專利名稱：用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于2000米以上超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
徑向鉆井技術(shù)在近年來得到迅猛發(fā)展，它通過在一個儲層平面鉆出多個水平井目艮，大幅增加油井泄油面積，使油氣井產(chǎn)量、開采速度和單井控制儲量大幅提高，是提高低滲透油氣藏、稠油、老油井、邊際油井和煤層氣開采途徑的手段；徑向鉆井技術(shù)的主要過程為驅(qū)動滾筒將繞于其上的連續(xù)油管送入井下，再通過轉(zhuǎn)向控制器將連續(xù)油管末端的噴射管置于水平方向，啟動高壓泵將工作液送入連續(xù)油管內(nèi)、沿徑向噴射，沖擊巖層或土壤，實(shí)現(xiàn)徑向鉆井；目前驅(qū)動滾筒和高壓泵及一些輔助設(shè)備(如排管器)均通過液壓系統(tǒng)完成，液壓系統(tǒng)各油泵的輸出壓力均為定量，無法自動調(diào)整，但在實(shí)際應(yīng)用中，工況會有變化，如高壓泵驅(qū)動噴射的工作液作用于巖石或土壤時會有不同的壓力需求，這將造成較大的功率 損耗；由滾筒的正轉(zhuǎn)和依靠連續(xù)油管的自重來實(shí)現(xiàn)連續(xù)油管的下放，其下放速度難以控制，操作性較差；由滾筒的反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)油管的回收，在回收時，連續(xù)油管及其上的工具有可能被井下物體卡住，此時驅(qū)動滾筒的油泵繼續(xù)穩(wěn)定的工作將導(dǎo)致連續(xù)油管被拉斷，安全性較差；且對于超過2000米的深井，下放的連續(xù)油管的重量將超過I噸，滾筒承受巨大的力矩，連續(xù)油管的下放和回收僅靠由油泵驅(qū)動的滾筒難以完成，在開始回收時的制動也無法滿足要求，在回收排管時油管張力僅靠自重，無法控制，易打結(jié)，如此長的油管無法有序的繞于滾筒上，影響下次作業(yè)，因此現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)無法用于超深徑向井作業(yè)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，它不僅能最大限度的降低功率損耗，而且操作性和安全性好，能順利實(shí)現(xiàn)油管的下放、回收和有序排管，確保超深徑向井作業(yè)的順利進(jìn)行。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，包括油箱、高壓泵液壓系統(tǒng)、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，其特征在于高壓泵液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵、單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、高壓泵液壓馬達(dá)，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩工作油口 Al、BI與高壓泵液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的進(jìn)、出油口相連；輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、升降油缸和排管液壓馬達(dá)，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一聯(lián)閥片的兩工作油口 A4、B4通過液壓鎖與升降油缸各自對應(yīng)的油口相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥另一閥片的兩工作油口 A5、B5與排管液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連；油管控制液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、梭閥、壓力輸出雙向平衡閥、至少一個注入頭液壓馬達(dá)、與各自注入頭液壓馬達(dá)配套的液壓制動器、滾筒隨動回路、順序閥、至少一個滾筒液壓馬達(dá)、與各自滾筒液壓馬達(dá)配套的液壓制動器、內(nèi)夾緊油缸、制動油缸，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，減壓閥設(shè)于負(fù)載反饋的油路上，雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一聯(lián)閥片的兩工作油口 A2、B2與梭閥各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口 All、Bll相連，梭閥的兩工作油口與壓力輸出雙向平衡閥各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口相連，壓力輸出雙向平衡閥的兩工作油口與所有注入頭液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連，壓力輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位通過順序閥與所有注入頭液壓制動器相連；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的另一聯(lián)閥片的兩工作油口 A3、B3與滾筒隨動回路各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口 A12、B12相連，滾筒隨動回路的兩工作油口 C12、D12與所有滾筒液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連，所述梭閥的中位與所有滾筒液壓制動器相連；內(nèi)夾緊油缸通過液壓鎖、換向閥與輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口相連，制動油缸通過轉(zhuǎn)閥與輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口相連，制動 油缸作用于滾筒的剎車盤。