CN202597298U

CN202597298U - 使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统

Info

Publication number: CN202597298U
Application number: CN 201220194561
Authority: CN
Inventors: 成心建; 谢志双; 赵江; 费克林
Original assignee: Luzhou Changjiang Petroleum Engineering Machinery Co Ltd
Current assignee: Luzhou Changjiang Petroleum Engineering Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-03

Abstract

本实用新型公开了一种使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，它通过增加负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、双联负载敏感比例阀、注入头液压马达、与注入头液压马达配套的液压制动器、压力输出双向平衡阀、滚筒随动回路，能满足使用注入头的工况，并避免油管在回收时因卡住被拉断，安全性好，确保径向井作业的顺利进行，并可降低功率损耗。

Description

使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统

技术领域

本实用新型涉及一种使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统。

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；现径向钻井技术的主要过程为：通过油管控制液压系统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；作业完毕，通过滚筒反转、回收连续油管；目前油管控制液压系统均采用定量泵驱动滚筒液压马达，并限于井深在2000米以内的工况，在回收油管的过程中，一旦油管及其附件被卡住，泵的压力和流量无法调整，油管易被拉断，安全性较差，一旦井深超过2000米，还需使用注入头牵引油管下行，目前的油管控制液压系统无法与之配套。

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，提供一种使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，它能满足使用注入头的工况，并避免油管在回收时因卡住被拉断，安全性好，确保径向井作业的顺利进行，并可降低功率损耗。

为达到上述目的，本实用新型的使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，包括油箱、梭阀、至少一个滚筒液压马达、与各自滚筒液压马达配套的液压制动器，其特征在于还包括负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、双联负载敏感比例阀、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、压力输出双向平衡阀、滚筒随动回路，负载敏感变量柱塞泵的出油口与双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双联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，双联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口A2、B2分别与梭阀各自对应的进、回油口A11、B11相连，梭阀的两工作油口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；双联负载敏感比例阀的另一联阀片的两工作油口A3、B3分别与滚筒随动回路的进、回油口A12、B12相连，滚筒随动回路的两工作油口C12、D12与所有滚筒液压马达各自对应的一油口相连，所述梭阀的中位与所有滚筒液压制动器相连。

上述滚筒随动回路包括四个单向阀和溢流阀，其中两单向阀相对设置并相连，另两单向阀相背设置并相连，溢流阀的进口连于相背设置的两单向阀之间，溢流阀的出口连于相对设置的两单向阀之间，滚筒随动回路的进油口A12和工作油口D12均与溢流阀一侧的两单向阀的外端相连，滚筒随动回路的回油口B12和工作油口C12均与溢流阀另一侧的两单向阀的外端相连；下放油管时，当从进油口A12通入压力油时，两单向阀和溢流阀被打开，压力油经回油口B12流回，作用于滚筒液压马达的油压很低，滚筒液压马达处于随动状态；

下放油管时，操作负载敏感轴向柱塞变量泵和双联负载敏感比例阀，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，同时滚筒因随动回路做随动旋转，注入头向下拉动油管至工作位置，操作性好；双联负载敏感比例阀的两滑阀回中位，滚筒液压制动器和注入头液压制动器复位分别将二者定位，便于径向钻井；作业完毕需回收油管时，需调整减压阀的开启压力高于实际工况所需的系统压力，再调整双联负载敏感比例阀的两滑阀反向移动，其两组工作油口A2和B2、A3和B3反向供油，注入头液压马达和滚筒液压马达反向旋转，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；在油管回收时，通过双联负载敏感比例阀的两电磁铁控制滚筒的线速度高于注入头链条的线速度，油管始终保持一定的张力，可实现油管有序回收；减压阀可限制滚筒液压马达和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；由于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；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，本实用新型能满足使用注入头的工况，并避免油管在回收时因卡住被拉断，安全性好，确保径向井作业的顺利进行，并可降低功率损耗。

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，该使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，包括油箱、负载敏感轴向柱塞变量泵2、减压阀18、双联负载敏感比例阀5、梭阀21、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、两个滚筒液压马达32、滚筒随动回路33、与各自滚筒液压马达32配套的两个液压制动器34，负载敏感变量柱塞泵2的出油口与双联负载敏感比例阀5的进油口P相连，负载敏感变量柱塞泵2的负载反馈口与双联负载敏感比例阀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；

