CN217233448U - 电缆测井牵引器液压推靠短节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆测井牵引器液压推靠短节，解决了现有推靠短节功能单一、占用空间大、安全可靠性有待提高的问题。技术方案包括两端设有上、下接头的壳体，所述壳体上段设低压仓、下段设高压仓，还包括有中段的控制仓，所述控制仓设有液压泵和液压控制组件，所述液压泵的进口经控制仓与低压仓连通，出口连接液压控制组件；所述液压控制组件包括第一液压油管道和第二液压油管道，所述第一液压油管道上设有压力传感器，其高压油进口连接液压泵，高压油出口连接高压仓；所述第二液压油管道上设有电磁阀，其泄压油进口连接高压仓，泄压油出口连通控制仓。本实用新型结构紧凑合理、空间小、兼具控制、保护、净化多个功能、安全可靠性好。

Description

电缆测井牵引器液压推靠短节

技术领域

本实用新型涉及一种石油领域的井下测井用液压牵引器设备，具体的说是一种电缆测井牵引器液压推靠短节。

背景技术

目前，石油行业电缆测井使用的牵引器有两种，一种是机械式牵引器和液压式牵引器。

液压牵引器是以液压油为介质，通过液压泵对液压油增压来推动牵引臂张开，同时牵引臂张开时，对套管内壁具有一定的正压力，这样才能使牵引器产生牵引力，在套管中移动。牵引器推靠短节的推靠段用于为牵引臂的张开和收拢以液压油为介质提供动力，现有牵引器推靠短节存在以下问题:

(1)牵引器的牵引臂在井下移动过程中会被井内杂物卡住，牵引臂无法正常收回，在高压仓压力作用下，牵引臂始终保持对套管有一个正压力，极易产生牵引臂遇卡的事故。(2)当液压泵工作后，高压仓压力会逐步上升，一旦压力超过高压仓中的密封圈最大密封压力值，会造成井筒液体流入高压仓，出现牵引器故障。(3)牵引臂来回运动，容易产生铁粉，油块等较大杂物，这些杂物会随之进入高压的液压油中，若将这部分液压油直接回用，容易造成阀门等部件的堵塞或磨损，影响装置的正常使用，导致牵引轮磨损，严重时牵引臂遇卡。(4)受套管尺寸限制，牵引器外径也相应受到严格限制，若希望现有的牵引器推靠短节具有精确控制、保护、液压油净化和监视的多功能，采用分体装置实现以上功能，则需要足够大的油仓空间，这样会造成推靠段长度过长，直接影响牵引器输送。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、体积小、布置紧凑合理、兼具控制、保护、净化多个功能、安全可靠性好的电缆测井牵引器液压推靠短节。

本实用新型电缆测井牵引器液压推靠短节，包括两端设有上、下接头的壳体，所述壳体上段设低压仓、下段设高压仓，还包括有中段的控制仓，所述控制仓设有液压泵和液压控制组件，所述液压泵的进口经控制仓与低压仓连通，出口连接液压控制组件；所述液压控制组件包括第一液压油管道和第二液压油管道，所述第一液压油管道上设有压力传感器，其高压油进口连接液压泵，高压油出口连接高压仓；所述第二液压油管道上设有电磁阀，其泄压油进口连接高压仓，泄压油出口连通控制仓。

所述第二液压油管道靠近卸压油进口的管道上设有过滤器。

所述第一液压油管道还设有与控制仓连接的紧急泄压管道，所述紧急泄压管道上设单向阀。

所述过滤器为上、下两层，上层为高压腔，下层为设有滤网的过滤仓，所述第一液压油管道经高压腔连接高压油出口，所述第二液压油管道经过滤仓连接泄压油进口。

所述第一液压油管道的高压油进口、高压油出口以及第二液压油管道的泄压油进口布置在所述控制仓轴向的垂直中心线上。

所述低压仓内设有中心连杆，所述中心连杆的上端与上接头连接，下端穿过低压仓固定在液压泵的液压泵支座上；所述中心连杆的上段开有油孔，下段套有弹簧活塞，内部设有中空的油道、下端开有油道孔，所述低压仓经油孔、油道、以及油道孔与控制仓连通。

所述低压仓的弹簧活塞对应的仓体与井筒连通。

所述壳体由对应低压仓的上壳体和对应控制仓和高压仓的下壳体组成，所述上壳体和下壳体套接处沿周向设有剪切销组件和限位销组件；所述液压组件经固定壳体连接高压仓和下壳体。