上述滾筒隨動回路包括四個單向閥和溢流閥，其中兩單向閥相對設(shè)置并相連，另兩單向閥相背設(shè)置并相連，溢流閥的進(jìn)口連于相背設(shè)置的兩單向閥之間，溢流閥的出口連于相對設(shè)置的兩單向閥之間，滾筒隨動回路的進(jìn)油口 A12和工作油口 D12均與溢流閥一側(cè)的兩單向閥的外端相連，滾筒隨動回路的回油口 B12和工作油口 C12均與溢流閥另一側(cè)的兩單向閥的外端相連；下放油管時，從進(jìn)油口 A12通入壓力油，兩單向閥和溢流閥被打開，壓力油經(jīng)回油口 B12流回，作用于滾筒液壓馬達(dá)的油壓很低，滾筒液壓馬達(dá)處于隨動狀態(tài)；回收油管時，從回油口 B12通入壓力油，另兩單向閥和溢流閥被打開，壓力油經(jīng)進(jìn)油口 A12流回，作用于滾筒液壓馬達(dá)的油壓很低，滾筒液壓馬達(dá)也處于隨動狀態(tài)，滾筒做隨動旋轉(zhuǎn)，提升油管主要由注入頭液壓馬達(dá)完成，為順利回收超長油管提供必要條件；下放油管時，通過輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵和多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥使得升降油缸、排管馬達(dá)和內(nèi)夾緊油缸工作，可實(shí)現(xiàn)排管器的下降、并作軸向往復(fù)移動和注入頭的鏈條夾緊油管，為油管有序的下放和回收做好準(zhǔn)備；操作油管控制液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵和雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥工作，可使得滾筒液壓制動器和注入頭液壓制動器松開，注入頭液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動注入頭的鏈條向下移動，同時滾筒因隨動回路做隨動旋轉(zhuǎn)，注入頭向下拉動油管至工作位置，操作性好；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩滑閥回中位，滾筒液壓馬達(dá)制動器和注入頭液壓制動器復(fù)位分別將二者定位，同時打開轉(zhuǎn)閥，制動油缸抱緊滾筒的剎車盤，制動滾筒；高壓泵液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵啟動，高壓泵液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，將工作液送入油管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)徑向鉆井；作業(yè)完畢需回收油管時，調(diào)整雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩滑閥反向移動，其兩組工作油口 A2和B2、A3和B3反向供油，注入頭液壓馬達(dá)和滾筒液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，順序閥使得注入頭液壓馬達(dá)先于注入頭液壓制動器動作，避免注入頭液壓馬達(dá)因先失去制動而下滑，同樣滾筒液壓馬達(dá)啟動后再關(guān)閉轉(zhuǎn)閥，制動油缸解除對滾筒剎車盤的制動，避免在滾筒液壓馬達(dá)剛啟動時滾筒因承受油管的巨大扭矩而失控，從而避免油管滑落至井下；在油管回收時，通過雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩比例電磁鐵控制各自滑閥的開度，使得滾筒的線速度高于注入頭鏈條的線速度，加上滾筒隨動回路中溢流閥的低壓力，使得油管始終保持一定的張力，同時由多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥控制升降油缸、排管馬達(dá)工作，使得排管器逐漸升高、并作軸向往復(fù)移動，可實(shí)現(xiàn)有序排管；減壓閥可限制滾筒液壓馬達(dá)和注入頭液壓馬達(dá)的最高壓力，在油管回收時因意外被卡住，不致強(qiáng)行提升油管而導(dǎo)致斷裂，保證了安全性；本實(shí)用新型的高壓泵液壓系統(tǒng)、油管控制液壓系統(tǒng)和輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)均采用負(fù)載敏感變量柱塞泵和負(fù)載敏感比例閥，泵的輸出壓力和流量隨反饋回來的負(fù)載信號自動調(diào)整，如執(zhí)行元件不工作時，其對應(yīng)負(fù)載敏感比例閥上的滑閥回到中位，泵的流量小，能最大限度的降低功率損耗；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥與高壓泵液壓馬達(dá)之間還設(shè)有單向平衡閥，單向平衡閥的進(jìn)油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一工作油口 Al相連和高壓泵液壓馬達(dá)的進(jìn)油口相連，單向平衡閥的回油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的另一工作油口 