專利名稱：一種液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井中水平井的管道內(nèi)運(yùn)行并將井下工具儀器送入水平段內(nèi)的液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下送入裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于采用水平井開發(fā)油氣藏的獨(dú)特優(yōu)越性，使其得到越來越廣泛應(yīng)用。但在水平井的開發(fā)中，有不少問題有待解決，其中將水平井井下作業(yè)儀器送入水平井的水平段便是一個(gè)典型的問題，常規(guī)井中可以利用儀器自身重力下如井底，在水平井中只有借助外力。借助外力使井下工具在水平段內(nèi)運(yùn)行，必須設(shè)計(jì)一種專門能在水平井管道內(nèi)爬行的裝置。由于水平井井下可能有高達(dá)幾十兆帕的壓力或者高達(dá)120 溫度等極端條件，一般的驅(qū)動(dòng)裝置難以在這樣的惡劣環(huán)境下可靠工作。目前用于地面的管道爬行器種類繁多，也有用于水平井作業(yè)的專用爬行器，多采用電驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行。不論是用于地面的管道爬行器還是水平井作業(yè)的專用爬行器都存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在用于地面的管道爬行器，徑向尺寸都比較大，不能在油、水以及高溫高壓等惡劣環(huán)境下工作；采用電驅(qū)動(dòng)井下專用爬行器，主要有如下缺陷電驅(qū)動(dòng)井下專用爬行器由于徑向尺寸受到限制，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；靠爬行輪與管內(nèi)壁之間的正壓力產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力，遇到管道內(nèi)壁油污較多時(shí)易打滑；牽引速度和牽引力受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決水平井井下工具在水平段的送入問題，滿足大負(fù)載情況下井下工具的送入或小負(fù)載下井下工具的快速送入問題，特提供一種液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置，它包括電纜接頭、液壓動(dòng)力站、后扶正機(jī)構(gòu)、后鎖定機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、前鎖定機(jī)構(gòu)、前扶正機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)；電纜通過電纜接頭與液壓動(dòng)力站連接，被電纜接頭密封好的電纜與電機(jī)連接，電纜內(nèi)含動(dòng)力傳輸電纜和信號傳輸電纜；液壓動(dòng)力站與后扶正機(jī)構(gòu)的外殼體之間用標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，扶正臂a —端用鉸鏈固定在送入裝置殼體上，另一端與扶正輪a 及扶正臂b用復(fù)合鉸鏈連接，扶正臂b的另一側(cè)與滑塊a用鉸鏈連接，扶正臂a、扶正臂b 均能繞各自的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；后扶正機(jī)構(gòu)由三個(gè)扶正輪a、三個(gè)扶正臂a、三個(gè)扶正臂b組成，三個(gè)扶正輪a在圓周方向均布120°布局；安裝時(shí)，后扶正機(jī)構(gòu)中的彈簧a處于壓縮狀態(tài)，后扶正機(jī)構(gòu)的外殼與后鎖定機(jī)構(gòu)的外殼用標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，鎖定臂a與缸筒a用鉸鏈形式連接，鎖定臂a與鎖定卡瓦a及鎖定臂b之間用復(fù)合鉸鏈連接；鎖定臂b的另外一端與活塞桿a的端部用鉸鏈形式連接，活塞桿a的端部安裝有彈簧b，安裝時(shí)，彈簧b處于壓縮狀態(tài)，后鎖定機(jī)構(gòu)由三個(gè)鎖定卡瓦a、三個(gè)鎖定臂a、三個(gè)鎖定臂b組成，三個(gè)鎖定卡瓦a在圓周方向均布 