所述液压泵出口与所述液压组件连接处的插入深度小于所述限位组件的限位距离。

所述剪切销组件包括设于上壳体和下壳体套接处对应的剪切销孔和插装在对应的所述剪切销孔中的剪切销、以及套装在剪切销上端且与下壳体螺纹连接的剪切销帽。

所述限位销组件包括设于上壳体和下壳体套接处对应的销孔和限位销孔、以及对应插装在销孔和限位销孔中的限位销。

所述液压泵支座和高压仓壳体套接处设有限位销组件。限位销组件包括设于液压泵支座和高压仓壳体接处对应的销孔和限位销孔、以及对应插装在销孔和限位销孔中的限位销，限位孔距离与下壳体限位孔的限位距离相同。

针对背景技术中存在的问题，发明人进行了如下改进：(1)分别设置低压仓、控制仓和高压仓，将液压控制组件和液压泵整体设置在控制仓内，低压仓与控制仓连通，液压油可以在低压仓与控制仓之间自由流动，当液压泵将控制仓中的液压油泵送到高压仓后，控制仓液压油减少，控制仓压力降低，则低压仓中的液压油会流入到控制仓中，保持低压仓与控制仓压力平衡，保障液压泵连续工作；当高压仓泄压时，高压仓液压油流入控制仓，同时控制仓压力增大，同时使低压仓压力增大，推动活塞，低压仓回收不放液压油，为下次推靠所用液压油做准备。(2)在低压仓的中心连杆上设置弹簧活塞，一方面当控制仓液压油减少、压力降低时，可通过弹簧推动活塞将低压仓中的液压油快速输送到控制仓；另一方面，由于所述低压仓的弹簧活塞对应的仓体与井筒连通，操作时，随着牵引器入井的深度增加，压力越来越大，可以推动活塞移动，使低压仓液压油压力与牵引器外压力保持平衡；(3)液压控制组件中布置了第一液压油管道和第二液压油管道，利用第一液压油管道将液压泵引出的增压的液压油送入高压仓，同时在第一液压油管道上设置压力传感器，直接测量第一管道压力(也是高压油仓压力)，测量的数据可通过牵引器电路传输到地面，工程师可直接根据压力数据，控制液压泵以调节高压仓压力，满足牵引器工作需要的压力；(4)在所述第一液压油管道还设有与控制仓连接的紧急泄压管道，所述紧急泄压管道上设单向阀，当高压仓压力大于单向阀阀值时，单向阀自动打开，对高压仓进行泄压，当高压仓压力低于单向阀阀值压力时，单向阀自动关闭，从而限制高压仓压力的范围和限度，以避免高压仓中的压力超过密封圈最大密封压力值，造成井筒液体流入高压仓，出现牵引器故障的问题。(5)利用第二液压油管道将高压仓内的液压油卸入控制仓，并在第二液压油管道设置电磁阀，在液压泵工作前，先对电磁阀供电，将电磁阀阀门关闭，使高压仓与控制仓隔离。当牵引臂遇卡，需要牵引臂及时收拢时，可控制断开电磁阀电源，高压仓通过第二液压油管道与控制仓瞬间连通，这样高压仓压力快速下降，牵引臂自动收拢，有效保护牵引器。6)在第二液压油管道上还设有过滤器，对进入过滤器前的液压油进行过滤以去除液压油中的铁粉、油块等较大杂物，避免电磁阀通道堵塞；进一步的，过滤器为密封隔离的上、下两层，上层为高压腔，下层为过滤仓，两者可拆式连接，便于为过滤仓更换滤网；所述第一液压油管道经高压腔连接高压油进口，所述第二液压油管道经过滤器连接泄压油出口。一方面，高压腔的设置有利于提高高压仓壳体的耐压；另一方面，牵引器工作状态前行时会存在震动或卡顿，本实用新型采用这种具有双层结构的过滤器将第一液压油管道和第二液压油管道的出口实现上、下垂直布置并固定在一起，一方面大幅提高管道的支撑力，减少振动对管道带来的影响，另一方面采用堆积方式，能使结构更加紧凑，提高空间利用率，减小推靠段的长度。在装有压力传感器、电磁阀、过滤器等多个部件的前提下，也能使连接高压仓的两个进出口居中布置，使高压仓在使用过程中保持压力的稳定和均衡，提高设备使用性。(7)当电磁阀损坏无法为高压仓泄压时，还设计了机械泄压结构，由于上接头同时连接上壳体和中心连杆，当上提上接头时，一方面中心连杆可相应经液压泵支座带动液压泵向上移动，使液压泵的出口与固定在下壳体上的液压控制组件脱开，高压仓内的液压油反向经液压控制组件迅速泄入控制仓中，高压仓快速泄压后牵引臂回收，消除遇卡；另一方面，由于上壳体与下壳体的套接处设置有剪切销组件和限位销组件，顾名思义，当剪切销组件受到上提的作用力超过预设压力时会断开，使上、下壳体的套接处发生相对移动的脱离动作，但同时受到限位销组件的限位，上、下壳体的脱离动作只能在限位销设置的限位距离内发生相对位移，而不会使上、下壳体彻底脱离，既实现了机械泄压的目的，又保证了推靠短节的整体连接性。