BI相連，單向平衡閥的工作油口與高壓泵液壓馬達(dá)的出油口相連；所述多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩工作油口 A5、B5還通過雙向平衡閥與排管液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連，即兩工作油口 A5、B5與雙向平衡閥的進(jìn)、回油口相連，雙向平衡閥的兩工作油口與排管液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連；當(dāng)各平衡閥的進(jìn)油口壓力超過一定值時，各平衡閥打開，在對應(yīng)液壓馬達(dá)的出油口產(chǎn)生背壓，可提高液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥還設(shè)有另外五聯(lián)閥片，五聯(lián)閥片的兩工作油口與各自對應(yīng)的發(fā)電機(jī)液壓馬達(dá)、風(fēng)扇液壓馬達(dá)及三個水泵液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口相連；三個水泵液壓馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)混合工作液、向水箱內(nèi)補(bǔ)水、向高壓泵進(jìn)水口補(bǔ)水的功能，發(fā)電機(jī)液壓馬達(dá)可補(bǔ)充電力，風(fēng)扇液壓馬達(dá)可驅(qū)動對液壓系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的風(fēng)扇，使得系統(tǒng)的功能更為齊全；發(fā)電機(jī)要求全過程啟動液壓馬達(dá)，一為電控系統(tǒng)提供電力，同時也為兩個減壓閥提供壓力；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在內(nèi)夾緊油缸與負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口的連接油路及滾筒液壓馬達(dá)制動油缸與負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口的連接油路上均設(shè)有減壓閥；可避免壓力過大損壞油管及限制制動油缸的最大制動力；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在內(nèi)夾緊油缸的油路上還設(shè)有蓄能器；可避免液壓鎖的泄漏而導(dǎo)致夾緊力下降；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在壓力輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位與順序閥之間還設(shè)有注入頭減壓閥；可避免注入頭液壓制動器內(nèi)密封件承受過高的壓力，延長壽命;作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還設(shè)有手動夾緊泵站，包括手動泵、至少一個與手動泵相連的換向閥、與各自換向閥相連的液壓鎖以及與各自液壓鎖相連的外夾緊油缸；在徑向鉆井時，通過該泵站可對注入頭的鏈條提供外夾緊、以固定油管，可起到雙重保險(xiǎn)的作用；作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥進(jìn)油口的連接油路上還設(shè)有溢流閥；可限定油管控制液壓系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)超壓溢流，起安全作用；綜上所述，本實(shí)用新型不僅能最大限度的降低功率損耗，而且操作性和安全性好，能順利實(shí)現(xiàn)油管的下放、回收和有序排管，確保超深徑向井作業(yè)的順利進(jìn)行。

[0017]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的液壓原理圖。圖2為圖I中減壓閥18和雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的局部放大圖。圖3為圖I中滾筒隨動回路33的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。由圖I、圖2和圖3所示，該用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，包括油箱、高壓泵液壓系統(tǒng)、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，高壓泵液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵I、單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4、單向平衡閥7、高壓泵液壓馬達(dá)8，負(fù)載敏感變量柱塞泵I的出油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4的進(jìn)油口 P相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵I的負(fù)載反饋口 與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4的負(fù)載反饋口 LS相連,單向平衡閥7的進(jìn)油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4的一工作油口 