專利名稱：一種電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油氣開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，用于連續(xù)油管鉆井、完井、測井、修井等多種井下作業(yè)工程，有助于連續(xù)油管在井下，尤其是在小井眼、大位移井、水平井中，能順利下入和取出更長距離的連續(xù)油管。
背景技術(shù)：
由于連續(xù)油管用途非常廣泛可用來清洗管線、沖洗砂堵、清蠟、選擇性酸化、氣舉求產(chǎn)、擠水泥封堵、壓井、負(fù)壓射孔、試井、驅(qū)替鉆井液、大斜度井測井、水平井測井、完井、打撈、起下坐封膨脹式分割器、鉆塞、磨削落魚、永久性安裝作為生產(chǎn)管、井底攝像、小經(jīng)驗(yàn)鉆井、二次鉆井和加深鉆井、套管開窗側(cè)鉆、油管補(bǔ)貼等，可以進(jìn)行水平井鉆井、下套管井鉆井、裸眼井鉆井、加深鉆井、小井眼鉆井、微小井眼鉆井、老井開窗側(cè)鉆、欠平衡鉆井以及修井、完井等作業(yè)；連續(xù)油管鉆井具有低成本、低能耗、安全環(huán)保、應(yīng)用范圍廣泛等特點(diǎn)，能夠 提高老油田、“低壓、低滲、低產(chǎn)”三低油氣藏等難動用油氣藏的開發(fā)效益，尤其是在我國的非常規(guī)氣藏、致密氣、頁巖氣及煤層氣等的勘探開發(fā)方面，有著廣泛的應(yīng)用前景。但連續(xù)油管井下作業(yè)技術(shù)存在著急需解決的問題其一、鉆井時連續(xù)油管在井眼中不旋轉(zhuǎn)，下放遇阻嚴(yán)重，鉆壓施加困難。其二、連續(xù)油管井下遇阻，延伸井眼長度受限，尤其是在鉆大斜度井、定向井、水平井、深井時，連續(xù)油管井下滑動遇阻問題更為嚴(yán)重。為解決這些問題，石油鉆采行業(yè)設(shè)計了多種井下牽引器，井下牽引器即井下爬行器，也叫井下爬行機(jī)構(gòu)、井下拖拉機(jī)、井下牽引機(jī)器人、井下水力加壓器、井下鉆頭推進(jìn)器等，是一種能在井底提供牽引力的一種井下工具。井下牽引器按其運(yùn)動原理可分為滾輪爬行式、履帶爬行式(鏈軌式)和抓靠臂伸縮滑動式(步進(jìn)式)三種，其中輪式出現(xiàn)最早，伸縮式次之，履帶式最晚。牽引爬行器按其能量來源可分為連續(xù)管式(Coiled Tubing Tractor)、電纜式(Wireline Tractor)和連續(xù)管電纜混合式三種。其中連續(xù)管式牽引爬行器在其尾部連接有連續(xù)管，地面通過連續(xù)管泵入高壓液體，高壓液體驅(qū)動牽引爬行器內(nèi)部渦輪機(jī)構(gòu)，為整個牽引爬行裝置提供能量。電纜式牽引爬行機(jī)構(gòu)則是通過連接在其尾部電纜從地面獲得能量。連續(xù)管電纜混合式牽引爬行機(jī)構(gòu)則既可通過地面泵入高壓液體提供能量驅(qū)動，又可以通過電纜輸送電能驅(qū)動。20世紀(jì)90年代后期，國外許多公司相繼開發(fā)了能夠在井下獨(dú)立作業(yè)的水平井牽引裝置(也就是電纜牽引器)。經(jīng)過多年的發(fā)展，到目前為止，有代表性的牽引器產(chǎn)品主要包括丹麥Welltec公司W(wǎng)ell Tractor輪式牽引器,英國Sondex有限公司的Sondex輪式牽引器，挪威Maritime Well Service (MWS)公司的PowerTrac Advance輪式牽引器、PowerTrac INVADER履帶式牽引器,英國ExproGroup公司的SmarTract伸縮式牽引器、法國Schlumberger 公司的 MaxTRAC 伸縮式牽引器、美國 Western Well Tool 公司的 MicroholeDrilling Tractor 伸縮式牽引器。其中美國 Western Well Tool 公司的 MicroholeDrilling Tractor伸縮式牽引器是連續(xù)油管式的靠地面高壓鉆井液驅(qū)動的、可用于小井眼的牽引器，工作時可保持有效地鉆井液循環(huán)；其余的牽引器大都是輪式或履帶式，外圍尺寸較大，只適用于大直徑井眼，用電纜或鋼絲繩連接，電驅(qū)動，牽引力較小，工作時不能進(jìn)行有效的鉆井液循環(huán)，一般限于測井行業(yè)的應(yīng)用。但無論是那種牽引器，對國內(nèi)而言，國外都采取了嚴(yán)格的技術(shù)保密措施，致使國內(nèi)對井下牽引器的研究還處于剛剛起步的階段自2002年8月，塔里木油田通過技術(shù)合作的方式，采用井下牽引器技術(shù)進(jìn)行了水平井產(chǎn)業(yè)剖面測井的探索，取得了一定的效果。此后，國內(nèi)的少數(shù)科研院所也相繼開展了井下牽引器的研究，主要有中國石油大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西南石油學(xué)院、大慶石油學(xué)院、西安石油大學(xué)等，也申請了一些牽引器的專利，但這些牽引器或多或少的存在一些缺點(diǎn)，并且大都局限于利用循環(huán)液壓進(jìn)行驅(qū)動控制，沒有直接用伺服步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行牽引器驅(qū)動與控制的，不能較好的滿足井下作業(yè)的要求。