一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体

    技术2025-12-25  9


    本发明涉及钻完井工具领域,尤其是涉及一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体。


    背景技术:

    1、在水平井钻完井作业中,作业管柱通常由于重力与井壁产生较大接触力,从而产生巨大的摩擦力,阻碍钻柱通过自由下入的方式到达目标井深,或由于钻柱轴向力无法传递至钻头,导致钻井钻压无法达到目标需求,在利用钢丝绳、电缆等缆绳工具下入测井、射孔工具的过程中同样会遭遇类似问题,在业内通常使用金属减阻剂、水力震击器等工具方法通过减小管柱与井壁摩阻的方式提升管柱的水平井延伸距离,但作用及效果依然有限。

    2、连续油管是近30年来在钻完井领域逐渐兴起的技术,具有对地层污染破坏小,作业成本低、作业简单高效的优点,但由于连续油管的大挠度特性,其在水平井作业中受摩擦阻力的影响更为明显,甚至在井眼中产生螺旋屈曲直至锁死,从而完全阻止连续油管进一步在水平井的延伸,为解决连续油管水平井延伸距离受限的问题,国外首先提出了使井下牵引机器人在井下牵引连续油管向前延伸的方式,克服了连续油管屈曲锁死的问题,经过20余年的发展,井下牵引机器人技术已成功应用于大量连续油管水平井作业,其中以电缆轮式牵引机器人为主,在国内外均已形成较为成熟的产品和技术,但存在无法设置钻井液循环流道的缺陷,不能进一步配合其他水力工具开展钻完井作业,故在测井和射孔作业中应用较为广泛,在伸缩式牵引机器人方面,目前的伸缩式牵引机器人控制主要形式为电液联合控制系统,但由于井下作业环境恶劣,振动大、温度高、压强高,对电控系统的密封和绝缘性能及可靠性提出了较高要求,而在电力的供应方面同样会存在影响液体循环、续航寿命短、使用成本高、尺寸大等问题。

    3、对于牵引机器人控制系统结构方面,专利cn201910224759.0基于工作短节-控制短节-工作短节的牵引机器人结构,采用电液联合控制系统牵引机器人工作,其控制短节由控制电路板、y型和o型中位机能三位四通电磁换向阀以及泄压阀组成的阀组等组成,其控制电路板受井下环境影响较大,成本较高,寿命较短。

    4、综上所述,本发明涉及一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,可控制运动机构的交替运动以实现在井下的自动连续爬行,本发明具有集成度高、控制稳定可靠的优点,弥补了牵引机器人纯液控方法和设备的空白。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,解决现有的连续油管在水平井中延伸长度有限的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供了一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,包括阀体、插装阀阀座、插装阀进出液阀口、阀口间连接流道、工作腔连接口、工作腔连接流道和出液口连接流道;

    3、阀体上设置有插装阀阀座,插装阀阀座上安装对应的插装阀,插装阀上均设置有插装阀进出液阀口,不同插装阀阀座的各插装阀进出液阀口之间设置有阀口间连接流道;

    4、插装阀阀座的同端面设置有中心流道用于向阀体输入高压液体;

    5、工作腔连接流道连接插装阀进出液阀口及工作腔连接口,并通过工作腔连接口连接到各工作腔;

    6、插装阀阀座包括沿顺时针方向依次设置的液控二位四通换向阀阀座、流量控制阀阀座、单向顺序阀c阀座、单向顺序阀d阀座、液控单向阀a阀座、液控单向阀b阀座、单向顺序阀b阀座和单向顺序阀a阀座;

    7、插装阀进出液阀口包括第一液控二位四通换向阀工作油口、液控二位四通换向阀左换向液压油口、液控二位四通换向阀进油口、第二液控二位四通换向阀工作油口、液控二位四通换向阀右换向液压油口、液控二位四通换向阀出油口;流量控制阀出油口、流量控制阀进油口;单向顺序阀c进油口、单向顺序阀c出油口;单向顺序阀d进油口、单向顺序阀d出油口;液控单向阀a控制油口、液控单向阀a进油口;液控单向阀b进油口、液控单向阀b控制油口;单向顺序阀b进油口、单向顺序阀b出油口;单向顺序阀a进油口、单向顺序阀a出油口;