Al和高壓泵液壓馬達(dá)8的進(jìn)油口相連，單向平衡閥7的回油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4的另一工作油口 BI相連，單向平衡閥7的工作油口與高壓泵液壓馬達(dá)8的出油口相連；輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵3、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6、升降油缸9、排管液壓馬達(dá)10、發(fā)電機(jī)液壓馬達(dá)11、風(fēng)扇液壓馬達(dá)12及三個水泵液壓馬達(dá)13、14、15，負(fù)載敏感變量柱塞泵3的出油口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6的進(jìn)油口 P相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵3的負(fù)載反饋口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口 LS相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥7設(shè)有七聯(lián)并聯(lián)的閥片，其中一聯(lián)閥片的兩工作油口 A4、B4通過液壓鎖16與升降油缸9各自對應(yīng)的油口相連，一聯(lián)閥片的兩工作油口 A5、B5通過雙向平衡閥17與排管液壓馬達(dá)10各自對應(yīng)的一油口相連，一聯(lián)閥片的兩工作油口 A6、B6與發(fā)電機(jī)液壓馬達(dá)11各自對應(yīng)的油口相連，一聯(lián)閥片的兩工作油口 A7、B7與風(fēng)扇液壓馬達(dá)12各自對應(yīng)的油口相連，另三聯(lián)閥片的三組工作油口 A8和B8、A9和B9、AlO和BlO與三個水泵液壓馬達(dá)13、14、15各自對應(yīng)的油口相連；油管控制液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵2、三個減壓閥18、19和20、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5、梭閥21、壓力輸出雙向平衡閥27、兩個注入頭液壓馬達(dá)28、與各自注入頭液壓馬達(dá)28配套的兩個液壓制動器29、注入頭減壓閥30、順序閥31、兩個滾筒液壓馬達(dá)32、滾筒隨動回路33、與各自滾筒液壓馬達(dá)32配套的兩個液壓制動器34、內(nèi)夾緊油缸35、制動油缸36、蓄能器37、溢流閥38和手動夾緊泵站39，負(fù)載敏感變量柱塞泵2的出油口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的進(jìn)油口 P相連，溢流閥38設(shè)于負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥進(jìn)油口 P的連接油路上；負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載反饋口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的負(fù)載反饋口 LS相連，減壓閥18設(shè)于負(fù)載反饋的油路上；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的一聯(lián)閥片的兩工作油口 A2、B2與梭閥21各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口 AlUBll相連，梭閥21的兩工作油口與壓力輸出雙向平衡閥27各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口相連，壓力輸出雙向平衡27閥的兩工作油口與所述兩注入頭液壓馬達(dá)28各自對應(yīng)的一油口相連，壓力輸出雙向平衡閥27的內(nèi)置梭閥的中位通過所述注入頭減壓閥30和順序閥31與兩注入頭液壓制動器29相連；所述滾筒隨動回路33包括四個單向閥22、23、24、25和溢流閥26，其中兩單向閥24和25相對設(shè)置并相連，另兩單向閥22和23相背設(shè)置并相連，溢流閥26的進(jìn)口連于兩單向閥22和23之間，溢流閥26的出口連于兩單向閥24和25之間，滾筒隨動回路33的進(jìn)油口 A12和工作油口 D12均與溢流閥26 —側(cè)的兩單向閥22和25的外端相連，滾筒隨動回路的回油口 B12和工作油口 C12均與溢流閥26另一側(cè)的兩單向閥23和24的外端相連；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的另一聯(lián)閥片的兩工作油口 A3、B3與滾筒隨動回路33各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口 A12、B12相連，滾筒隨動回路33的兩工作油口 C12、D12與兩滾筒液壓馬達(dá)32各自對應(yīng)的一油口相連，所述梭閥21的中位與兩滾筒液壓制動器34相連；內(nèi)夾緊油缸35通過減壓閥20、液壓鎖40、換向閥41與負(fù)載敏感變量柱塞泵3的出油口相連，蓄能器37設(shè)于內(nèi)夾緊油缸35的油路上；制動油缸36通過減壓閥19、轉(zhuǎn)閥42與負(fù)載敏感變量柱塞泵3的出油口相連，制動油缸36作用于滾筒的剎車盤；手動夾緊泵站39包括手動泵43、與手動泵43相連的兩個換向閥44、與各自換向閥44相連的液壓鎖45以及與各自液壓鎖45相連的兩組外夾緊油缸46 ；在下放和回收油管時與本實(shí)用新型配套使用的有排管器和注入頭，排管器需由升降油缸9帶動做上、下方的移動，以適應(yīng)滾筒上油管纏繞厚度的變化，同時排管器還需由絲 桿-螺母副帶動沿滾筒軸線移動，以實(shí)現(xiàn)在滾筒軸向上的有序排管，絲桿的轉(zhuǎn)動由排管馬達(dá)10驅(qū)動；注入頭包括兩側(cè)的鏈條、與鏈條配合的鏈輪，內(nèi)夾緊油缸35可使得兩側(cè)的鏈條夾緊油管，鏈輪由注入頭液壓馬達(dá)28驅(qū)動，再帶動鏈條使油管在井內(nèi)上、下移動；本實(shí)用新型的工作原理為下放油管時，啟動負(fù)載敏感變量柱塞泵3和操縱換向閥41、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6，使得內(nèi)夾緊油缸35工作，注入頭的鏈條夾緊油管.