專利名稱：礦床無(wú)齒鉆設(shè)備的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種無(wú)齒鉆孔技術(shù)設(shè)備，適用于油氣井或采礦鉆井。
目前，普通油井和氣井都采用鉆削進(jìn)行打孔，在鉆井孔周圍地層中，鉆井液體容易形成向外的污染區(qū)，現(xiàn)在通常采取的措施是用外套內(nèi)的槍械裝置發(fā)射彈頭，一般以穿透污染區(qū)，且達(dá)不到最佳流動(dòng)狀態(tài)，現(xiàn)在有幾種是采用噴嘴將高壓液體向外噴射，但由于控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使該裝置難以達(dá)到足夠遠(yuǎn)的切割距離。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已知技術(shù)的不足，從而提供一種控制裝置，它能靈活準(zhǔn)確在控制噴嘴達(dá)到足夠遠(yuǎn)的距離，完成切割工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、污染小。
本實(shí)用新型的目的是用如下方式實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是由過(guò)濾器1、控制閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其中過(guò)濾器1上端為接頭，2與中端的外殼3螺紋連接，外殼3內(nèi)裝有粗過(guò)濾網(wǎng)5，外殼3與下端的外殼4螺紋連接，外殼4內(nèi)帶有粗過(guò)濾網(wǎng)6，短節(jié)9上端與外殼4螺紋連接，短節(jié)9內(nèi)裝有精濾器補(bǔ)心8和不銹鋼精濾器7，短節(jié)9下端通過(guò)螺紋10連接控制閥，控制閥為兩位四通滑閥，滑閥體31的上端接有彈簧室25，在彈簧29的下端裝有頂桿30，29上端有彈簧墊28，在彈簧室25內(nèi)帶有支架26，頂絲27用于調(diào)節(jié)29、執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞缸40中帶有活塞41，41通過(guò)活塞桿42及單流閥與軟鉆管44相連。
本實(shí)用新型的工作原理分為四個(gè)階段第一階段，當(dāng)動(dòng)力液壓力低于8500磅／平方英寸時(shí)，軟鉆管和沖頭處于收縮位置，見圖2。經(jīng)過(guò)濾清的高壓動(dòng)力液由通道A經(jīng)密封接頭58，滑閥體31及滑閥32至通道B，然后經(jīng)另一密封接頭59至控制室66，以使軟鉆管及噴嘴、沖頭復(fù)位。延遲閥37和43、程序閥35和38均裝于66中，彈簧室25與滑閥室60相連接，60通過(guò)小半環(huán)62和大半環(huán)63以及旋轉(zhuǎn)接頭60與控制閥室66相連接，并用螺釘64將墊片65鎖定在66上。
第二階段，動(dòng)力液壓高于8500磅／平方英寸時(shí)，見圖3，通道A中的動(dòng)力液將滑閥32推到上部位置，此時(shí)動(dòng)力液通過(guò)32的主通道至通道C，以便驅(qū)動(dòng)沖孔部分19，將套管壁沖動(dòng)，延遲閥36、37及50、程序控制閥35及38均裝于66中。
第三階段，動(dòng)力液繼續(xù)保持高于8500磅／平方英寸，見圖4、此時(shí)套上已沖孔，沖頭處于完全伸出位置，滑閥32仍保持在上部位置，由通道A來(lái)的動(dòng)力液經(jīng)32的主通道進(jìn)入通道C，當(dāng)延遲閥37打開程序閥38后，C中的動(dòng)力液將經(jīng)通道F進(jìn)入鉆孔液缸中的鉆孔活塞頂部，動(dòng)力液經(jīng)中空的鉆孔槍、軟鉆管及噴嘴射流從沖頭中孔伸出在油氣層中鉆孔。
第四階段，估計(jì)過(guò)了一段時(shí)間后，軟鉆管已完全伸出，完成鉆孔階段，然后使動(dòng)力液壓降到8500磅／平方英寸以下，見圖5，此時(shí)彈簧29將滑閥32推到下部位置，由A來(lái)的高壓動(dòng)力液經(jīng)32的主通道進(jìn)入通道B，首先經(jīng)延遲閥43進(jìn)入鉆孔活塞下部的鉆孔液缸中，推動(dòng)鉆孔活塞上升，將軟鉆管完全收回，然后再經(jīng)延遲閥36打開程序閥35，使B中的動(dòng)力液經(jīng)通道E進(jìn)沖孔活塞48頂部的沖孔液缸49中，將46拉到下部位置，使沖頭完全收回。
