專利名稱：一種電液驅動坐封工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種井下坐封工具，尤其涉及一種電液驅動坐封工具。
背景技術：
目前，油氣田完井過程中，尤其是水平井、大位移井完井過程中，需要用頂部封隔器將一部分生產(chǎn)管柱懸掛在套管內(nèi)，下入的管柱在完成對封隔器的坐封后，需要從封隔器上丟開，從井口提出下入管柱。但是，對于各種不同類型的封隔器，一般的做法是采用不同的丟手機構，并且丟手機構往往和封隔器設計成一體，一旦完成作業(yè)后，丟手機構一般廢棄不用，極大的浪費資源；由于需要承載較高拉、壓載荷且具有多種丟手方式的封隔器不但價格昂貴。機構復雜。加工和組裝調(diào)試工作都復雜，同時通用性極差，下井工作時易失效，限制了其使用。因此實際應用中的丟手封隔器，為封隔器丟手提供軸向推力的多為炸藥方式，利用炸藥爆炸產(chǎn)生的高壓氣體推動封隔器進行剪銷，從而實現(xiàn)丟手。但是在井下高溫高壓的環(huán)境下，用電信號引爆炸藥，非常危險，一個不慎就有可能使得油井報廢等。而且此方式的封隔器坐封工具易因炸藥爆炸而損毀，使得其重復利用率低，基本上就是一次性的；再者，炸藥爆炸產(chǎn)生的是絕對壓力，隨著封隔器坐封深度的不同而需要填充不同的炸藥用量來提供不同的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題和提出的技術任務是對現(xiàn)有技術進行改進，提供一種電液驅動坐封工具，解決目前技術中坐封工具一次性使用造成極大浪費的問題，并且能夠提供較大的軸向推力。為解決以上技術問題，本發(fā)明的技術方案是:一種電液驅動坐封工具，包括上部接頭、平衡活塞、缸筒、泵站系統(tǒng)、作動缸、內(nèi)套和外套，所述的上部接 頭位于缸筒頂部連接井上電源及電路處理裝置；平衡活塞滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒以及位于缸筒底部的作動缸組成一個封閉腔體作為系統(tǒng)油箱，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動缸輸出高壓油；內(nèi)套上部通過螺紋與作動缸中的作動缸筒底部連接，內(nèi)套下部與外部封隔器的心軸連接；外套滑套于內(nèi)套上，通過連接裝置與作動缸的活塞桿連接，夕卜套底部與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿由于高壓油作用產(chǎn)生軸向運動推動外套進行封隔器的坐封動作。進一步的，所述的上部接頭還包括電連接器座、電連接器和導線管，上部連接頭外表面有螺紋用于連接外部井上電源，上部連接頭中心有軸向通孔，電連接器座和電連接器位于通孔上部，導線管通過螺紋固定在通孔下部用于電纜線通過。進一步的，所述的平衡活塞中心有孔，穿過導線管，導線管底端有限位螺母，限制平衡活塞最大行程，上部連接頭環(huán)向分布有外大內(nèi)小的平衡孔，聯(lián)通外界套管環(huán)境介質和平衡活塞形成壓力平衡通道。進一步的，所述的泵站系統(tǒng)包括電機、柱塞泵和油路塊組件，電機通過螺釘固定在缸筒內(nèi)部的安裝座上，電機與柱塞泵通過聯(lián)軸器進行傳動，柱塞泵放入柱塞泵安裝殼體并與安裝座用螺釘固定。進一步的，所述的柱塞泵側邊有柱塞泵進油口，通過柱塞泵安裝殼體上對應的孔與系統(tǒng)油箱相通，底部有柱塞泵高壓出油口，通過油液通道與油路塊組件中的溢流閥連接，溢流閥與系統(tǒng)油箱連通，調(diào)節(jié)油液輸出壓力。進一步的，所述的油路塊組件還包括二位四通電磁閥和雙向鎖，二位四通電磁閥通過油液通道與溢流閥連接，液壓油通過二位四通電磁閥后有高壓出油通道一和高壓出油通道二，經(jīng)過雙向鎖分別進入油液通道一和油液通道二。進一步的，所述的作動缸包括連接螺塞、作動缸筒、導流管和活塞桿，缸筒通過連接螺塞與作動缸筒連接，連接螺塞中設有與油液通道一和油液通道二分別連通的油液通道三和油液通道四。進一步的，所述的導流管頂部與連接螺塞固定連接并連通油液通道四，活塞桿呈T型，滑套于導流管上，活塞桿上部與作動缸筒內(nèi)壁面接觸可滑動，將作動缸筒分隔為上腔室和下腔室，上腔室與油液通道三連通，活塞桿在下腔室處設有油液通道五，下腔室通過油液通道五與導流管連通。