CN211343543U - 一种液压式电控膨胀机构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种液压式电控膨胀机构，包括主油箱；驱动器，驱动器通过第一进油管道与主油箱连通；皮囊，皮囊通过第二进油管道与驱动器连通，驱动器能够将主油箱中的油输送至皮囊中，以使皮囊膨胀；皮囊通过第一回油管道与主油箱连通，第一回油管道上安装有电磁开关阀，通过电磁开关阀以使皮囊收缩。该机构利用电机控制微型液压泵为提供皮囊膨胀驱动动力，利用电磁开关阀进行液路换向，通过上述动作实现对皮囊膨胀或者收缩的控制，使得集流过程安全高效，集流效果好。

Description

一种液压式电控膨胀机构

技术领域

本申请涉及油气田开发领域，尤其涉及一种液压式电控膨胀机构。

背景技术

低产液水平井生产动态监测是生产测井领域的难题，由于水平状态下流量频率值受含水百分比的影响较大，同时水平井中因重力分异普遍存在层流，且流型受井斜角度影响变得复杂，致使常规生产测井仪器不完全适用于水平井，必须使用使井内产液集流的工具。

测井应用中，集流伞与流量计等测井仪器联接，在油井套管内集流伞张开实现封隔集流，使井内流体进入集流伞内部的通道并流经流量计测量。目前开发和使用的集流伞由于井底状况不佳、仪器起下时的摩擦或者操作不当，集流伞很容易破损漏失，导致测量不准甚至失败。

实用新型内容

本申请提供一种液压式电控膨胀机构，改善现有技术中水平井单段测试不准确的问题。

本申请的技术方案是：

一种液压式电控膨胀机构，包括：

主油箱；

驱动器，所述驱动器通过第一进油管道与所述主油箱连通；

皮囊，所述皮囊通过第二进油管道与所述驱动器连通，所述驱动器能够将所述主油箱中的油输送至所述皮囊中，以使所述皮囊膨胀；所述皮囊通过第一回油管道与所述主油箱连通，所述第一回油管道上安装有电磁开关阀，通过所述电磁开关阀以使所述皮囊收缩。

作为本申请的一种技术方案，所述驱动器包括电机和液压泵，所述电机与所述液压泵连接，所述液压泵安装在所述第一进油管道上。

作为本申请的一种技术方案，所述第一进油管道上安装有第一过滤器。

作为本申请的一种技术方案，包括控制器和压差传感器，所述控制器分别与所述压差传感器、所述驱动器以及所述电磁开关阀电连接，所述压差传感器安装在所述第二进油管道上，用于检测所述第二进油管道上的压力。

作为本申请的一种技术方案，包括电源，所述电源分别与所述控制器、所述压差传感器、所述驱动器以及所述电磁开关阀电连接。

作为本申请的一种技术方案，所述皮囊与所述主油箱之间还连接有第二回油管道，所述第二回油管道上安装有安全阀。

作为本申请的一种技术方案，所述第二进油管道上安装有第二过滤器。

作为本申请的一种技术方案，所述第二进油管道上安装有挤压式油液隔离器，所述挤压式油液隔离器分别与所述进油管道、所述皮囊连接。

作为本申请的一种技术方案，所述挤压式油液隔离器包括缸本体、活塞杆以及复位弹簧，所述活塞杆的一端可滑动地穿进所述缸本体中，并与所述复位弹簧连接，所述复位弹簧靠近所述皮囊；所述缸本体上分别开设有进油口和出油口，所述进油口上连接所述第二进油管道，所述出油口与所述皮囊连通。

作为本申请的一种技术方案，所述皮囊的材质包括弹性材质。

本申请的有益效果：

本申请提供一种液压式电控膨胀机构，其整体上为一个完全闭环的液压驱动皮囊膨胀、缩回系统。主控系统通过压差传感器实时监控整个液压系统的压力，从而控制驱动电机泵为系统供油；当液压系统中的压力达到要求后，皮囊膨胀到最大，即关停电机泵系统；当需要缩回皮囊时，主控系统控制电磁开关阀打开即可实现皮囊的缩回。挤压式油液隔离器起到液压油隔离传输的功能，其左侧受液压泵输出的高压液压油驱动，内部的活塞杆将克服右侧的弹簧弹力向右运动，从而驱动右侧内部的预存储液压油往外输出、进入可膨胀皮囊内，使皮囊膨胀实现集流作用；当需要缩回皮囊时，电磁开关阀开启，挤压式油液隔离器的活塞杆将在右侧弹簧力的作用下将左侧液压油推回主油箱内，同时将皮囊内液压油倒吸入挤压式油液隔离器的右侧空腔内，实现皮囊的收回功能；其既能将前端液压泵输出的液压油通过隔离活塞传输到皮囊内使皮囊膨胀，又能将皮囊内的液压油与主腔体内的液压油实现物理隔离，避免皮囊破损后整个系统的灌浆、损坏液压系统；通过合理设置右侧的弹簧刚度和预紧力，可以很好的实现无动力皮囊回收、缩回，具有结构简单、安全可靠的特点；通过以上几个功能，最大限度的保证了液压系统的可重复使用性、延长了系统的维保周期、实现了一次入井多次膨胀收缩的功能和目的。此外，地面上的控制器可通过电缆在地面实时监测及控制液压式电控膨胀机构，通过电机、液压泵供电对膨胀皮囊内部充油膨胀来封堵油套环空，实现油气井集流式测试，现场操作方便，能够有效地提高测试效率和测试数据的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的液压式电控膨胀机构处于膨胀状态时的示意图；

