

附图说明

图1为本实用新型实施例的液压原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

由图1所示，该用于径向井作业的注入头驱动液压系统，包括油箱、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，辅助执行元件液压系统包括负载敏感变量柱塞泵3、多联负载敏感比例阀6、升降油缸9、排管液压马达10、内夹紧油缸35，负载敏感变量柱塞泵3的出油口与多联负载敏感比例阀6的进油口P相连，负载敏感变量柱塞泵3的负载反馈口与多联负载敏感比例阀的负载反馈口LS相连，多联负载敏感比例阀3其中一联阀片的两工作油口A4、B4通过液压锁16分别与升降油缸9各自对应的油口相连，另一联阀片的两工作油口A5、B5通过双向平衡阀17与排管液压马达10各自对应的一油口相连；内夹紧油缸35通过液压锁40、换向阀41、减压阀20与负载敏感变量柱塞泵3的出油口相连，蓄能器37设于内夹紧油缸35的油路上；

油管控制液压系统包括负载敏感轴向柱塞变量泵2、减压阀18、负载敏感比例阀5、压力输出双向平衡阀27、两个注入头液压马达28、与各自注入头液压马达28配套的两个液压制动器29、注入头减压阀30、顺序阀31，负载敏感变量柱塞泵2的出油口与负载敏感比例阀5的进油口P相连，负载敏感变量柱塞泵2的负载反馈口与负载敏感比例阀5的负载反馈口LS相连，减压阀18设于两负载反馈口之间的油路上；负载敏感比例阀5的两工作油口A2、B2分别与压力输出双向平衡阀27各自对应的进、回油口相连，压力输出双向平衡阀27的两工作油口分别与所有注入头液压马达28各自对应的一油口相连，压力输出双向平衡阀27的内置梭阀的中位通过注入头减压阀30和顺序阀31与两注入头液压制动器29相连；

在下放和回收油管时与本发明配套使用的有排管器和注入头，排管器需由升降油缸9带动做上、下方的移动，以适应滚筒上油管缠绕厚度的变化，同时排管器还需由丝杆-螺母副带动沿滚筒轴线移动，以实现在滚筒轴向上的有序排管，丝杆的转动由排管马达10驱动；注入头包括两侧的链条、与链条配合的链轮，内夹紧油缸35可使得两侧的链条夹紧油管，链轮由注入头液压马达28驱动，再带动链条在井内上、下移动；

本实用新型的工作原理为：下放油管时，启动负载敏感变量柱塞泵3和操纵换向阀41、多联负载敏感比例阀6，使得内夹紧油缸35工作，注入头的链条夹紧油管，工作油口A4、A5供油，升降油缸9下降、排管马达10正转，可实现排管器的上升、并作轴向往复移动；紧接着启动负载敏感轴向柱塞变量泵2和操纵负载敏感比例阀5，工作油口A2供油，压力油经压力输出双向平衡阀27驱动两注入头液压马达28，因顺序阀31的作用，压力油稍延时经压力输出双向平衡阀27的内置梭阀的中位打开注入头液压制动器29，可保证注入头液压马达28获得一定的预加扭矩，驱动注入头的链条带动油管向下移动；当油管下放到工作位置时，操作负载敏感比例阀5的滑阀回到中位，工作油口A2关闭，注入头液压制动器29复位，注入头液压马达28被制动，以便径向钻孔作业，同时操作多联负载敏感比例阀3两阀片的滑阀回到中位，工作油口A4、A5关闭，升降油缸9和排管马达10停止动作，排管器保持现有位置；在油管下放的过程中，起初，注入头液压马达28承受的力矩最小，反馈回负载敏感变量柱塞泵2的负载信号最小，负载敏感变量柱塞泵2输出的压力和流量也最小，随着下放深度的增加，反馈回负载敏感变量柱塞泵2的负载信号逐渐增大，负载敏感变量柱塞泵2输出的压力和流量也自动增大，可降低系统的功率损耗；作业完毕，需回收油管时，可无级调整减压阀18的开启压力,要求减压阀18的开启压力要高于当时工况需要的系统压力，通过调整负载敏感比例阀5的滑阀反向移动，其两工作油口A2和B2反向供油，注入头液压制动器29延时后被打开，使得注入头液压马达28反向旋转，油管开始回收，同时由多联负载敏感比例阀6控制升降油缸9和排管马达10工作，排管器开始工作，可将油管有序的回收到滚筒上，对于超深径向井作业，确保注入头顺利的工作；减压阀18可限制注入头液压马达28的最高压力，在油管回收时因意外被卡住，不致强行提升油管而导致断裂，保证了安全性；当双向平衡阀17、压力输出双向平衡阀27的进油口压力超过一定值时，各平衡阀打开，在对应液压马达的出油口产生背压，可提高液压马达转动的平稳性；减压阀20可避免压力过大损坏油管，蓄能器37可避免液压锁40的泄漏而导致夹紧力下降；注入头减压阀30可避免注入头液压制动器29内密封件承受过高的压力，延长寿命；

本实用新型的油管控制液压系统和辅助执行元件液压系统均采用负载敏感变量柱塞泵和负载敏感比例阀，泵的输出压力和流量随反馈回来的负载信号自动调整，如执行元件不工作时，其对应负载敏感比例阀上的滑阀回到中位，泵的流量小，能最大限度的降低功率损耗。 

Claims (4)

1.一种用于径向井作业的注入头驱动液压系统，包括油箱、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，其特征在于辅助执行元件液压系统包括负载敏感变量柱塞泵、多联负载敏感比例阀、升降油缸、排管液压马达和内夹紧油缸，负载敏感变量柱塞泵的出油口与多联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与多联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，多联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口A4、B4通过液压锁分别与升降油缸各自对应的油口相连，多联负载敏感比例阀另一阀片的两工作油口A5、B5与排管液压马达各自对应的一油口相连；内夹紧油缸通过液压锁、换向阀与辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵的出油口相连；

油管控制液压系统包括负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、负载敏感比例阀、压力输出双向平衡阀、至少一个注入头液压马达、与各自注入头液压马达配套的液压制动器、顺序阀，负载敏感变量柱塞泵的出油口与负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与负载敏感比例阀的负载反馈口相连，减压阀设于两负载反馈口之间的油路上，负载敏感比例阀的两工作油口A2、B2分别与压力输出双向平衡阀各自对应的进、回油口相连，压力输出双向平衡阀的两工作油口分别与所有注入头液压马达各自对应的一油口相连，压力输出双向平衡阀的内置梭阀的中位通过顺序阀与所有注入头液压制动器相连。

2.如权利要求1所述的用于径向井作业的注入头驱动液压系统，其特征在于在内夹紧油缸与负载敏感变量柱塞泵出油口的连接油路上设有减压阀。

3. 如权利要求1或2所述的用于径向井作业的注入头驱动液压系统，其特征在于在内夹紧油缸的油路上还设有蓄能器。

4. 如权利要求3所述的用于径向井作业的注入头驱动液压系统，其特征在于在压力输出双向平衡阀的内置梭阀的中位与顺序阀之间还设有注入头减压阀。

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