工作油口 A4、A5供油，升降油缸9上升、排管馬達(dá)10正轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)排管器的上升、并作軸向往復(fù)移動；緊接著啟動負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵2和操縱雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5，工作油口 A2供油，壓力油經(jīng)梭閥21的中位打開滾筒液壓制動器34，同時壓力油經(jīng)壓力輸出雙向平衡閥27驅(qū)動兩注入頭液壓馬達(dá)28，因順序閥31的作用，壓力油稍延時經(jīng)壓力輸出雙向平衡閥27的內(nèi)置梭閥的中位打開注入頭液壓制動器29，可保證注入頭液壓馬達(dá)28獲得一定的預(yù)加扭矩，驅(qū)動注入頭的鏈條帶動油管向下移動；同時工作油口 A3供油，調(diào)低溢流閥26的開啟壓力，滾筒隨動回路33的進(jìn)油口 A12通入壓力油，單向閥22、溢流閥26和單向閥24被打開，壓力油經(jīng)回油口 B12流回，作用于滾筒液壓馬達(dá)32的油壓很低，滾筒處于隨動狀態(tài)，不致于產(chǎn)生較大的下放阻力，通過雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的兩比例電磁鐵控制各自滑閥的開度，使得注入頭鏈條的線速度大于滾筒的線速度，油管由注入頭牽引往下輸送，其下放速度和位置便于控制，操作性好；當(dāng)油管下放到工作位置時，操作雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5兩閥片的滑閥回到中位，兩工作油口 A2、A3關(guān)閉，滾筒液壓制動器34和注入頭液壓制動器29復(fù)位，滾筒液壓馬達(dá)32和注入頭液壓馬達(dá)28被制動，以便徑向鉆孔作業(yè)，同時操作多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6兩閥片的滑閥回到中位，工作油口 A4、A5關(guān)閉，升降油缸9和排管馬達(dá)10停止動作，排管器保持現(xiàn)有位置；接著啟動負(fù)載敏感變量柱塞泵I、操縱單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4，工作油口 Al供油，高壓泵液壓馬達(dá)8工作，將工作液泵入油管內(nèi)，再徑向噴射鉆井，在鉆進(jìn)時如遇到巖石層，高壓泵液壓馬達(dá)8遇到的阻力變大，負(fù)載信號由單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4的工作油口 Al采集，反饋到負(fù)載敏感變量柱塞泵I的負(fù)載反饋口，負(fù)載敏感變量柱塞泵I輸出的壓力和流量也自動調(diào)大，如遇到土壤層，單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥4反饋回的負(fù)載信號變小，負(fù)載敏感變量柱塞泵I輸出的壓力和流量也自動調(diào)小，同樣，在油管下放的過程中，起初，注入頭液壓馬達(dá)28承受的力矩最小，反饋回負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載信號最小，負(fù)載敏感變量柱塞泵2輸出的壓力和流量也最小，隨著下放深度的增加，反饋回負(fù)載敏感變量柱塞泵2的負(fù)載信號逐漸增大，負(fù)載敏感變量柱塞泵2輸出的壓力和流量也自動增大，可降低系統(tǒng)的功率損耗；作業(yè)完畢，需回收油管時，可無級調(diào)整減壓閥18的開啟壓力，使其略高于實(shí)際工況所需的系統(tǒng)壓力，打開轉(zhuǎn)閥42，負(fù)載敏感變量柱塞泵3對制動油缸36供油，對滾筒制動，通過調(diào)整雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5兩聯(lián)閥片的滑閥反向移動，其兩組工作油口 A2和B2、A3和B3反向供油，注入頭液壓制動器29延時后被打開，再關(guān)閉轉(zhuǎn)閥42，制動油缸36解除對滾筒的制動，使得注入頭液壓馬達(dá)28和滾筒液壓馬達(dá)32反向旋轉(zhuǎn)，油管開始回收，此時調(diào)整雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥5的兩比例電磁鐵，使得對應(yīng)兩滑閥的開度不同，滾筒液壓馬達(dá)32的流量略高于注入頭液壓馬達(dá)28，滾筒馬達(dá)回收的線速度略高于注入頭鏈條的線速度，滾筒隨動回路33仍起作用，溢流閥26限制了作用于滾筒液壓馬達(dá)32的壓力仍較低，使得油管保持一定的張力，以便有序收管，同時作用于注入頭液壓馬達(dá)28的壓力較高，提升油管主要由注入頭液壓馬達(dá)28完成，同時由多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥6控制升降油缸9和排管馬達(dá)10工作，排管器開始工作，可將油管有序的回收到滾筒上，對于超深徑向井作業(yè)，也不會出現(xiàn)打結(jié)等現(xiàn)象，確保下次作業(yè)的順利進(jìn)行；減壓閥18可限制滾筒液壓馬達(dá) 