    8、阀口间连接流道包括第一阀口间连接流道、第二阀口间连接流道、第三阀口间连接流道、第四阀口间连接流道、第五阀口间连接流道、第六阀口间连接流道、第七阀口间连接流道、第八阀口间连接流道、第九阀口间连接流道、第十阀口间连接流道、第十一阀口间连接流道、第十二阀口间连接流道、第十三阀口间连接流道、第十四阀口间连接流道、第十五阀口间连接流道;

    9、工作腔连接口包括左支撑缸左液压腔口、右支撑缸右液压腔口、左伸缩缸左液压腔口、右伸缩缸右液压腔口、左支撑缸右液压腔口、右支撑缸左液压腔口、左伸缩缸右液压腔口、右伸缩缸左液压腔口;

    10、工作腔连接流道包括第一工作腔连接流道、第二工作腔连接流道、第三工作腔连接流道、第四工作腔连接流道;

    11、出液口连接流道包括第一出液口连接流道、第二出液口连接流道、第三出液口连接流道。

    12、优选的,第一出液口连接流道连接液控二位四通换向阀出油口和环空,第二出液口连接流道连接液控单向阀a出油口和环空,第三出液口连接流道连接液控单向阀b出油口和环空。

    13、优选的,第九阀口间连接流道连接第一阀口间连接流道、第二阀口间连接流道与第一工作腔连接流道,第十阀口间连接流道连接第三阀口间连接流道、第四阀口间连接流道与第二工作腔连接流道,第十一阀口间连接流道连接单向顺序阀b出油口、液控二位四通换向阀左换向液压油口、液控单向阀b进油口与液控单向阀a控制油口,第十二阀口间连接流道连接流量控制阀出油口与液控二位四通换向阀进油口,第十三阀口间连接流道连接第五阀口间连接流道、第六阀口间连接流道与第三工作腔连接流道,第十四阀口间连接流道连接第七阀口间连接流道、第八阀口间连接流道与第四工作腔连接流道,第十五阀口间连接流道连接单向顺序阀d出油口、液控二位四通换向阀右换向液压油口、液控单向阀a进油口和液控单向阀b控制油口。

    14、优选的,第一阀口间连接流道连接第一液控二位四通换向阀工作油口,第二阀口间连接流道连接单向顺序阀a进油口,第三阀口间连接流道连接单向顺序阀a出油口,第四阀口间连接流道连接单向顺序阀b进油口,第五阀口间连接流道连接第二液控二位四通换向阀工作油口,第六阀口间连接流道连接单向顺序阀c进油口,第七阀口间连接流道连接单向顺序阀c出油口,第八阀口间连接流道连接单向顺序阀d进油口,流量控制阀进油口连接中心流道。

    15、优选的,第一工作腔连接流道连接左支撑缸左液压腔口与右支撑缸右液压腔口,第二工作腔连接流道连接左伸缩缸左液压腔口与右伸缩缸右液压腔口,第三工作腔连接流道连接左支撑缸右液压腔口与右支撑缸左液压腔口,第四工作腔连接流道连接左伸缩缸右液压腔口与右伸缩缸左液压腔口。

    16、优选的,阀体后端通过螺纹与连续油管接头连接,阀体前端通过螺纹与引鞋连接。

    17、优选的,中心流道液体入口处使用2个密封圈进行密封。

    18、因此,本发明采用上述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,技术效果如下:本发明中的纯液控系统组合阀体结构,能够在温度高、压强大的井下恶劣环境下作业,能稳定实现对牵引器各运动液缸的运动顺序和方向的自动控制,能有效提高连续油管在水平井中的下入深度,促进牵引机器人的进一步研究和提升水平井钻完井技术。


    技术特征:

    1.一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,包括阀体(1)、插装阀阀座、插装阀进出液阀口、阀口间连接流道、工作腔连接口、工作腔连接流道和出液口连接流道;

    2.根据权利要求1所述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,第一出液口连接流道连接液控二位四通换向阀出油口(26)和环空(19),第二出液口连接流道连接液控单向阀a出油口(63)和环空(19),第三出液口连接流道连接液控单向阀b出油口(73)和环空(19)。

    3.根据权利要求1所述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,第九阀口间连接流道(101)连接第一阀口间连接流道(11)、第二阀口间连接流道(12)与第一工作腔连接流道(108),第十阀口间连接流道(102)连接第三阀口间连接流道(13)、第四阀口间连接流道(14)与第二工作腔连接流道(109),第十一阀口间连接流道(103)连接单向顺序阀b出油口(82)、液控二位四通换向阀左换向液压油口(22)、液控单向阀b进油口(71)与液控单向阀a控制油口(61),第十二阀口间连接流道(104)连接流量控制阀出油口(31)与液控二位四通换向阀进油口(23),第十三阀口间连接流道(105)连接第五阀口间连接流道(15)、第六阀口间连接流道(16)与第三工作腔连接流道(110),第十四阀口间连接流道(106)连接第七阀口间连接流道(17)、第八阀口间连接流道(18)与第四工作腔连接流道(111),第十五阀口间连接流道(107)连接单向顺序阀d出油口(52)、液控二位四通换向阀右换向液压油口(25)、液控单向阀a进油口(62)和液控单向阀b控制油口(72)。

    4.根据权利要求1所述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,第一阀口间连接流道(11)连接第一液控二位四通换向阀工作油口(21),第二阀口间连接流道(12)连接单向顺序阀a进油口(91),第三阀口间连接流道(13)连接单向顺序阀a出油口(92),第四阀口间连接流道(14)连接单向顺序阀b进油口(81),第五阀口间连接流道(15)连接第二液控二位四通换向阀工作油口(24),第六阀口间连接流道(16)连接单向顺序阀c进油口(41),第七阀口间连接流道(17)连接单向顺序阀c出油口(42),第八阀口间连接流道(18)连接单向顺序阀d进油口(51),流量控制阀进油口(32)连接中心流道(10)。

    5.根据权利要求1所述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,第一工作腔连接流道(108)连接左支撑缸左液压腔口(112)与右支撑缸右液压腔口(113),第二工作腔连接流道(109)连接左伸缩缸左液压腔口(114)与右伸缩缸右液压腔口(115),第三工作腔连接流道(110)连接左支撑缸右液压腔口(116)与右支撑缸左液压腔口(117),第四工作腔连接流道(111)连接左伸缩缸右液压腔口(118)与右伸缩缸左液压腔口(119)。

    6.根据权利要求1所述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,阀体(1)后端通过螺纹与连续油管接头连接,阀体(1)前端通过螺纹与引鞋连接。

    7.根据权利要求1所述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,其特征在于,中心流道(10)液体入口处使用2个密封圈进行密封。


    技术总结
    本发明提供了一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,属于钻完井工具技术领域,该纯液控系统组合阀体包括阀体、插装阀阀座、插装阀进出液阀口、阀口间连接流道、工作腔连接口、工作腔连接流道和出液口连接流道,阀体上集成有流量控制阀、液控二位四通换向阀、单向顺序阀、液控单向阀等8个液压插装阀。本发明采用上述的一种井下牵引机器人纯液控系统组合阀体,能够在温度高、压强大的井下恶劣环境下作业,能稳定实现对牵引器各运动液缸的运动顺序和方向的自动控制,以通过控制运动机构的交替运动实现井下牵引机器人在井下的自动连续爬行,具有集成度高、控制稳定可靠的优点,能有效提高连续油管在水平井中的下入深度。

    技术研发人员:赵建国,王菊,刘清友,王国荣,梁鹏辉,裴迎举,赵治桐
    受保护的技术使用者:成都理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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