双联负载敏感比例阀5的一联阀片的两工作油口A2、B2分别与梭阀21各自对应的进、回油口A11、B11相连，梭阀21的两工作油口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27阀的两工作油口分别与所述两注入头液压马达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所述注入头减压阀30和顺序阀31与两注入头液压制动器29相连；所述滚筒随动回路33包括四个单向阀22、23、24、25和溢流阀26，其中两单向阀24和25相对设置并相连，另两单向阀22和23相背设置并相连，溢流阀26的进口连于两单向阀22和23之间，溢流阀26的出口连于两单向阀24和25之间，滚筒随动回路33的进油口A12和工作油口D12均与溢流阀26一侧的两单向阀22和25的外端相连，滚筒随动回路的回油口B12和工作油口C12均与溢流阀26另一侧的两单向阀23和24的外端相连；双联负载敏感比例阀5的另一联阀片的两工作油口A3、B3分别与滚筒随动回路33的进、回油口A12、B12相连，滚筒随动回路33的两工作油口C12、D12与两滚筒液压马达32各自对应的一油口相连，所述梭阀21的中位与两滚筒液压制动器34相连；

与本实用新型配套使用的注入头，包括两侧的链条、与链条配合的链轮，两侧的链条用于夹紧油管，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，操作负载敏感轴向柱塞变量泵2和双联负载敏感比例阀5，工作油口A2供油，压力油经梭阀21的中位打开滚筒液压制动器34，同时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；同时工作油口A3供油，调低溢流阀26的开启压力，滚筒随动回路33的进油口A12通入压力油，单向阀22、溢流阀26和单向阀24被打开，压力油经回油口B12流回，作用于滚筒液压马达32的油压很低，滚筒处于随动状态，油管由注入头牵引往下输送，其下放速度和位置便于控制，操作性好；当油管下放到工作位置时，操作双联负载敏感比例阀5两阀片的滑阀回到中位，两工作油口A2、A3关闭，滚筒液压制动器34和注入头液压制动器29复位，滚筒液压马达32和注入头液压马达28被制动，以便径向钻孔作业；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，高于实际工况的系统压力,通过调整双联负载敏感比例阀5两联阀片的滑阀反向移动，其两组工作油口A2和B2、A3和B3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和滚筒液压马达32反向旋转，油管开始回收，并通过双联负载敏感比例阀5的两电磁铁控制滚筒的线速度高于注入头链条的线速度，使得油管保持一定的张力，可将油管有序的回收到滚筒上，对于超深径向井作业，也不会出现打结等现象，确保下次作业的顺利进行；减压阀18可限制滚筒液压马达32和注入头液压马达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；当压力输出双向平衡阀27的进油口压力超过一定值时，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；本实用新型的负载敏感变量柱塞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

1. 一种使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，包括油箱、梭阀、至少一个滚筒液压马达、与各自滚筒液压马达配套的液压制动器，其特征在于还包括负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、双联负载敏感比例阀、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、压力输出双向平衡阀、滚筒随动回路，负载敏感变量柱塞泵的出油口与双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双联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，双联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口A2、B2分别与梭阀各自对应的进、回油口A11、B11相连，梭阀的两工作油口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；双联负载敏感比例阀的另一联阀片的两工作油口A3、B3分别与滚筒随动回路的进、回油口A12、B12相连，滚筒随动回路的两工作油口C12、D12与所有滚筒液压马达各自对应的一油口相连，所述梭阀的中位与所有滚筒液压制动器相连。

2.如权利要求1所述的使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，其特征在于所述滚筒随动回路包括四个单向阀和溢流阀，其中两单向阀相对设置并相连，另两单向阀相背设置并相连，溢流阀的进口连于相背设置的两单向阀之间，溢流阀的出口连于相对设置的两单向阀之间，滚筒随动回路的进油口A12和工作油口D12均与溢流阀一侧的两单向阀的外端相连，滚筒随动回路的回油口B12和工作油口C12均与溢流阀另一侧的两单向阀的外端相连。

3. 如权利要求1或2所述的使用注入头进行径向钻井的油管控制液压系统，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。