120°布局；鎖定卡瓦a收回時(shí)藏于缸筒a的凹槽內(nèi)；后鎖定機(jī)構(gòu)外殼體與伸縮機(jī)構(gòu)外殼體之間以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，伸縮機(jī)構(gòu)由缸筒b、活塞桿組件組成，伸縮缸的進(jìn)出油管均藏于缸筒 b外表面的凹槽內(nèi)，活塞桿組件的端部與缸筒c的端部以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接；前鎖定機(jī)構(gòu)中的鎖定臂c與活塞桿b的端部用鉸鏈形式連接，鎖定臂c與鎖定卡瓦b及鎖定臂d之間用復(fù)合鉸鏈連接；鎖定臂d的另外一端與缸筒c用鉸鏈形式連接，活塞桿b的端部安裝有彈簧C， 安裝時(shí)，彈簧c處于壓縮狀態(tài)，前鎖定機(jī)構(gòu)由三個(gè)鎖定卡瓦b、三個(gè)鎖定臂C、三個(gè)鎖定臂d 組成，三個(gè)鎖定卡瓦b在圓周方向均布120°布局；鎖定卡瓦b收回時(shí)藏于缸筒c的凹槽內(nèi)； 前鎖定機(jī)構(gòu)外殼體與前扶正機(jī)構(gòu)的外殼體以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接；前扶正機(jī)構(gòu)的扶正臂c 一端用鉸鏈固定在滑塊b上，另一端與扶正輪b及扶正臂d用復(fù)合鉸鏈連接，扶正臂d的另一側(cè)與工具接口的外殼體用鉸鏈連接，扶正臂C、扶正臂d均能繞各自的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；前扶正機(jī)構(gòu)由三個(gè)扶正輪b、三個(gè)扶正臂C、三個(gè)扶正臂d組成，三個(gè)扶正輪b在圓周方向均布120°布局； 安裝時(shí)，前扶正機(jī)構(gòu)中的彈簧d處于壓縮狀態(tài)；扶正輪a和扶正輪b均與井壁接觸；電纜接頭與液壓系統(tǒng)相連接。液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置內(nèi)設(shè)置有液壓系統(tǒng)，它包括閉式油箱、 溢流閥、電機(jī)、液壓泵、順序閥、電磁換向閥、壓力開關(guān)、前鎖定缸、伸縮缸、后鎖定缸；閉式油箱的橫截面為圓柱形，閉式油箱的端部開有油管接口 ；液壓泵采用微型定量液壓泵，電機(jī)采用高壓可調(diào)速直流電機(jī)，液壓泵與電機(jī)通過微型波紋管聯(lián)軸器連接，液壓泵的出口分別與順序閥和溢流閥入口連接，順序閥的出口與壓力開關(guān)及電磁換向閥b的進(jìn)油口相通，電磁換向閥b為二位三通電磁換向閥，電磁換向閥b的出口與伸縮缸的無桿腔相通，伸縮缸有桿腔與順序閥出口相通；液壓泵的出口另外有一油流通路與電磁換向閥a的入口相通，電磁換向閥a為Y型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥，電磁換向閥a出口兩腔分別與前鎖定缸和后鎖定缸的無桿腔連接，前鎖定缸和后鎖定缸為單作用液壓油缸，前鎖定缸和后鎖定缸均采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是(1)扶正機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性好，避免了裝置的翻滾；(2)液壓系統(tǒng)采用微型液壓元件，定量泵與高壓直流可調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，液壓系統(tǒng)可靠，系統(tǒng)效率高；(3)液壓驅(qū)動(dòng)方式，機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；(4)采用鎖定卡瓦鎖定套管內(nèi)壁，打滑的可能性極大減小，驅(qū)動(dòng)力大；(5)出現(xiàn)過載時(shí)具有電機(jī)過載保護(hù)和溢流閥過載保護(hù)的雙重保護(hù)功能；(6)該裝置能實(shí)現(xiàn)雙向爬行，特別是在井下遇卡時(shí)可反向運(yùn)行解卡。