進一步的，所述的內(nèi)套壁面底部均分布安裝孔通過銷與外部封隔器心軸連接，壁面還設置有長條狀滑動槽。進一步的，所述的外套壁面有與滑動槽相配合的槽，槽中裝有連接塊，連接塊通過螺釘安裝于推力塊上，推力塊固定在活塞桿的底端。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明優(yōu)點在于本發(fā)明所述的電液驅動坐封工具可產(chǎn)生較高的軸向推力，并可回收重復利用，可以根據(jù)不同的井況要求，通過調(diào)整溢流閥的溢流壓力來改變輸出的軸向推力，可適用于任何一種封隔器，其結構簡單可靠，整體結構相對獨立，對于不同系列的封隔器，只需將接口部分的上部接頭和內(nèi)套、外套等少量部件進行與封隔器相應匹配更換即可。本發(fā)明的坐封工具除作動缸在進行丟手動作時需要承受高壓外，在非丟手動作狀態(tài)由于平衡活塞的作用而處于內(nèi)外壓力平衡狀態(tài)，非作動缸零部件始終不用承受太高的壓差。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的上部缸筒部分細節(jié)結構示意圖；圖3為本發(fā)明的下部作動缸部分細節(jié)結構示意圖；圖4為本發(fā)明的井下工作情況示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例公開的一種電液驅動坐封工具，以達到可回收重復使用，并且適用于各種封隔器為目的。參見圖1和圖2，一種電液驅動坐封工具，包括上部接頭1、平衡活塞5、缸筒7、泵站系統(tǒng)、作動缸、內(nèi)套22和外套23，所述的上部接頭I位于缸筒7頂部連接井上電源及電路處理裝置；平衡活塞5滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒7以及位于缸筒7底部的作動缸組成一個封閉腔體作為系統(tǒng)油箱27，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動缸輸出高壓油；內(nèi)套22通過其上部螺紋與作動缸中的作動缸筒19底部連接，內(nèi)套22下部與外部封隔器的心軸連接；外套23滑套于內(nèi)套22上，通過連接裝置與作動缸的活塞桿21連接，外套23底部與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿21由于高壓油作用產(chǎn)生軸向動力推動外套23進行封隔器的坐封動作。上部連接頭I還包括電連接器座2、電連接器3和導線管4，上部連接頭I外表面有螺紋用于連接外部井上電源，上部連接頭中心有軸向通孔，電連接器座2和電連接器3位于通孔上部，將井上電源或信號傳遞到電機和電磁閥，導線管4通過螺紋固定在通孔下部用于電纜線通過。平衡活塞5中心有孔，穿過導線管4，導線管4底端有限位螺母6，限制平衡活塞最大行程。上部連接頭環(huán)向分布有平衡孔26，聯(lián)通外界套管環(huán)境介質和平衡活塞5形成壓力平衡通道，平衡活塞5將外界環(huán)境介質與系統(tǒng)內(nèi)部油液隔離開，并將外界壓力傳導進系統(tǒng)內(nèi)部，使得系統(tǒng)內(nèi)外壓力平衡；平衡孔26外大內(nèi)小，可防止大的沙粒進入平衡活塞內(nèi)部；大孔帶有螺紋，可作緊固扳手空用。泵站系統(tǒng)包括電機8、柱塞泵11和油路塊組件14，電機8通過螺釘固定在缸筒7內(nèi)部的安裝座9上，電機8與柱塞泵11通過聯(lián)軸器10進行傳動，柱塞泵11放入柱塞泵安裝殼體12并與安裝座9用螺釘固定。柱塞泵11側邊有柱塞泵進油口，通過柱塞泵安裝殼體12上對應的孔與系統(tǒng)油箱27相通，底部有柱塞泵高壓出油口，高壓油通過出油口及出油口堵頭13進入油液通道，柱塞泵11通過油液通道與油路塊組件14中的溢流閥15連接，溢流閥15有油路與系統(tǒng)油箱27連通，調(diào)節(jié)溢流閥15可調(diào)節(jié)柱塞泵11出口油液輸出壓力。油路塊組件14還包括二位四通電磁閥16和雙向鎖17，柱塞泵11的輸出的高壓油經(jīng)過溢流閥15之后通過油液通道與二位四通電磁閥16的輸入高壓油液口連接，二位四通電磁閥16還有低壓出油通道28與系統(tǒng)油箱27連通，高壓油經(jīng)過二位四通電磁閥16后有高壓出油通道一 29和高壓出油通道二 30，當電磁閥失電時，輸出高壓油液通過高壓出油通道一 29輸出，反之當電磁閥得電時，輸出高壓油液通過高壓出油通道二 30，由此來控制下游作動缸的動作方向，高壓出油通道一 29和高壓出油通道二 30經(jīng)過雙向鎖17后分別進入油液通道一 32和油液通道二 31。