本实用新型结构简单、体积小、布置紧凑合理、兼具控制、保护、净化多个功能、具有紧急情况下机械泄压的功能、安全可靠性好、使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型专利结构示意图。

图2为剪切销组件A和限位销组件B的局部安装示意图。

图3为中心连杆的结构示意图。

图4为液压控制组件的结构示意图。

图5为本实用新型液压控制组件的安装示意图。

图6为过滤器12中过滤仓12.2的局部结构示意图。

其中，1液压控制组件、2液压泵、2.2液压泵支座、3高压仓、4低压仓、4.1中心连杆、4.2油孔、4.3油道、4.4油道孔、4.5弹簧活塞、5下接头；6上接头；7控制仓、7.1固定壳体、8上壳体、9下壳体；

11压力传感器、12过滤器、12.1高压腔、12.2过滤仓、12.3密封圈、12.4堵头、13电磁阀、14单向阀、15紧急泄压管道、16第一液压油管道、16.1高压油进口、16.2高压油出口、17第二液压油管道、17.1泄压油进口、17.2泄压油出口。

A剪切销组件、A1剪切销孔、A2剪切销、A3剪切销帽；

B限位销组件、B1销孔、B2限位销孔、B3限位销。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参见图1，本实用新型包括两端设有上、下接头6、5的壳体，所述壳体上段设低压仓4、中段设控制仓7、下段设高压仓3。

参见图2，所述壳体由对应低压仓4的上壳体8和对应控制仓7和高压仓3的下壳体9组成，所述上壳体8和下壳体9套接处沿周向设有剪切销组件A和限位销组件B，本实施例中，沿壳体周向均匀设有四组剪切销组件A和两组限位销组件B。

参见图2，所述剪切销组件A包括设于上壳体8和下壳体9套接处对应的剪切销孔A1和插装在对应的两个所述剪切销孔A1中的剪切销A2、以及套装在剪切销上端且与下壳体9螺纹连接的剪切销帽A3。

所述限位销组件B包括设于上壳体8和下壳体9套接处对应的销孔B1(设于上壳体8)和限位销孔B2(设于下壳体9)、以及对应插装在销孔B1和限位销孔B2中的限位销B3。

参见图1和图3，所述低压仓4内设有中心连杆4.1，所述中心连杆4.1的上端与上接头6连接，下端穿过低压仓4与控制仓7内液压泵2的液压泵支座2.2连接；所述中心连杆4.1的上段开有油孔4.2，下段套有弹簧活塞4.5，通利弹簧活塞4.5将低压仓4的中心连杆4.1上段对应的仓体(弹簧活塞以上对应的部分仓体)和下段弹簧活塞4.5对应的仓体(弹簧活塞以下对应的部分仓体)隔离开来，两者不互通；中心连杆4.1的内部设有中空的油道4.3、下端开有油道孔4.4，所述低压仓4的上段经油孔4.2、油道4.3、以及油道孔4.4与控制仓连通，实现液压油可在低压仓4和控制仓7之间的流动，所述弹簧活塞4.5包括套装中心连杆4.1下段的活塞和弹簧，弹簧前端抵在活塞上，后端抵在上壳体8上，活塞表面可设置密封圈，确保低压仓3内中心连杆4.1上段对应的仓体内的液压油不会泄漏到弹簧活塞4.5对应的仓体中；优选的，所述低压仓4下段的弹簧活塞4.5对应的仓体与井筒连通，当牵引器入井的深度增加，压力越来越大，可以推动活塞移动，使低压仓4液压油压力与牵引器外的压力保持平衡。