圖1是本發(fā)明一種液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置的液壓系統(tǒng)圖。圖中1.電纜接頭，2.液壓動(dòng)力站，3.扶正臂a，4.扶正輪a，5.扶正臂b，6.滑塊 a，7.彈簧a，8.缸筒a，9.鎖定臂a，10.鎖定卡瓦a，11.鎖定臂b，12.彈簧b，13.活塞桿a， 14.缸筒b，15.活塞桿組件，16.缸筒c，17.活塞桿b，18.鎖定臂c，19.鎖定卡瓦b，20.鎖定臂d，21.彈簧c，22.彈簧d，23.滑塊b，24.扶正臂c，25.扶正輪b，26.扶正臂d，27.工具接口，28.井壁，29.前扶正機(jī)構(gòu)，30.前鎖定機(jī)構(gòu)，31.伸縮機(jī)構(gòu)，32.后鎖定機(jī)構(gòu)，33.后扶正機(jī)構(gòu)，34.電纜，35.閉式油箱，36.溢流閥，37.電機(jī)，38.液壓泵，39.順序閥，40.電磁換向閥a，41.壓力開關(guān)，42.前鎖定缸，43.電磁換向閥b，44.伸縮缸，45.后鎖定缸。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置，它包括電纜接頭 1、液壓動(dòng)力站2、后扶正機(jī)構(gòu)33、后鎖定機(jī)構(gòu)32、伸縮機(jī)構(gòu)31、前鎖定機(jī)構(gòu)30、前扶正機(jī)構(gòu) 29和液壓系統(tǒng)，電纜34通過電纜接頭1與液壓動(dòng)力站2用連接，被電纜接頭1密封好的電纜34與電機(jī)37連接，電纜34內(nèi)含動(dòng)力傳輸電纜和信號傳輸電纜，為電機(jī)提供動(dòng)力電及控制信號；液壓動(dòng)力站2與后扶正機(jī)構(gòu)33的外殼體之間用標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，扶正臂a3 —端用鉸鏈固定在送入裝置殼體上，另一端與扶正輪a4及扶正臂沾用復(fù)合鉸鏈連接，扶正臂沾的另一側(cè)與滑塊a6用鉸鏈連接，扶正臂a3、扶正臂沾均能繞各自的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；后扶正機(jī)構(gòu)33 由三個(gè)扶正輪a4、三個(gè)扶正臂a3、三個(gè)扶正臂沾組成，三個(gè)扶正輪a4在圓周方向均布120° 布局；安裝時(shí)，后扶正機(jī)構(gòu)33中的彈簧a7處于壓縮狀態(tài)，后扶正機(jī)構(gòu)33的外殼與后鎖定機(jī)構(gòu)32的外殼用標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，鎖定臂a9與缸筒a8用鉸鏈形式連接，鎖定臂a9與鎖定卡瓦alO及鎖定臂bll之間用復(fù)合鉸鏈連接；鎖定臂bll的另外一端與活塞桿al3的端部用鉸鏈形式連接，活塞桿al3的端部安裝有彈簧bl2，安裝時(shí)，彈簧bl2處于壓縮狀態(tài)，后鎖定機(jī)構(gòu)32由三個(gè)鎖定卡瓦alO、三個(gè)鎖定臂a9、三個(gè)鎖定臂bll組成，三個(gè)鎖定卡瓦alO在圓周方向均布120°布局；鎖定卡瓦alO收回時(shí)藏于缸筒a8的凹槽內(nèi)；后鎖定機(jī)構(gòu)32外殼體與伸縮機(jī)構(gòu)31外殼體之間以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，伸縮機(jī)構(gòu)31由缸筒bl4、活塞桿組件15組成， 伸縮缸44的進(jìn)、出油管均藏于缸筒bl4外表面的凹槽內(nèi)，活塞桿組件15的端部與缸筒cl6 的端部以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接；前鎖定機(jī)構(gòu)30中的鎖定臂cl8與活塞桿bl7的端部用鉸鏈形式連接，鎖定臂cl8與鎖定卡瓦bl9及鎖定臂d20之間用復(fù)合鉸鏈連接；鎖定臂d20的另外一端與缸筒cl6用鉸鏈形式連接，活塞桿bl7的端部安裝有彈簧c21，安裝時(shí)，彈簧c21處于壓縮狀態(tài)，前鎖定機(jī)構(gòu)30由三個(gè)鎖定卡瓦bl9、三個(gè)鎖定臂cl8、三個(gè)鎖定臂d20組成，三個(gè)鎖定卡瓦bl9在圓周方向均布120°布局；鎖定卡瓦bl9收回時(shí)藏于缸筒cl6的凹槽內(nèi)；前鎖定機(jī)構(gòu)30外殼體與前扶正機(jī)構(gòu)四的外殼體以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接；前扶正機(jī)構(gòu)四的扶正臂cM 一端用鉸鏈固定在滑塊b23上，另一端與扶正輪b25及扶正臂業(yè)6用復(fù)合鉸鏈連接，扶正臂 d26的另一側(cè)與工具接口 27的外殼體用鉸鏈連接，扶正臂c24、扶正臂業(yè)6均能繞各自的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；前扶正機(jī)構(gòu)四由三個(gè)扶正輪1^25、三個(gè)扶正臂c24、三個(gè)扶正臂業(yè)6組成，三個(gè)扶正輪b25在圓周方向均布120°布局；安裝時(shí)，前扶正機(jī)構(gòu)四中的彈簧d22處于壓縮狀態(tài)；扶正輪a4和扶正輪b25均與井壁觀接觸；電纜接頭1與液壓系統(tǒng)相連接。