图2为本申请实施例提供的液压式电控膨胀机构处于收缩状态时的示意图；

图3为本申请实施例提供的挤压式油液隔离器结构示意图。

图标：1-液压式电控膨胀机构；2-主油箱；3-驱动器；4-第一进油管道；5-皮囊；6-第二进油管道；7-第一回油管道；8-电磁开关阀； 9-电机；10-液压泵；11-第一过滤器；12-压差传感器；13-第二回油管道；14-安全阀；15-第二过滤器；16-挤压式油液隔离器；17-缸本体；18-活塞杆；19-复位弹簧。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例：

请参照图1，配合参照图2和图3，本申请实施例提供一种液压式电控膨胀机构1，包括电源、控制器、主油箱2、第一过滤器11、驱动器3、压差传感器12、第二过滤器15、电磁开关阀8、安全阀 14挤压式油液隔离器16以及皮囊5；其中，电源分别与控制器、压差传感器12、驱动器3以及电磁开关阀8电连接，控制器通过电缆分别与驱动器3、压差传感器12、电磁开关阀8以及安全阀14电连接，主油箱2通过第一进油管道4依次与第一过滤器11、驱动器3 连接，驱动器3通过第二进油管道6依次与压差传感器12、第二过滤器15、挤压式油液隔离器16以及皮囊5连通，皮囊5通过第一回油管道7依次与挤压式油液隔离器16、电磁开关阀8以及主油箱2 连通，同时，主油箱2与挤压式油液隔离器16之间还连接有第二回油管道13，第二回油管道13上安装有安全阀14。

需要说明的是，在本实施例中，驱动器3包括电机9和液压泵 10，电机9与液压泵10传动连接，液压泵10安装在进油管道上。

请参照图3，配合参照图1，挤压式油液隔离器16包括缸本体 17、活塞杆18以及复位弹簧19，活塞杆18的一端可滑动地穿进缸本体17中，并与复位弹簧19连接，复位弹簧19设置在缸本体17 靠近皮囊5的一端上；缸本体17上分别开设有进油口和出油口，进油口上连接第二进油管道6，出油口与皮囊5连通。

需要说明的是，在本实施例中，皮囊5采用的是弹性较好的材质。

需要说明的是，在本实施例中，地面上的控制器通过电缆分别与驱动器3、压差传感器12、电磁开关阀8以及安全阀14电连接，地面上的控制器通过压差传感器12实时监控整个系统的压力，其控制驱动器3为系统供油，使得皮囊5开始膨胀，对套管内需要进行测试的层段所在的空间进行封隔；当压差传感器12检测到系统中的压力达到预定要求后，将信号传送给控制器，控制器便对驱动器3发出指令，立即关停驱动器3；当需要皮囊5收缩时，控制器通过控制电磁开关阀8打开，进而即可实现皮囊5的缩回。

进一步地，在本实施例中，地面上的控制器采用的是现有技术中的常规的控制器，其具体结构和工作原理都与现有技术中的控制器相同；其能够在地面实时监测及控制液压式电控膨胀组件，通过电机9 和液压泵10对皮囊5内充油使得皮囊5膨胀来封堵套管，实现油气井集流式测试，现场操作方便。

需要说明的是，在本实施例中，挤压式油液隔离器16起到液压油隔离传输的功能，其既能将前端液压泵10输出的液压油通过隔离活塞传输到皮囊5内使皮囊5膨胀，又能将皮囊5内的液压油与主腔体内的液压油实现物理隔离，避免皮囊5破损后整个系统的灌浆、损坏液压系统；挤压式油液隔离器16通过合理设置右侧的弹簧刚度和预紧力，可以很好的实现无动力皮囊5回收、缩回，具有结构简单、安全可靠的特点，从而最大限度的保证了液压系统的可重复使用性，延长了系统的维保周期，实现了一次入井多次膨胀收缩的功能和目的。

需要说明的是，液压泵10采用的是浸油式伺服电机9驱动液压泵10，其为系统提供液压油，压差传感器12实时监测系统的输出压力，当系统压力达到额定压力后关闭反馈回控制系统，控制系统将关闭电机9使系统处于保压状态；过滤器起到过滤液压油的作用，防止外界混入的杂质对系统产生污染；安全阀14起到系统安全防护作用，避免系统压力过高对系统部件产生破坏。