参见图1和图4，所述控制仓7设有液压泵2(液压泵本体安装在液压泵支座2.2上，为展示油道孔4.4，液压泵2本体后段未画出)和液压控制组件1，所述液压泵2的进口与控制仓7连通，出口连接液压控制组件；所述液压控制组件1包括第一液压油管道16和第二液压油管道17，管道直径均为2～3mm；

所述第一液压油管道16上设有压力传感器11，其高压油进口16.1连接液压泵2的出口(连接处的插入深度小于所述限位销组件B的限位距离)，高压油出口16.2连接高压仓3；所述第一液压油管道16经与紧急泄压管道15与控制仓7连通，所述紧急泄压管道15上设单向阀14。

所述第二液压油管道17的泄压油进口17.1连接高压仓3，泄压油出口17.2连接控制仓7，所述第二液压油管道上设有电磁阀13和过滤器12，所述过滤器12位于靠近卸压油进口17.1的管道上。

参见图6，所述过滤器设置在控制装置内，分为上、下两层结构，上层为高压腔12.1，下层为设有大于35目滤网的过滤仓12.2，上、下两层通过密封圈12.3和堵头12.4进行可拆式的密封隔离，便于更换滤网；所述第一液压油管道16经高压腔12.1连接高压油出口16.2，所述第二液压油管17道经过滤仓12.2连接泄压油进口17.1。

参见图4，所述过滤仓12.2布置在所述控制仓7轴向的垂直中心线上，所述第一液压油管道16的高压油进口16.1、高压油出口16.2以及第二液压油管道17的泄压油进口17.1也布置在所述控制仓7轴向的垂直中心线上。

所述液压控制组件1整体安装在固定壳体7.1上，所述固定壳体7.1固定在下壳体9，下端连接高压仓3；作为优选，所述固定壳体7.1的上端还可以与液压泵支座7.1的下端套接，套接处也可以设置限位销组件，当提升的作用力作用于液压泵支座7.1时，液压泵支座7.1与固定壳体7.1也会在限位销组件的作用下发生相对限位移动，避免液压泵支座7.1和固定壳体7.1完全脱开，进一步保证装置的整体性。

工作原理:

牵引器是通过液压推靠短节产生高压，将牵引段的牵引臂张开，液压推靠短节的上接头6连接牵引器电路控制段，下接头5连接牵引段；

1.在液压控制组件1中：液压泵2将控制仓7的液压油增压后送入液压控制组件1，经第一液压油管道16、高压腔12.1由高压油出口16.2进入高压仓3为牵引段提供压力。

当压力传感器11实时测量第一液压油管道16中的压力(也是高压仓3的压力)，测量的数据可通过牵引器电路传输到地面，工程师可直接根据压力数据，控制液压泵2调节高压仓3压力，以满足牵引器工作需要的合适压力；

当高压仓压力大于单向阀14阀值时，单向阀14自动打开，高压仓3中的液压油经紧急泄压管道15快速流入控制仓7，对高压仓3进行泄压，当泄压后的高压仓3压力低于单向阀14阀值压力时，单向阀14自动关闭，从而限制高压仓3压力的范围和限度，以避免高压仓3中的压力超过密封圈最大密封压力值，造成井筒液体流入高压仓3，出现牵引器故障的问题。

通过电磁阀13控制第二液压油管道17的开闭，在液压泵2工作前，先对电磁阀13供电，将电磁阀13阀门关闭，使高压仓3与控制仓7隔离。当牵引臂遇卡，需要牵引臂及时收拢时，可控制断开电磁阀13的电源，高压仓3通过第二液压油管道17与控制仓7瞬间连通，液压油经泄压油进口17.1、过滤仓12.2、电磁阀13和第二液压油管道17的泄压油出口17.2流入控制仓7中，这样高压仓3压力快速下降，牵引臂自动收拢，有效保护牵引器。