32和注入頭液壓馬達(dá)28的最高壓力，在油管回收時因意外被卡住，不致強(qiáng)行提升油管而導(dǎo)致斷裂，保證了安全性；當(dāng)單向平衡閥7、雙向平衡閥17、壓力輸出雙向平衡閥27的進(jìn)油口壓力超過一定值時，各平衡閥打開，在對應(yīng)液壓馬達(dá)的出油口產(chǎn)生背壓，可提高液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性；三個水泵液壓馬達(dá)13、14、15可實(shí)現(xiàn)混合工作液、向水箱內(nèi)補(bǔ)水、向高壓泵進(jìn)水口補(bǔ)水的功能，發(fā)電機(jī)液壓馬達(dá)11可補(bǔ)充系統(tǒng)的電力需求，風(fēng)扇液壓馬達(dá)12可驅(qū)動對液壓系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的風(fēng)扇，使得系統(tǒng)的功能更為齊全；減壓閥20、19可避免壓力過大損壞油管及限制制動油缸36的最大制動力；蓄能器37可避免液壓鎖40的泄漏而導(dǎo)致夾緊力下降；減壓閥30可避免注入頭液壓制動器29內(nèi)密封件承受過高的壓力，延長壽命；在徑向鉆井時，通過手動夾緊泵站39可對注入頭的鏈條提供外夾緊、以固定油管，可起到雙重保險(xiǎn)的作用；溢流閥38可限定油管控制液壓系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)超壓溢流，起安全作用；本實(shí)用新型的高壓泵液壓系統(tǒng)、油管控制液壓系統(tǒng)和輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)均采用負(fù)載敏感變量柱塞泵和負(fù)載敏感比例閥，泵的輸出壓力和流量隨反饋回來的負(fù)載信號自動調(diào)整，如執(zhí)行元件不工作時，其對應(yīng)負(fù)載敏感比例閥上的滑閥回到中位，泵的流量減到最小，能最大限度的降低功率損耗。
權(quán)利要求1.一種用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，包括油箱、高壓泵液壓系統(tǒng)、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，其特征在于高壓泵液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵、單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、高壓泵液壓馬達(dá)，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩工作油口 Al、BI與高壓泵液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的進(jìn)、出油口相連； 輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感變量柱塞泵、多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、升降油缸和排管液壓馬達(dá)，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一聯(lián)閥片的兩工作油口 A4、B4通過液壓鎖與升降油缸各自對應(yīng)的油口相連，多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥另一閥片的兩工作油口 A5、B5與排管液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連； 油管控制液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感軸向柱塞變量泵、減壓閥、雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥、梭閥、壓力輸出雙向平衡閥、至少一個注入頭液壓馬達(dá)、與各自注入頭液壓馬達(dá)配套的液壓制動器、滾筒隨動回路、順序閥、至少一個滾筒液壓馬達(dá)、與各自滾筒液壓馬達(dá)配套的液壓制動器、內(nèi)夾緊油缸、制動油缸，負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的進(jìn)油口相連，負(fù)載敏感變量柱塞泵的負(fù)載反饋口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的負(fù)載反饋口相連，減壓閥設(shè)于負(fù)載反饋的油路上，雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一聯(lián)閥片的兩工作油口 A2、B2與梭閥各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口 All、Bll相連，梭閥的兩工作油口與壓力輸出雙向平衡閥各自對應(yīng)的進(jìn)、回油口相連，壓力輸出雙向平衡閥的兩工作油口與所有注入頭液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連，壓力輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位通過順序閥與所有注入頭液壓制動器相連；雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的另一聯(lián)閥片的兩工作油口 