用過(guò)的動(dòng)力液返回，經(jīng)滑閥32之主通道進(jìn)入通道D，然后經(jīng)出口過(guò)濾器67及單流閥68排出。單流閥的作用是防止工具外部的流體進(jìn)入工具，67的主要作用是在某種情況下，如果單流閥68失靈，井下工具外部的液體進(jìn)入工具前，先經(jīng)過(guò)濾清器，不至污染工具。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)采用多次過(guò)濾把進(jìn)入工具的動(dòng)力液進(jìn)行過(guò)濾，確保工具操作不受外來(lái)雜質(zhì)影響，延長(zhǎng)使用壽命?；y可靈活準(zhǔn)確的控制噴嘴往返運(yùn)動(dòng)，完成切割及回收工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、污染小。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明


圖1是本實(shí)用新型過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)圖圖2是本實(shí)用新型在動(dòng)力液壓為8500磅／平方英寸以下時(shí)控制閥初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3是動(dòng)力液壓升高到8500磅／平方英寸以上時(shí)，控制閥控制沖孔結(jié)構(gòu)剖視圖。圖4是動(dòng)力液壓在8500磅／平方英寸以上時(shí)控制閥控制射流鉆孔結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖5是動(dòng)力液壓降回到8500磅／平方英寸以下時(shí)控制閥復(fù)位狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖6是本實(shí)用新型工作時(shí)初始狀態(tài)原理示意圖。
圖7是本實(shí)用新型沖孔原理示意圖。
圖8是本實(shí)用新型射流水平鉆孔原理示意圖。
圖9是本實(shí)用新型復(fù)位狀態(tài)原理示意圖。
在
圖1中1、過(guò)濾器；2、接頭；3、外殼；4、外殼；5、粗過(guò)濾網(wǎng)；6、粗過(guò)濾網(wǎng)；7、精過(guò)濾器；8、精過(guò)濾器補(bǔ)心；9、短節(jié)；10、螺紋。
在圖6中25、彈簧室；26、支架；27、頂絲；28、彈簧墊；29、彈簧；30、頂桿；31、滑閥體；32滑閥；33、密封塞；34、單向閥；35、程序閥；36、延遲閥；37、延遲閥；38、程序閥；39、單向閥；40、活塞缸；41、活塞；42、活塞桿；43、延遲閥；44、軟鉆管；45、搖桿；46楔形滑塊；47、活塞桿；48、活塞；49、沖孔液缸；50、延遲閥；51、單流閥；A、B、C、D、E、F、G、為液體的通道。
在圖2中58、密封接頭；59、密封接頭；60、滑閥室；61、密封接頭；62、小半環(huán)；63、大半環(huán)；64、螺釘；65、墊片；66、控制室；67、過(guò)濾器；68、單流閥。
見圖6第一階段，由地面高壓泵注入的高壓動(dòng)力液經(jīng)油管進(jìn)入過(guò)濾器16，過(guò)濾后的動(dòng)力液經(jīng)通道A作用于滑閥32的小直徑下閥桿下端面上，密封塞33用以防止動(dòng)力液上竄至低壓排液通道口。為平衡滑閥下端作用的軸向力，在滑閥體31的上端接有彈簧室25，在彈簧29的下端裝有頂桿30，29上端有彈簧墊28，在25內(nèi)帶有支架26，用頂絲27調(diào)節(jié)29的壓縮距離，使滑閥32的上、下端力在32滑移到的下部位置達(dá)到平衡，此時(shí)A通道中的動(dòng)力液經(jīng)滑閥體31及32的主通道進(jìn)入通道B，以延遲閥43進(jìn)至活塞缸40中活塞41的下部，43的作用是以液壓阻尼器控制進(jìn)入40的液體流速，以控制41上行速度，防止軟鉆管因抽回太快而受損，也防止活塞行程終點(diǎn)的沖擊，41通過(guò)活塞桿42及單流閥51與軟鉆管44相接，進(jìn)入41下部40中的動(dòng)力液將41推至上行程未端，而41頂部的液體經(jīng)單流閥39及通道C至排出通道D排出，此時(shí)軟鉆管處于收縮位置。動(dòng)力液也經(jīng)通道B、延遲閥37關(guān)閉程序38。37的作用是使動(dòng)力液阻力很地從37流入38的液缸，快速切斷動(dòng)力液進(jìn)入40的通道，確保軟管處于收縮狀態(tài)。同時(shí)動(dòng)力液也打開程序閥35，使動(dòng)力液本身經(jīng)35，通道E，進(jìn)沖孔液缸49，同時(shí)動(dòng)力液也打開程序閥35，使動(dòng)力液本身經(jīng)35、通道E，進(jìn)沖孔液缸49，沖孔活塞48上端，將48推向下行程末，48下端缸內(nèi)的液體經(jīng)延遲閥50，通道G，通道C，由排出通道D排出，將48上部連接的活塞桿47及楔形滑塊46拉至下部位置。36的作用是使動(dòng)力液以很小阻尼進(jìn)入35液缸、以便使35能盡快接通流入49的動(dòng)力液，并快速抽回沖頭。此時(shí)與搖桿45相接的沖孔頭被拉至收縮位置。50的作用是以阻尼控制48下端液體排出速度，以防止48下行程時(shí)的沖擊。