如圖2，為液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置的液壓系統(tǒng)原理圖，它包括閉式油箱35、溢流閥36、電機(jī)37、液壓泵38、順序閥39、電磁換向閥40、壓力開關(guān)41、前鎖定缸42、伸縮缸44、后鎖定缸45 ；閉式油箱35的橫截面為圓柱形，閉式油箱35的端部開有油管接口，液壓泵38采用微型定量液壓泵，電機(jī)37采用高壓可調(diào)速直流電機(jī)，液壓泵38與電機(jī)37通過微型波紋管聯(lián)軸器連接，液壓泵38的出口分別與順序閥39和溢流閥36入口連接，順序閥39的出口與壓力開關(guān)41及電磁換向閥43的進(jìn)油口相通，電磁換向閥43為二位三通電磁換向閥，電磁換向閥43的出口與伸縮缸44的無桿腔相通，伸縮缸44有桿腔與順序閥39出口相通；液壓泵38的出口另外有一油流通路與電磁換向閥40的入口相通，該閥為Y型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥，電磁換向閥40出口兩腔分別與前鎖定缸42和后鎖定缸45的無桿腔連接，前鎖定缸42、后鎖定缸45為單作用液壓油缸，前鎖定缸42、后鎖定缸45均采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置，它包括電纜接頭、液壓動(dòng)力站、后扶正機(jī)構(gòu)、后鎖定機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、前鎖定機(jī)構(gòu)、前扶正機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)，其特征是電纜(34) 通過電纜接頭(1)與液壓動(dòng)力站(2)連接，被電纜接頭(1)密封好的電纜(34)與電機(jī)(37) 連接，電纜(34)內(nèi)含動(dòng)力傳輸電纜和信號傳輸電纜；液壓動(dòng)力站(2)與后扶正機(jī)構(gòu)(33)的外殼體之間用標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，扶正臂a (3)—端用鉸鏈固定在送入裝置殼體上，另一端與扶正輪a (4)及扶正臂b (5)用復(fù)合鉸鏈連接，扶正臂b (5)的另一側(cè)與滑塊a (6)用鉸鏈連接，扶正臂a (3)、扶正臂b (5)均能繞各自的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；后扶正機(jī)構(gòu)(33)由三個(gè)扶正輪 a (4)、三個(gè)扶正臂a (3)、三個(gè)扶正臂b (5)組成，三個(gè)扶正輪a (4)在圓周方向均布120° 布局；安裝時(shí)，后扶正機(jī)構(gòu)(33)中的彈簧a (7)處于壓縮狀態(tài)，后扶正機(jī)構(gòu)(33)的外殼與后鎖定機(jī)構(gòu)(32)的外殼用標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，鎖定臂a (9)與缸筒a (8)用鉸鏈形式連接，鎖定臂a (9)與鎖定卡瓦a (10)及鎖定臂b (11)之間用復(fù)合鉸鏈連接；鎖定臂b (11)的另外一端與活塞桿a (13)的端部用鉸鏈形式連接，活塞桿a (13)的端部安裝有彈簧b (12)， 安裝時(shí)，彈簧b (12)處于壓縮狀態(tài)，后鎖定機(jī)構(gòu)(32)由三個(gè)鎖定卡瓦a (10)、三個(gè)鎖定臂 a (9)、三個(gè)鎖定臂b (11)組成，三個(gè)鎖定卡瓦a (10)在圓周方向均布120°布局；鎖定卡瓦a (10)收回時(shí)藏于缸筒a (8)的凹槽內(nèi)；后鎖定機(jī)構(gòu)(32)外殼體與伸縮機(jī)構(gòu)(31)外殼體之間以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接，伸縮機(jī)構(gòu)(31)由缸筒b (14)、活塞桿組件(15)組成，伸縮缸(44) 的進(jìn)出油管均藏于缸筒b (14)外表面的凹槽內(nèi)，活塞桿組件(15)的端部與缸筒c (16)的端部以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接；前鎖定機(jī)構(gòu)(30)中的鎖定臂c (18)與活塞桿b (17)的端部用鉸鏈形式連接，鎖定臂c (18)與鎖定卡瓦b (19)及鎖定臂d (20)之間用復(fù)合鉸鏈連接；鎖定臂d (20)的另外一端與缸筒c (16)用鉸鏈形式連接，活塞桿b (17)的端部安裝有彈簧c(21)，安裝時(shí)，彈簧c(21)處于壓縮狀態(tài)，前鎖定機(jī)構(gòu)(30)由三個(gè)鎖定卡瓦b (19)、三個(gè)鎖定臂c (18)、三個(gè)鎖定臂d (20)組成，三個(gè)鎖定卡瓦b (19)在圓周方向均布120°布局； 鎖定卡瓦b (19)收回時(shí)藏于缸筒c (16)的凹槽內(nèi)；前鎖定機(jī)構(gòu)(30)外殼體與前扶正機(jī)構(gòu) (29)的外殼體以標(biāo)準(zhǔn)絲扣連接；前扶正機(jī)構(gòu)(29)的扶正臂c (24) 一端用鉸鏈固定在滑塊 b (23)上，另一端與扶正輪b (25)及扶正臂d (26)用復(fù)合鉸鏈連接，扶正臂d (26)的另一側(cè)與工具接口(27)的外殼體用鉸鏈連接，扶正臂c (M)、扶正臂d (26)均能繞各自的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；前扶正機(jī)構(gòu)(29)由三個(gè)扶正輪b (25)、三個(gè)扶正臂c (M)、三個(gè)扶正臂d (26) 組成，三個(gè)扶正輪b (25)在圓周方向均布120°布局；安裝時(shí)，前扶正機(jī)構(gòu)(29)中的彈簧d(22)處于壓縮狀態(tài)；扶正輪a(4)和扶正輪b (25)均與井壁(28)接觸；電纜接頭(1)與液壓系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置，其特征是上述液壓系統(tǒng)包括閉式油箱、溢流閥、電機(jī)、液壓泵、順序閥、電磁換向閥、壓力開關(guān)、前鎖定缸、 伸縮缸、后鎖定缸；閉式油箱(35)的橫截面為圓柱形，閉式油箱(35)的端部開有油管接口 ； 液壓泵(38 )采用微型定量液壓泵，電機(jī)(37 )采用高壓可調(diào)速直流電機(jī)，液壓泵(38 )與電機(jī) (37)用微型波紋管聯(lián)軸器連接，液壓泵(38)的出口分別與順序閥(39)和溢流閥(36)入口連接，順序閥(39)的出口與壓力開關(guān)(41)及電磁換向閥b (43)的進(jìn)油口相通，電磁換向閥b (43)為二位三通電磁換向閥，電磁換向閥b (43)的出口與伸縮缸(44)的無桿腔相通， 伸縮缸(44)有桿腔與順序閥(39)出口相通；液壓泵(38)的出口另外有一油流通路與電磁換向閥a (40)的入口相通，電磁換向閥a (40)為Y型中位機(jī)能的三位四通電磁換向閥，電磁換向閥a (40)出口兩腔分別與前鎖定缸(42)和后鎖定缸(45)的無桿腔連接，前鎖定缸 (42)和后鎖定缸(45)均為單作用液壓油缸，前鎖定缸(42)和后鎖定缸(45)均采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井中水平井的管道內(nèi)運(yùn)行的液壓驅(qū)動(dòng)伸縮式水平井井下工具送入裝置。它解決水平井井下工具的送入問題。其技術(shù)方案電纜通過電纜接頭與液壓動(dòng)力站連接，另一端與電機(jī)連接；液壓動(dòng)力站與后扶正機(jī)構(gòu)連接，扶正臂a一端固定在送入裝置，另一端與扶正輪a及扶正臂b鉸鏈連接，扶正臂b的另外一側(cè)與滑塊a連接；后扶正機(jī)構(gòu)與后鎖定機(jī)構(gòu)外殼相連接，鎖定臂a與鎖定卡瓦a及鎖定臂b鉸鏈連接；后鎖定機(jī)構(gòu)由鎖定卡瓦、鎖定臂組成，后鎖定機(jī)構(gòu)與伸縮機(jī)構(gòu)連接；前、后鎖定機(jī)構(gòu)、前后扶正機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同。本裝置機(jī)械系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡單，液壓系統(tǒng)可靠，效率高，驅(qū)動(dòng)力大；本裝置能實(shí)現(xiàn)雙向爬行，在井下遇卡時(shí)能反向運(yùn)行解卡。
文檔編號F16L55/38GK102374360SQ201110385740
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者葉哲偉, 張梁, 文濤, 李現(xiàn)東, 梁政, 田家林, 肖仕紅, 蔣發(fā)光, 趙廣慧, 鄧雄 申請人:西南石油大學(xué)