A3、B3與滾筒隨動回路各自對應(yīng)的的進(jìn)、回油口 A12、B12相連，滾筒隨動回路的兩工作油口 C12、D12與所有滾筒液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連，所述梭閥的中位與所有滾筒液壓制動器相連；內(nèi)夾緊油缸通過液壓鎖、換向閥與輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口相連，制動油缸通過轉(zhuǎn)閥與輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)的負(fù)載敏感變量柱塞泵的出油口相連。
2.如權(quán)利要求I所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于所述滾筒隨動回路包括四個單向閥和溢流閥，其中兩單向閥相對設(shè)置并相連，另兩單向閥相背設(shè)置并相連，溢流閥的進(jìn)口連于相背設(shè)置的兩單向閥之間，溢流閥的出口連于相對設(shè)置的兩單向閥之間，滾筒隨動回路的進(jìn)油口 A12和工作油口 D12均與溢流閥一側(cè)的兩單向閥的外端相連，滾筒隨動回路的回油口 B12和工作油口 C12均與溢流閥另一側(cè)的兩單向閥的外端相連。
3.如權(quán)利要求I或2所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于所述單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥與高壓泵液壓馬達(dá)之間還設(shè)有單向平衡閥，單向平衡閥的進(jìn)油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的一工作油口 Al相連，單向平衡閥的回油口與單聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的另一工作油口 BI相連，單向平衡閥的工作油口與高壓泵液壓馬達(dá)的出油口相連；所述多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥的兩工作油口 A5、B5還通過雙向平衡閥與排管液壓馬達(dá)各自對應(yīng)的一油口相連。
4.如權(quán)利要求3所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于所述多聯(lián)負(fù)載敏感比例閥還設(shè)有另外五聯(lián)閥片，五聯(lián)閥片的兩工作油口與各自對應(yīng)的發(fā)電機(jī)液壓馬達(dá)、風(fēng)扇液壓馬達(dá)及三個水泵液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口相連。
5.如權(quán)利要求4所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于在內(nèi)夾緊油缸與負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口的連接油路及滾筒液壓馬達(dá)制動油缸與負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口的連接油路上均設(shè)有減壓閥。
6.如權(quán)利要求5所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于在內(nèi)夾緊油缸的油路上還設(shè)有蓄能器。
7.如權(quán)利要求6所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于在壓力輸出雙向平衡閥的內(nèi)置梭閥的中位與順序閥之間還設(shè)有注入頭減壓閥。
8.如權(quán)利要求7所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有手動夾緊泵站，包括手動泵、至少一個與手動泵相連的換向閥、與各自換向閥相連的液壓鎖以及與各自液壓鎖相連的外夾緊油缸。
9.如權(quán)利要求8所述的用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于負(fù)載敏感變量柱塞泵出油口與雙聯(lián)負(fù)載敏感比例閥進(jìn)油口的連接油路上還設(shè)有溢流閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于超深徑向井作業(yè)的液壓控制系統(tǒng)，包括油箱、高壓泵液壓系統(tǒng)、油管控制液壓系統(tǒng)、輔助執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)，三個液壓子系統(tǒng)均采用負(fù)載敏感變量柱塞泵和負(fù)載敏感比例閥，在油管控制液壓系統(tǒng)中設(shè)有滾筒隨動回路和減壓閥，泵的輸出壓力和流量隨反饋回來的負(fù)載信號自動調(diào)整，本實(shí)用新型不僅能最大限度的降低功率損耗，而且操作性和安全性好，能順利實(shí)現(xiàn)油管的下放、回收和有序排管，確保超深徑向井作業(yè)的順利進(jìn)行。
文檔編號F15B11/02GK202597299SQ20122019458
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者成心建, 謝志雙, 趙江, 費(fèi)克林 申請人:瀘州長江石油工程機(jī)械有限公司