專利名稱：井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油工業(yè)的井下作業(yè)設(shè)備和設(shè)備的控制方法，特別是井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路，適用于油水井的帶壓作業(yè)，有效控制固定卡管器和游動(dòng) 一管器的動(dòng)作，保證安全生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
在油水井起下油管的修井作業(yè)中，帶壓作業(yè)是在井內(nèi)有壓力的情況下，用一個(gè)固定卡管器和一個(gè)游動(dòng)卡管器輪換夾持油管，并通過加載控制裝置將油管起出或下入井內(nèi)，以免油管在井內(nèi)壓力作用下飛出井口。
現(xiàn)有的帶壓作業(yè)裝置上的固定卡管器和游動(dòng)卡管器是分別采用一個(gè)三位四通換向閥各自進(jìn)行獨(dú)立控制，但是這兩個(gè)換向闊之間無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)互鎖，并且存在以下不足
1、 一旦操作人員出現(xiàn)誤操作，可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)卡管器都處于非夾持的狀態(tài)，造成油管飛出井口；
2、 帶壓作業(yè)井口平臺(tái)工作人員多，不小心碰到換向閥的手柄也有可能造成油管飛出井口；
3、 要求操作人員精神集中，操作非常細(xì)心，易造成身心疲勞；
4、 操作強(qiáng)度大，效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路，僅使用一個(gè)換向閥來同時(shí)控制固定卡管器和游動(dòng)卡管器的卡緊與松開動(dòng)作，最終可實(shí)現(xiàn)一個(gè)卡管器先卡緊后，另一個(gè)卡管器才能松開的順序動(dòng)作，以保證施工作業(yè)的安全性。
使用本技術(shù)解決方案可達(dá)上述目的井下管柱卡管器的液壓控制方法，是用一個(gè)換向閥來同時(shí)控制固定卡管器和游動(dòng)卡管器液壓控制回路的進(jìn)油和回油，使其中一個(gè)卡管器先卡緊，另一個(gè)卡管器才能再松開。
本液壓控制方法的液壓控制回路包括液壓源、換向閥、固定卡管器油缸的大、小腔以及游動(dòng)卡管器油缸的大、小腔，換向閥與固定卡管器和游動(dòng)卡管器分別構(gòu)成兩個(gè)卡管器的卡緊回路和松開回路，直控順序閥與固定
卡管器松開回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通；直控單向順序閥與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明只用一個(gè)換向閥來同時(shí)控制固定卡管器和游動(dòng)卡管器的卡緊與松開，并且可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)卡管器先卡緊后，另一個(gè)卡管器才能再松開的順序動(dòng)作。也就是說，在其中一個(gè)卡管器松開之前，另一個(gè)卡管器必定是處于夾持狀態(tài)的，這樣就能保證井下管柱始終有至少一個(gè)卡管器處于夾持狀態(tài)，以避免油管在井內(nèi)壓力作用下從井口飛出。只用一個(gè)換向閥，簡(jiǎn)化了操作人員的操作內(nèi)容。這樣就可以在保障油水井帶壓作業(yè)施工安全的同時(shí)，大幅度減輕操作人員的操作強(qiáng)度和精神壓力，避免身心疲勞，避免事故隱患，實(shí)現(xiàn)工作效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高。


附圖為本發(fā)明液壓控制回路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中液控單向閥l、單向閥2、直控順序閥3、液控單向閥4、直控單向順序閥5、手動(dòng)泄壓閥6、手動(dòng)泄壓閥7、換向閥8、換向操作手柄9、液壓源IO、油箱ll、固定卡管器油缸的大腔12、固定卡管器油缸的小腔13、游動(dòng)卡管器油缸的大腔14、游動(dòng)卡管器油缸的小腔15、單向閥1具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一歩的詳述參見附圖，井下管柱卡管器的液壓控制方法是讓換向閥8同時(shí)控制固定卡管器和游動(dòng)卡管器液壓控制回路的進(jìn)油和回油，使其中一個(gè)卡管器先卡緊，另一個(gè)卡管器才
5能再松開，保證操作的安全和方便。
液壓控制回路包括換向閥8、液壓源IO、固定卡管器油缸的大腔12和
