[實用新型]一種用于鉆井的泥漿動力雙向控制液壓系統

有效

• 申請號: 201120259538.6
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN202194569U
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 蔣世全;姜偉;傅鑫生;李漢興;周建良;劉恩惠;牛海峰
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心
• 主分類號: E21B7/08
• 分類號: E21B7/08;F15B1/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本實用新型涉及一種鉆井工具液壓系統，特別是關于一種用于旋轉導向鉆井系統中的導向執行機構的泥漿動力雙向控制液壓系統。

背景技術

貝克休斯公司的AutoTrak旋轉閉環鉆井工具是通過在三個翼肋上施加不同的壓力形成導向力矢量來控制井眼軌跡；斯倫貝謝公司的PowerDrive調制式全旋轉導向鉆井工具是通過承受高壓的一個翼肋拍擊井壁的頻率和方向來控制井眼軌跡；哈里伯頓公司的Geo-Pilot旋轉導向自動鉆井工具是通過控制其偏置機構內外偏心環的角度，形成偏心位移并使驅動軸發生彎曲來控制井眼軌跡。目前，國內尚沒有自主研發、結構簡單，對井下動力系統相應元器件需求少的旋轉導向鉆井工具。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種對井下動力系統相應元器件需求少，結構簡單，用于旋轉導向鉆井系統中的導向執行機構的泥漿動力雙向控制液壓系統。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種用于鉆井的泥漿動力雙向控制液壓系統，其特征在于：它包括一號動力皮囊裝置、二號儲油皮囊裝置、一號電磁閥、二號電磁閥和動力活塞缸；所述動力活塞缸內通過活塞桿和動力活塞劃分為活塞腔和活塞桿腔；所述活塞腔通過液壓油路并聯連接所述一號電磁閥和二號電磁閥，所述一號電磁閥還通過液壓油路連接所述一號動力皮囊裝置；所述二號電磁閥還通過液壓油路連接所述二號儲油皮囊裝置；所述活塞桿腔通過液壓油路并聯連接所述一號動力皮囊裝置和二號儲油皮囊裝置；所述活塞桿腔與所述二號儲油皮囊裝置連接的液壓油路上還設置有單向閥。

所述一號動力皮囊裝置包括一泥漿動力皮囊，所述泥漿動力皮囊的泥漿入口敞開，且在所述泥漿入口處設置有鉆柱內壓壓力傳感器，所述泥漿動力皮囊的外部密封罩設一金屬外殼，所述金屬外殼與所述泥漿動力皮囊之間填充有液壓油，所述金屬外殼上設置有并聯連接所述一號電磁閥和活塞桿腔的液壓油路；所述二號儲油皮囊裝置包括一內置有液壓油的儲油皮囊，所述儲油皮囊上設置有并聯連接所述二號電磁閥和活塞桿腔的液壓油路，所述儲油皮囊的外部密封罩設一金屬外殼，該所述金屬外殼上設置有用于向該所述金屬外殼與所述儲油皮囊之間注入泥漿的泥漿入口，該所述泥漿入口處設置有環空壓力傳感器。

所述活塞腔與所述一號電磁閥和二號電磁閥并聯連接的液壓油路上還設置有缸內壓力傳感器和溢流閥。

所述活塞桿位于所述動力活塞缸外部的一端設置有返回彈簧。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型利用循環鉆井液在井底鉆頭附近形成的鉆柱內外流動壓差(設計壓力差為4～6MPa)，作為工作缸的驅動執行機構的動力源，因此，減少了對井下動力系統相應元器件的需求。2、本實用新型設置有一號動力皮囊裝置，一號動力皮囊裝置的動力由鉆柱內泥漿提供(4～6MPa)，將液壓油通過液壓油路注入動力活塞缸內，使活塞桿雙向運動；采用這種雙向液壓控制的方式，可以在鉆具不停鉆、不停壓的正常工作情況下，進行動力活塞缸內的活塞桿的換向控制，即對活塞桿可以實現雙向伸縮的功能。3本實用新型設置有二號儲油皮囊裝置，二號儲油皮囊裝置主要儲存一號動力皮囊裝置排走的液壓油，在停泵時，儲油皮囊彈性收縮，將儲油皮囊的液壓油通過液壓油路注回動力活塞缸和一號動力皮囊裝置內，實現液壓系統的回油補液功能。4、本實用新型通過電磁閥的開關增液和泄流，利用系統的密閉壓力能支撐動力活塞缸，因此，可使活塞缸推靠的翼肋表面能支撐和承受接觸井眼井壁較大的反壓力(2000～3000kg)。5、本實用新型設置有動力活塞缸，通過動力活塞缸內的活塞桿的來回運動，調整導向翼肋的伸縮量，使鉆柱上互成120°角設置的三個導向翼肋具有不同的伸出量，在鉆頭上方的底部鉆柱相應位置橫截面上形成一個偏心導向矢量，使下部鉆柱和鉆頭所在的工具軸線偏離井眼中心軸線，由此使鉆頭造斜，并按照需要的方向鉆進。6、本實用新型的工作介質為液壓油，液壓油填充在一號動力皮囊裝置的泥漿動力皮囊和金屬外殼之間，以及二號儲油皮囊裝置的儲油皮囊內，液壓油通過液壓油路流動，與鉆井循環和傳壓介質泥漿隔開，保證了工作介質的清潔。本實用新型以鉆井循環泥漿做為動力，雙向位移控制翼肋導向機構，結構簡單，操作方便，所需井下動力系統相應元器件少，可廣泛用于旋轉導向鉆井系統中。

附圖說明

圖1是本實用新型系統結構示意圖

圖2是本實用新型系統安裝位置示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。