參見圖3，作動缸包括連接螺塞18、作動缸筒19、導流管20和活塞桿21，缸筒7通過連接螺塞18與作動缸筒19連接，連接螺塞中設有油液通道三34和油液通道四33分別與油液通道一 32和油液通道二 31連通。導流管20頂部與連接螺塞18固定連接并連通油液通道四33，活塞桿21呈T型，滑套于導流管20上，活塞桿21上部與作動缸筒19內(nèi)壁面接觸可滑動，將作動缸筒19分隔為上腔室35和下腔室37，上腔室35與油液通道三34連通，活塞桿21在下腔室37處設有油液通道五36，下腔室37通過油液通道五36與導流管20連通。當泵站系統(tǒng)的高壓油液從油液通道一 32通過油液通道三34進入到上腔室35時，活塞桿21向下腔室運動，下腔室37的油液通過油液通道五36進入導流管20中，并經(jīng)過油液通道四33輸入到油液通道二 31，此時活塞桿伸出，輸出推力。反之，當高壓油液從油液通道二31通過油液通道四33輸入到下腔室37時，此時活塞桿收回。內(nèi)套22壁面底部均分布安裝孔39通過銷與外部封隔器心軸連接，壁面還設置有長條狀滑動槽38。外套23與封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，外套23壁面有與滑動槽38相配合的若干槽，槽中裝有與槽大小相適應的連接塊24，連接塊24通過螺釘安裝于推力塊25上，推力塊25固定在活塞桿21的底端。當活塞桿21運動時，連接塊24在內(nèi)套22上的滑動槽38中滑動，并推動外套23進行封隔器的坐封動作，達到輸出軸向推力的目的。參見圖4，其他井下工具40安裝在電液驅動坐封工具41頂端，封隔器42連接在電液驅動坐封工具41底端，當坐封工具工作時，電機8通電開始轉動，柱塞泵輸出高壓油，通過溢流閥15調(diào)節(jié)輸出的壓力，然后經(jīng)過二位四通電磁閥16和雙向鎖17后提供給作動缸，高壓油推動作動缸中的活塞桿21伸出或者收回，當活塞桿21伸出時，推動外套23實現(xiàn)封隔器42的坐封和剪銷。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種電液驅動坐封工具，包括上部接頭(I)、平衡活塞(5)、缸筒(7)、泵站系統(tǒng)、作動缸、內(nèi)套(22 )和外套23，所述的上部接頭(I)位于缸筒(7 )頂部連接井上電源及電路處理裝置；平衡活塞(5)滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒(7)以及位于缸筒(7)底部的作動缸組成一個封閉腔體作為系統(tǒng)油箱(27)，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動缸輸出高壓油；內(nèi)套(22)上部通過螺紋與作動缸中的作動缸筒底部連接，內(nèi)套(22)下部與外部封隔器的心軸連接；外套(23)滑套于內(nèi)套(22)上，通過連接裝置與作動缸的活塞桿(21)連接，外套(23)底部與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿(21)由于高壓油作用產(chǎn)生軸向運動推動外套(23)進行封隔器的坐封動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的上部接頭(I)還包括電連接器座(2 )、電連接器(3 )和導線管(4)，上部連接頭(I)外表面有螺紋用于連接外部井上電源，上部連接頭(I)中心有軸向通孔，電連接器座(2)和電連接器(3)位于通孔上部，導線管(4)通過螺紋固定在通孔下部用于電纜線通過。
3.根據(jù)權利要求2所述 的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的平衡活塞(5)中心有孔，穿過導線管(4)，導線管(4)底端有限位螺母(6)，限制平衡活塞(5)最大行程，上部連接頭(I)環(huán)向分布有外大內(nèi)小的平衡孔(26 )，聯(lián)通外界套管環(huán)境介質和平衡活塞(5 )形成壓力平衡通道。