2.当液压泵2将控制仓7中的液压油泵送到高压仓3后，控制仓7中液压油减少、压力降低，则预存在低压仓4中的液压油在弹簧活塞4.5的作用下，通过中心连杆4.1上分布的油孔4.2，经油道4.3油道孔4.4流入控制仓7，实现两仓之间的压力平衡，为液压泵连续2工作提供保障。由所述低压仓7下段的弹簧活塞4.5对应的仓体与井筒连通，当牵引器入井的深度增加，压力越来越大，可以克服弹簧作用力推动弹簧活塞4.5移动，使低压仓4液压油压力与牵引器外的压力保持平衡。

3.当牵引器的牵引臂在井下遇卡，如前所述可以通过电磁阀13为高压仓3泄压。但当电磁阀13损坏无法及时为高压仓3泄压时，也就无法收回牵引臂，极易造成工程事故。此时还可以通过上提上接头6，一方面上接头6的上提力拉动中心连杆4.2，带动液压泵支座2.2带动液压泵2向上移动，使液压泵2的出口与液压控制组件1的高压油进口16.1脱开(由高压油进口16.1与液压泵2的出口连接处的插入深度小于所述限位销组件B的限位距离，因此上提的作用力可以保证两者脱开)，高压仓3与控制仓7连通，高压仓3内的液压油反向经液压控制组件1迅速泄入控制仓7中，高压仓3快速泄压后牵引臂回收，消除遇卡；另一方面，上提力经上壳体8作用于剪切销组件A上，当上提力大于剪切销组件A设定的承受力时，剪切销A2全部断裂，上壳体8相对于下壳体9向上移动，同时，液压泵支座2.2相对于固定仓壳体7.1向上移动，限位销组件B发挥作用，限位销B3在限位销孔B2(即位移孔)由一端移动至另一端被限位停止，上、下壳体的脱离动作只能在限位销组件B设置的限位距离内发生相对位移，不会使上、下壳体8、9彻底分离，既实现了机械泄压的目的，又保证了推靠短节的整体连接性。

Claims (11)

1.一种电缆测井牵引器液压推靠短节，包括两端设有上、下接头的壳体，所述壳体上段设低压仓、下段设高压仓，其特征在于，还包括有中段的控制仓，所述控制仓设有液压泵和液压控制组件，所述液压泵的进口经控制仓与低压仓连通，出口连接液压控制组件；所述液压控制组件包括第一液压油管道和第二液压油管道，所述第一液压油管道上设有压力传感器，其高压油进口连接液压泵，高压油出口连接高压仓；所述第二液压油管道上设有电磁阀，其泄压油进口连接高压仓，泄压油出口连通控制仓。

2.如权利要求1所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述第二液压油管道靠近卸压油进口的管道上设有过滤器。

3.如权利要求1所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述第一液压油管道还设有与控制仓连接的紧急泄压管道，所述紧急泄压管道上设单向阀。

4.如权利要求2所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述过滤器为上、下两层，上层为高压腔，下层为设有滤网的过滤仓，所述第一液压油管道经高压腔连接高压油出口，所述第二液压油管道经过滤仓连接泄压油进口。

5.如权利要求4所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述第一液压油管道的高压油进口、高压油出口以及第二液压油管道的泄压油进口布置在所述控制仓轴向的垂直中心线上。

6.如权利要求1-5任一项所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述低压仓内设有中心连杆，所述中心连杆的上端与上接头连接，下端穿过低压仓固定在液压泵的液压泵支座上；所述中心连杆的上段开有油孔，下段套有弹簧活塞，内部设有中空的油道、下端开有油道孔，所述低压仓经油孔、油道、以及油道孔与控制仓连通。

7.如权利要求6所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述低压仓的弹簧活塞对应的仓体与井筒连通。

8.如权利要求6所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述壳体由对应低压仓的上壳体和对应控制仓和高压仓的下壳体组成，所述上壳体和下壳体套接处沿周向设有剪切销组件和限位销组件；所述液压控制组件经固定壳体连接高压仓和下壳体。

9.如权利要求8所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述液压泵出口与所述液压控制组件连接处的插入深度小于所述限位销组件的限位距离。

10.如权利要求8或9所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述剪切销组件包括设于上壳体和下壳体套接处对应的剪切销孔和插装在对应的所述剪切销孔中的剪切销、以及套装在剪切销上端且与下壳体螺纹连接的剪切销帽。

11.如权利要求8或9所述的电缆测井牵引器液压推靠短节，其特征在于，所述限位销组件包括设于上壳体和下壳体套接处对应的销孔和限位销孔、以及对应插装在销孔和限位销孔中的限位销。

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