小腔13以及游動(dòng)卡管器油缸的大腔14和小腔15。固定卡管器油缸的大腔 12通過液壓管線連接液控單向閥1與換向閥8以及液壓源10，構(gòu)成固定卡 管器卡緊回路的進(jìn)油油路，同時(shí)也是固定卡管器松開回路的回油油路。固 定卡管器油缸的小腔13通過液壓管線連接單向閥2與換向閥8，構(gòu)成固定 卡管器松開回路的進(jìn)油油路，同時(shí)也是固定卡管器卡緊回路的回油油路。 以上兩條油路可分別組成固定卡管器的卡緊和松開回路，即為固定卡管器 的液壓控制回路。游動(dòng)卡管器油缸的大腔14通過液壓管線連接液控單向閥 4與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通，構(gòu)成游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn) 油油路，同時(shí)也是游動(dòng)卡管器松開回路的回油油路。游動(dòng)卡管器油缸的小 腔15通過液壓管線連接直控單向順序閥5與固定卡管器的卡緊回路的進(jìn)油 油路連通，構(gòu)成游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路，同時(shí)也是游動(dòng)卡管器卡 緊回路的回油油路。以上兩條油路分別組成了游動(dòng)卡管器的卡緊和松開回 路，進(jìn)而共同構(gòu)成游動(dòng)卡管器的液壓控制回路。換向閥8與固定卡管器以 及游動(dòng)卡管器構(gòu)成了其油缸的大腔12和14以及油缸的小腔13和15的進(jìn) 油油路和回油油路。直控順序閥3與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路和游 動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通。固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路，也 就是固定卡管器卡緊回路的回油油路，游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路， 也就是游動(dòng)卡管器松開回路的回油油路。直控單向順序閥5與固定卡管器 卡緊回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通。固定卡管器 卡緊回路的進(jìn)油油路，也就是固定卡管器松開回路的回油油路，游動(dòng)卡管 器松開回路的進(jìn)油油路，也就是游動(dòng)卡管器卡緊回路的回油油路。在固定 卡管器油缸的大腔12與液控單向閥1之間的液壓管線上設(shè)有手動(dòng)泄壓閥 6，在需要固定卡管器和游動(dòng)卡管器同時(shí)處于松開狀態(tài)的情況下使用手動(dòng)泄 壓閥6，手動(dòng)泄壓閥6保證游動(dòng)卡管器處于松開狀態(tài)時(shí)，實(shí)現(xiàn)固定卡管器
6的松開。在游動(dòng)卡管器油缸的大腔14與液控單向閥4之間的液壓管線上設(shè) 有手動(dòng)泄壓閥7，同手動(dòng)泄壓閥6—樣，都是在需要兩個(gè)卡管器同時(shí)處于 松開狀態(tài)的情況下使用，不同的是，手動(dòng)泄壓閥7是在保證固定卡管器處 于松開狀態(tài)時(shí)，實(shí)現(xiàn)游動(dòng)卡管器的松開。
游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路通 過直控順序閥3連通，直控順序閥3通過液壓管線， 一端在液控單向閥4 與手動(dòng)泄壓閥7之間的液壓管線上連通，另一端在固定卡管器油缸的小腔 13與單向閥2之間連通。而游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與固定卡管器 松開回路的進(jìn)油油路則是通過液控單向閥1與直控順序閥3連通的。這樣 的設(shè)計(jì)可以保證當(dāng)游動(dòng)卡管器卡緊后，隨著游動(dòng)卡管器油缸大腔14繼續(xù)進(jìn) 油，其油缸大腔14內(nèi)的壓力將會(huì)升高，當(dāng)升至直控順序閥3的壓力設(shè)定值 時(shí)，直控順序閥3自動(dòng)打開，連通固定卡管器油缸的小腔13，形成固定卡 管器松開回路的進(jìn)油油路。持續(xù)進(jìn)油使得固定卡管器油缸小腔13內(nèi)的壓力 上升，當(dāng)達(dá)到液控單向閥1的開啟壓力時(shí)，直控順序閥3即可打開由它控 制的液控單向飼l，連通固定卡管器松開回路的回油油路。使固定卡管器 處于液控開啟狀態(tài)。這樣，固定卡管器松開回路的兩條油路連接起來，就 構(gòu)成固定卡管器的松開回路，使固定卡管器松開。綜上所述，在游動(dòng)卡管 器卡緊后，固定卡管器方能松開。
固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路通 過直控單向順序閥5連通，直控單向順序閥5通過液壓管線， 一端在液控 單向閥1與換向閥8之間的液壓管線上連通，另一端與游動(dòng)卡管器油缸的 小腔15連通。而固定卡管器卡緊回路的回油油路與游動(dòng)卡管器松開回路的 回油油路則是通過液控單向閥4連通的，這樣的設(shè)計(jì)可以保證當(dāng)固定卡管 器卡緊后，隨著它的油缸大腔12繼續(xù)進(jìn)油，固定卡管器油缸大腔12的壓 力將逐漸上升，當(dāng)達(dá)到直控單向順序閥5的壓力設(shè)定值時(shí)，直控單向順序 閥5自動(dòng)打開，連通游動(dòng)卡管器油缸的小腔15，形成游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路。持續(xù)進(jìn)油使游動(dòng)卡管器油缸小腔15內(nèi)的壓力升高，當(dāng)上升至 液控單向闊4的開啟壓力時(shí)，直控單向順序閥5即可打開由它控制的液控 單向閥4，連通游動(dòng)卡管器松開回路的回油油路，使游動(dòng)卡管器處于液控