当需要封隔套管内部时，启动电机9，使得挤压式油液隔离器16 左侧受液压泵10输出的高压液压油驱动，内部的活塞机构将克服右侧的弹簧弹力向右运动，从而驱动右侧内部的预存储液压油往外输出、进入可膨胀皮囊5内，使皮囊5膨胀实现集流作用；当需要缩回皮囊5时，电磁开关阀8开启，挤压式油液隔离器16的活塞将在右侧弹簧力的作用下，将左侧液压油推回主油箱2内，同时将皮囊5 内的液压油倒吸入挤压式油液隔离器16的右侧空腔内，实现皮囊5 的收回功能。利用电机9控制微型液压泵10提供皮囊5膨胀驱动动力，利用电磁开关阀8进行液路换向，通过上述动作实现对胶筒膨胀及收缩的控制，集流过程安全高效，集流效果好。

综上所述，该液压式电控膨胀机构1，其整体上为一个完全闭环的液压驱动皮囊5膨胀、缩回系统。主控系统(即控制器等)通过压差传感器12实时监控整个液压系统的压力，从而控制驱动电机9为系统供油；当液压系统中的压力达到要求后，皮囊5膨胀到最大，即关停电机9系统；当需要缩回皮囊5时，主控系统控制电磁开关阀8 打开即可实现皮囊5的缩回。挤压式油液隔离器16起到液压油隔离传输的功能，其左侧受液压泵10输出的高压液压油驱动，缸本体17 内部的活塞杆18将克服缸本体17内部右侧的弹簧弹力向右运动，从而驱动缸本体17右侧内部的预存储液压油往外输出、进入可膨胀皮囊5内，使皮囊5膨胀实现集流作用；当需要缩回皮囊5时，电磁开关阀8开启，挤压式油液隔离器16的缸本体17的活塞杆18将在右侧弹簧力的作用下，将缸本体17左侧的液压油推回主油箱2内，同时将皮囊5内液压油倒吸入挤压式油液隔离器16的右侧空腔内，实现皮囊5的收回功能；其既能将前端液压泵10输出的液压油通过隔离活塞传输到皮囊5内使皮囊5膨胀，又能将皮囊5内的液压油与主腔体内的液压油实现物理隔离，避免皮囊5破损后整个系统的灌浆、损坏液压系统；通过合理设置右侧的弹簧刚度和预紧力，可以很好的实现无动力皮囊5回收、缩回，具有结构简单、安全可靠的特点；通过以上几个功能，最大限度的保证了液压系统的可重复使用性、延长了系统的维保周期、实现了一次入井多次膨胀收缩的功能和目的。此外，地面上的控制器可通过电缆在地面实时监测及控制液压式电控膨胀机构1，通过电机9、液压泵10供电对膨胀皮囊5内部充油膨胀来封堵油套环空，实现油气井集流式测试，现场操作方便，能够有效地提高测试效率和测试数据的准确度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压式电控膨胀机构，其特征在于，包括：

主油箱；

驱动器，所述驱动器通过第一进油管道与所述主油箱连通；

皮囊，所述皮囊通过第二进油管道与所述驱动器连通，所述驱动器能够将所述主油箱中的油输送至所述皮囊中，以使所述皮囊膨胀；所述皮囊通过第一回油管道与所述主油箱连通，所述第一回油管道上安装有电磁开关阀，通过所述电磁开关阀以使所述皮囊收缩。

2.根据权利要求1所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述驱动器包括电机和液压泵，所述电机与所述液压泵连接，所述液压泵安装在所述第一进油管道上。

3.根据权利要求2所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述第一进油管道上安装有第一过滤器。

4.根据权利要求1所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，包括控制器和压差传感器，所述控制器分别与所述压差传感器、所述驱动器以及所述电磁开关阀电连接，所述压差传感器安装在所述第二进油管道上，用于检测所述第二进油管道上的压力。

5.根据权利要求4所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，包括电源，所述电源分别与所述控制器、所述压差传感器、所述驱动器以及所述电磁开关阀电连接。

6.根据权利要求1所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述皮囊与所述主油箱之间还连接有第二回油管道，所述第二回油管道上安装有安全阀。

7.根据权利要求6所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述第二进油管道上安装有第二过滤器。

8.根据权利要求1所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述第二进油管道上安装有挤压式油液隔离器，所述挤压式油液隔离器分别与所述进油管道、所述皮囊连接。

9.根据权利要求8所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述挤压式油液隔离器包括缸本体、活塞杆以及复位弹簧，所述活塞杆的一端可滑动地穿进所述缸本体中，并与所述复位弹簧连接，所述复位弹簧靠近所述皮囊；所述缸本体上分别开设有进油口和出油口，所述进油口上连接所述第二进油管道，所述出油口与所述皮囊连通。

10.根据权利要求1所述的液压式电控膨胀机构，其特征在于，所述皮囊的材质包括弹性材质。

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