4.根據(jù)權利要求1所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的泵站系統(tǒng)包括電機(8 )、柱塞泵(11)和油路塊組件(14 )，電機(8 )通過螺釘固定在缸筒(7 )內(nèi)部的安裝座(9 )上，電機(8)與柱塞泵(11)通過聯(lián)軸器(10)進行傳動，柱塞泵(11)放入柱塞泵安裝殼體(12)并與安裝座(9)用螺釘固定。
5.根據(jù)權利要求4所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的柱塞泵(11)側邊有柱塞泵進油口，通過柱塞泵安裝殼體(12)上對應的孔與系統(tǒng)油箱(27)相通，底部有柱塞泵高壓出油口，通過油液通道與油路塊組件(14)中的溢流閥(15)連接，溢流閥(15)與系統(tǒng)油箱(27)連通，調(diào)節(jié)油液輸出壓力。
6.根據(jù)權利要求4所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的油路塊組件(14)還包括二位四通電磁閥(16)和雙向鎖(17)，二位四通電磁閥(16)通過油液通道與溢流閥(15)連接，液壓油通過二位四通電磁閥(16)后有高壓出油通道一(29)和高壓出油通道二(30)，經(jīng)過雙向鎖分別進入油液通道一(32)和油液通道二(31)。
7.根據(jù)權利要求1所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的作動缸包括連接螺塞(18)、作動缸筒(19)、導流管(20)和活塞桿(21)，缸筒(7)通過連接螺塞(18)與作動缸筒(19 )連接，連接螺塞(18 )中設有與油液通道一(32 )和油液通道二( 31)分別連通的油液通道三(34)和油液通道四(33)。
8.根據(jù)權利要求7所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的導流管(20)頂部與連接螺塞(18)固定連接并連通油液通道四(33)，活塞桿(21)呈T型，滑套于導流管(20)上，活塞桿(21)上部與作動缸筒(19)內(nèi)壁面接觸可滑動，將作動缸筒(19)分隔為上腔室(35)和下腔室(37)，上腔室(35)與油液通道三(34)連通，活塞桿(21)在下腔室(37)處設有油液通道五(36)，下腔室(37)通過油液通道五(36)與導流管(20)連通。
9.根據(jù)權利要求1所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的內(nèi)套(22)壁面底部均分布安裝孔(39 )通過銷與外部封隔器心軸連接，壁面還設置有長條狀滑動槽(38 )。
10.根據(jù)權利要求9所述的電液驅動坐封工具，其特征在于，所述的外套(23)壁面有與滑動槽(38 )相配合的槽，槽中 裝有連接塊(24)，連接塊(24)通過螺釘安裝于推力塊(25 )上，推力塊(25)固定在活塞桿(21)的底端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電液驅動坐封工具，包括上部接頭、平衡活塞、缸筒、泵站系統(tǒng)、作動缸、內(nèi)套和外套，所述的上部接頭位于缸筒頂部連接井上電源等裝置；平衡活塞滑套于缸筒內(nèi)，與缸筒以及缸筒底部的作動缸組成封閉腔體作為系統(tǒng)油箱，泵站系統(tǒng)位于腔體內(nèi)，為作動缸輸出高壓油；內(nèi)套上部通過螺紋與作動缸的作動缸筒底部連接，內(nèi)套下部與封隔器的心軸連接，外套滑套于內(nèi)套上，通過連接裝置與作動缸的活塞桿連接，外套再與外部封隔器的可膨脹式壓縮部分連接，活塞桿由于液壓作用推動外套進行坐封動作。本發(fā)明所述的電液驅動坐封工具可以向可膨脹式封隔器提供較大軸向推力，并且可回收重復利用，還可以根據(jù)不同井況改變軸向推力，適用于任何一種封隔器。
文檔編號E21B23/06GK103075123SQ201310024878
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者夏贛民, 閆守紅, 劉宇輝, 陸金波, 王強, 曾義全, 丁士東, 何祖清 申請人:中國航天科技集團公司烽火機械廠