開啟狀態(tài)。這樣，游動(dòng)卡管器松開回路的兩條油路連接起來，就構(gòu)成游動(dòng) 卡管器的松開回路，使游動(dòng)卡管器松開。綜上所述，在固定卡管器卡緊 后，游動(dòng)卡管器再進(jìn)行松開的動(dòng)作。
當(dāng)換向操作手柄9向前推，則連接換向閥8內(nèi)的B點(diǎn)和C點(diǎn)，即 換向操作手柄9處于換向閥8的右位，液壓油從液壓源10經(jīng)過換向 閥8進(jìn)入固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路，由于單向閥2的單向作 用，該油路不通，液壓油無法進(jìn)入固定卡管器油缸的小腔13內(nèi)，所 以固定卡管器不會(huì)進(jìn)行松開。在液壓油被單向閥2阻擋的同時(shí)，也經(jīng) 過液控單向閥4后進(jìn)入游動(dòng)卡管器油缸的大腔14中，形成游動(dòng)卡管器 卡緊回路的進(jìn)油油路。隨著游動(dòng)卡管器油缸大腔14不斷進(jìn)油的同 時(shí)，游動(dòng)卡管器油缸的小腔15通過直控單向順序閥5中的單向閥 16，進(jìn)入固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路進(jìn)行回油，以形成游動(dòng)卡管 器卡緊回路的回油油路。這樣由以上兩條油路連通游動(dòng)卡管器的卡緊 回路，游動(dòng)卡管器就會(huì)進(jìn)行卡緊的動(dòng)作。游動(dòng)卡管器卡緊回路的回油 油路中的液壓油在經(jīng)過單向閥16后， 一部分流回直控單向順序閥5自 備的油箱中，另一部分經(jīng)液控單向閥l進(jìn)入固定卡管器油缸的大腔12 內(nèi)，使固定卡管器也同時(shí)進(jìn)行卡緊的動(dòng)作。因此，在游動(dòng)卡管器卡緊 之前，固定卡管器是一直保持夾持狀態(tài)的。游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油 油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路通過直控順序閥3連通，而游動(dòng)卡 管器卡緊回路的進(jìn)油油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路則是通過液控 單向閥l連通的，這樣的設(shè)計(jì)的目的如前文中所述，是保證當(dāng)游動(dòng)卡管器 卡緊動(dòng)作到位后，固定卡管器才能松開。即，在游動(dòng)卡管器卡緊之 前，固定卡管器也是處于夾持狀態(tài)的，當(dāng)游動(dòng)卡管器卡緊之后，固定卡管器再松開。
若換向操作手柄9向后扳時(shí)，將連接換向閥8內(nèi)的A點(diǎn)和D點(diǎn)， 即換向操作手柄9處于換向閥8的左位，液壓油從液壓源10經(jīng)過換 向閥8進(jìn)入固定卡管器油缸的大腔12中，形成卡緊回路的進(jìn)油油 路。又固定卡管器油缸的小腔13可通過單向閥2回油，則固定卡管 器卡緊回路的回油油路具備。這樣，上述兩條油路連通固定卡管器的 卡緊回路，固定卡管器卡緊。固定卡管器卡緊回路的回油油路中的液 壓油在經(jīng)過單向閥2后， 一部分流經(jīng)換向閥8后回油箱11，另一部分 經(jīng)液控單向閥4進(jìn)入游動(dòng)卡管器油缸的大腔14內(nèi)，使游動(dòng)卡管器也同 時(shí)進(jìn)行卡緊的動(dòng)作。因此，在固定卡管器卡緊之前，游動(dòng)卡管器總保 持夾持狀態(tài)。固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn) 油油路通過直控單向順序閥5連通，而固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與 游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路則是通過液控單向閥4連通的，這樣的設(shè) 計(jì)的目的如前文中所述，能夠保證固定卡管器卡緊動(dòng)作到位后，游動(dòng)卡管 器再松開。S卩，在固定卡管器卡緊之前，游動(dòng)卡管器也是處于夾持狀態(tài) 的，當(dāng)固定卡管器卡緊之后，游動(dòng)卡管器才能松開。
因此，換向閥8的換向操作手柄9無論是在左位還是右位，實(shí)現(xiàn)的作 用都是使兩個(gè)卡管器順序動(dòng)作在一個(gè)卡管器卡緊前，另外一個(gè)卡管器要 一直保持夾持狀態(tài)，當(dāng)需要卡緊的卡管器卡緊后，另外那個(gè)處于夾持狀態(tài)