第一階段參看圖7，通道A中的動(dòng)力液壓超過(guò)8500磅／平方英寸時(shí)，作用在滑閥32的小直徑下閥桿下端面上的軸向力增加，經(jīng)32的上閥桿壓縮彈簧29使32向上滑移到上部位置，此時(shí)A中的動(dòng)力液經(jīng)滑閥組31、32的主通道和通道C、通道G、延遲閥50進(jìn)入沖孔液缸49中，活塞48的下部推動(dòng)48，47和46上移，將搖桿45下端推向套管壁，45上的沖頭將套管壁沖孔。延遲閥50的作用是以阻尼器控制48下端缸中進(jìn)液速度。以調(diào)節(jié)沖孔速度，通過(guò)31和32和動(dòng)力液的另一部分經(jīng)延遲36進(jìn)入程序閥35并關(guān)閉35，準(zhǔn)備下一步?jīng)_孔和噴射，鉆孔后得軟鉆管比沖頭收回得快。通過(guò)32和33的動(dòng)力液的第三部分準(zhǔn)備打開程序閥38，用延遲訛37的阻尼器控制38的打開時(shí)間，使得軟鉆管在沖孔后才延伸出工具在油氣層中鉆孔。實(shí)際上這一階段是沖孔過(guò)程。
第三階段參看圖8，沖孔后動(dòng)力液仍高于8500磅／平方英寸，滑閥組31和32仍保持在上部位置，通道仍保持第二階段狀態(tài)，但程序閥38開始完全開啟，動(dòng)力液進(jìn)入活塞缸40中活塞41的上部、全部液流經(jīng)軟鉆管及噴嘴高速射流鉆孔，同時(shí)由于40頂部液壓作用，將41逐漸向下推，從而使軟鉆管及噴嘴在鉆孔的同時(shí)向地層水平伸展。延遲閥43的作用是控制41的下移速度，從而控制鉆進(jìn)速度。
第四階段參看圖9，鉆孔后將動(dòng)力液壓降低到8500磅／平方英寸以下，滑閥32被彈簧推到下部位置，使從通道A來(lái)的動(dòng)力液開始經(jīng)通道B，延遲閥43進(jìn)入活塞缸40的活塞41下部環(huán)隙空間，43的作用是用阻尼器控制軟鉆管縮回速度，在軟鉆管縮回到工具中后，程序閥35即將打開，使通道B中動(dòng)力液經(jīng)通道E進(jìn)入沖孔液缸49中活塞48上部的環(huán)隙空間，將48、47及46推向下行程末端，迫使搖桿將沖頭縮回工具。此時(shí)完成了套管上沖一個(gè)孔并用軟鉆管及噴嘴在油層中鉆水平孔眼的全過(guò)程。
下面根據(jù)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作一步描述在地面由卡車裝高壓動(dòng)力液(水)供給裝置，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的三柱塞泵、泵吸入緩沖罐和控制室，均安裝在卡車底盤上，高壓液流通過(guò)軟管及井口裝置向油管注入動(dòng)力液以驅(qū)動(dòng)井下工具沖孔和在地層中鉆水平孔眼，井下工具帶有接頭、油管錨、投球式卸載平衡閥、過(guò)濾器、控制閥、鉆孔槍及軟管，以及套管沖孔和尾堵裝置。
權(quán)利要求1.一種礦床無(wú)齒鉆設(shè)備的控制裝置，是由過(guò)濾器(1)、控制閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其特征在于過(guò)濾器上端為接頭(2)，與中端的外殼(3)螺紋連接，外殼(3)內(nèi)裝有粗過(guò)濾網(wǎng)(5)，外殼(3)與下端的外殼(4)螺紋過(guò)接，外殼(4)內(nèi)帶有粗過(guò)濾網(wǎng)(6)，短節(jié)(9)上端與外殼(4)螺紋連接，短節(jié)(9)內(nèi)裝有精濾器補(bǔ)心(8)和不銹鋼精濾器(7)，短節(jié)(9)下端通過(guò)螺紋(10)連接控制閥，控制閥為兩位四通滑閥，滑閥體(31)的上端接有彈簧墊(28)，在彈簧室(25)內(nèi)帶有支架(26)，頂絲(27)用于調(diào)節(jié)彈簧(29)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦床無(wú)齒鉆設(shè)備的控制裝置，其特征在于執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞缸(40)中帶有活塞(41)，活塞(41)通過(guò)活塞桿(42)及單流閥與軟鉆管(44)相連。
專利摘要本實(shí)用新型屬于無(wú)管鉆孔技術(shù)領(lǐng)域，是一種井下無(wú)齒鉆孔設(shè)備的控制裝置，由過(guò)濾器、控制閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，過(guò)濾器內(nèi)帶有粗過(guò)濾網(wǎng)和精濾器，控制裝置為兩位四通閥，活塞桿與軟鉆管相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活、準(zhǔn)確、工作范圍廣。
文檔編號(hào)E21B44/00GK2144175SQ93212388
公開日1993年10月20日 申請(qǐng)日期1993年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月14日
發(fā)明者羅杰 申請(qǐng)人:愛(ài)特電子石油系統(tǒng)裝備(北京)有限公司