中國石油大學(xué)高進(jìn)偉、劉猛等人在文獻(xiàn)(高進(jìn)偉，劉猛，聞相禎.水平井井下輪式自適應(yīng)管道爬行器中國)中提出了一種輪式拖動器的結(jié)構(gòu)方案，并申請了實(shí)用新型專利(200520008070. 8. 2006-08-16,套管水平井測井牽引器變徑牽引裝置)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)
也研制了一款電纜輪式拖動器(唐德威，王新杰，鄧宗全.水平油井檢測儀器拖動器.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報.2007，39 (9) :1395-1397)，并進(jìn)行了地面試驗(yàn)；西安石油大學(xué)朱林、吳松平自行設(shè)計了一種輪式牽引器(朱林，吳松平.水平井測井儀器牽引爬行器的設(shè)計.新技術(shù)新工藝，2007，(12) 32-34);遼河石油勘探局提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的輪式牽引器(200720190260. 5，套管水平井測井牽引器變徑牽引裝置)，并且2008年長城鉆探測井公司在遼河油田的四口水平井對其研制的牽引器進(jìn)行了的井下試驗(yàn)，還有些其他科研院所也進(jìn)行了輪式牽引器相關(guān)方面的研究，但這些牽引器都有一些共同點(diǎn)都是輪式牽引器，都是電纜連接無循環(huán)，都是測井、修井等牽引力不大的井下作業(yè)用牽引器，因此存在很多缺陷，主要缺陷如下(一)輪式牽引器整體結(jié)構(gòu)不緊湊，外徑尺寸大，只適用于大直徑井眼，不能適用于小井眼井下牽引作業(yè)，適應(yīng)管徑能力有限；(二)依靠電纜或鋼絲繩連接的電驅(qū)動，不能有效連接連續(xù)油管靠地面液壓進(jìn)行驅(qū)動和實(shí)現(xiàn)有效的鉆井液循環(huán)；(三)牽引力較小，只適用于牽引測井電纜或鋼絲繩等；(四)大部分不能實(shí)現(xiàn)雙向驅(qū)動。大慶石油學(xué)院邵守君、常玉連提出了一種漲閘活塞式行走的伸縮式拖動器(邵守君.基于虛擬樣機(jī)的石油井故障探測機(jī)器人研究.大慶石油學(xué)院碩士論文.2007:5 7)主要由電氣組件、液壓組件、上支撐行走組件、下支撐行走組件及探測組件組成，通過電磁換向閥對四個液壓缸控制，使上、下支撐行走組件實(shí)現(xiàn)按要求的交替撐緊或收回，伸出與縮進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)自主行進(jìn)，但該牽引器存在很大的缺陷(一)牽引力較小，理論最大值僅5000N，只適用于牽引測井電纜或鋼絲繩等，無法實(shí)現(xiàn)牽引連續(xù)油管進(jìn)行井下作業(yè)；(二)用連接電纜給電氣組件供電來驅(qū)動電機(jī)使液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，牽引器中沒有提供鉆井液循環(huán)通道，無法實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程中井下液體與地面的有效循環(huán)；(三)支撐系統(tǒng)和導(dǎo)向輪部分采用連桿機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)不緊湊，牽引器外徑較大，能適用的井眼直徑范圍有限(Φ90-Φ130πι)。西南石油大學(xué)祝效華、胡志強(qiáng)、石昌帥等申請的(201110081197. 2，連續(xù)油管爬行器及其爬行方法)連續(xù)油管爬行器及其爬行方法是由前爬行裝置、控制器和后爬行裝置組成，雖然是采用連續(xù)油管連接，利用地面液壓裝置進(jìn)行驅(qū)動，但是該專利明顯存在不足之處(一)牽引部分采用上下兩個牽引液缸進(jìn)行牽引驅(qū)動和控制，使得牽引部分過長，支撐機(jī)構(gòu)采用單液缸驅(qū)動和彈簧復(fù)位裝置，使得牽引器液壓管路復(fù)雜，最小適用井眼直徑較大，不適合在小井眼中牽引前進(jìn)；(二)由于連續(xù)油管井下作業(yè)使連續(xù)油管內(nèi)循環(huán)壓耗較大，采用純液壓驅(qū)動和控制，對牽引器內(nèi)外壓差最小值有一定要求，只有地面泵壓達(dá)到一定值以后才能驅(qū)動牽引器正常工作，使得該牽引器對地面壓力依賴性比較大，牽引控制不靈活；(三)只是提出用液壓進(jìn)行驅(qū)動控制概念，但并未給出具體的液壓驅(qū)動與控制的管路實(shí)施方案；(四)支撐機(jī)構(gòu)撐桿結(jié)構(gòu)，使得牽引器最小適用井眼直徑較大，不適合在小井眼中或微小井眼中牽引作業(yè)；隨著井下牽引器應(yīng)用日益廣泛，石油鉆采行業(yè)從國外引進(jìn)了多種井下牽引器產(chǎn)品進(jìn)行井下作業(yè)，國內(nèi)雖然對牽引器的研究起步較晚，而且僅限于電機(jī)輪式井下牽引器、液壓驅(qū)動連續(xù)管井下牽引器、純機(jī)械凸輪式井下牽引器等單一驅(qū)動的研究，而且都存在缺陷，沒有成熟的產(chǎn)品走向市場，不能較好的滿足井下作業(yè)的要求。