權(quán)利要求
1、井下管柱卡管器的液壓控制方法，讓換向閥(8)同時(shí)控制固定卡管器和游動(dòng)卡管器的液壓控制回路進(jìn)油和回油，從而使其中一個(gè)卡管器先卡緊，另一個(gè)卡管器才能再松開。
2、 用于權(quán)利要求l液壓控制方法的液壓控制回路，包括換向閥(8)、液壓源(10)、固定卡管器油缸的大腔(12)和小腔(13)以及游 動(dòng)卡管器油缸的大腔(14)和小腔(15)，其特征是換向閥(8)與固定卡 管器和游動(dòng)卡管器構(gòu)成進(jìn)油油路和回油油路，直控順序閥(3)與固定卡管 器的松開回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器的卡緊回路的進(jìn)油油路連通；'直控 單向順序閥(5)與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器松開回路 的進(jìn)油油路連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是固定卡管器油缸的 大腔(12)通過液壓管線連接液控單流閥(1)與換向閥(8)以及液壓源(10)，構(gòu)成固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是固定卡管器油缸的 小腔(13)通過液壓管線連接單流閥(2)與換向閥(8)構(gòu)成固定卡管器 松開回路的進(jìn)油油路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓控制回路，其特征是在固定卡管器油缸 的大腔(12)與液控單流闊(1)之間的液壓管線上設(shè)有手動(dòng)泄壓閥(6)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是游動(dòng)卡管器油缸的 大腔(14)通過液壓管線連接液控單流閥(4)與固定卡管器松開回路的進(jìn) 油油路連通，構(gòu)成游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是游動(dòng)卡管器油缸的 小腔(15)通過液壓管線連接直控單向順序閥(5)與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通，構(gòu)成游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是游動(dòng)卡管器卡緊回 路的進(jìn)油油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路通過直控單向順序閥(5) 在液控單流閥(1)與換向閥(8)之間的液壓管線上連通。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是在游動(dòng)卡管器油缸 的大腔(14)與直控順序閥(3)連通處之間的液壓管線上設(shè)有手動(dòng)泄壓閥(7)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是直控順序閥(3) 通過液壓管線， 一端在固定卡管器油缸的小腔(13)與單流闊(2)之間連 通，另一端在游動(dòng)卡管器的液控單流閥(4)與手動(dòng)泄壓閥(7)之間的液 壓管線上連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了石油工業(yè)使用的井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路，用于油水井的帶壓作業(yè)，有效控制卡管器的動(dòng)作，保證安全生產(chǎn)。本發(fā)明的控制方法是用一個(gè)換向閥來同時(shí)控制固定卡管器和游動(dòng)卡管器液壓控制回路的進(jìn)油和回油，使其中一個(gè)卡管器先卡緊，另一個(gè)卡管器才能再松開。其液壓控制回路包括液壓源、換向閥、固定卡管器油缸的大、小腔以及游動(dòng)卡管器油缸的大、小腔，換向閥與固定卡管器和游動(dòng)卡管器分別構(gòu)成兩個(gè)卡管器的卡緊回路和松開回路，直控順序閥與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通；直控單向順序閥與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路和游動(dòng)卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通。
文檔編號(hào)E21B40/00GK101476453SQ200910013788
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者任閩燕, 宋輝輝, 岳振玉, 王民軒, 祁新華, 羅文莉, 郝麗偉, 馬珍福, 高廣啟, 斌 魏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院