主要原因由(一)國外對井下牽引器技術(shù)采取了嚴(yán)格的技術(shù)保密措施，使得國內(nèi)牽引器的研究完全處在自主研發(fā)狀態(tài)；(二)國內(nèi)牽引器研究限于電機(jī)輪式井下牽引器、液壓驅(qū)動連續(xù)管井下牽引器、純 機(jī)械凸輪式井下牽引器等單一驅(qū)動的研究；(三)國內(nèi)牽引器研究限于測井用，鉆井等其他井下作業(yè)牽弓I器研究較少，應(yīng)用于小井眼或微小井眼井下牽引作業(yè)的牽引器國內(nèi)還沒有；(四)國內(nèi)牽引器單一液壓驅(qū)動控制用的閥門較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，穩(wěn)定性差，對地面輸入泵壓依賴性較大；(五)牽引器支撐結(jié)構(gòu)采用撐桿結(jié)構(gòu)，適用最小外徑較大、不能適應(yīng)小井眼或微小井眼作業(yè)要求；(六)牽引器同時采用多個液缸牽引驅(qū)動，使最小長度較長、不能滿足井下柔性作業(yè)要求；(七)牽引器只能實(shí)現(xiàn)單向向下牽引入井，不能雙向牽引；(八)牽引器支撐系統(tǒng)采用雙向液缸驅(qū)動，增加了液壓閥控制的難度和復(fù)雜性；(九)液壓驅(qū)動控制的牽引器就給出概念，沒有具體液壓驅(qū)動與控制的實(shí)施方案，沒有試驗(yàn)樣機(jī)，也沒有成熟產(chǎn)品；(十)大多側(cè)重于牽引電纜、鋼絲繩或其他井下工具，沒循環(huán)管通道，作業(yè)時不能進(jìn)行地面與井下液體有效循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其利用電子控制模塊控制伺服電機(jī)使兩個五位五通換向閥精確控制液壓回路，并配合控制其他閥，實(shí)現(xiàn)有效液壓驅(qū)動牽引器在井下牽引連續(xù)油管柱順利下入和取出，解決了因連續(xù)油管在井下摩阻較大，下入和取出困難、鉆壓難于施加等技術(shù)難題，使連續(xù)油管在井下能延伸更長。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下方案一種電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，包括上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)、中心滑管總成、控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng)；其特征在于上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)滑套在中心滑管總成的上部，可沿中心滑管總成上下滑動；控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng)固定在中心滑管總成的下部。
優(yōu)選地，上述中心滑管總成包括上中心滑管、循環(huán)液過濾器、下中心滑管；上中心滑管沿管壁分別加工有第一上卡瓦液缸壓力管路、第二上卡瓦液缸壓力管路、上牽引液缸壓力管路、下牽引液缸壓力管路；上中心滑管上加工有牽引液缸活塞，上牽引液缸壓力管路和下牽引液缸壓力管路的上出口分別位于牽引液缸活塞的上下兩側(cè)，牽引液缸活塞上安裝有兩個牽引液缸活塞密封、一個牽引液缸活塞位移傳感器、一個牽引液缸壓差傳感器；上中心滑管下端加工有密封連接外螺紋、下端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣；下中心滑管的上端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣，在下中心滑管的上端附近加工有外螺紋，下中心滑管管壁內(nèi)加工有下卡瓦液缸壓力管路；循環(huán)液過濾器的上下兩端有環(huán)形定位凹槽，循環(huán)液過濾器上端通過環(huán)形定位凹槽和兩個循環(huán)液過濾器密封與上中心滑管密封連接，循環(huán)液過濾器下端通過環(huán)形定位凹槽和兩個循環(huán)液過濾器密封與下中心滑管密封連接。優(yōu)選地，上述上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)包括上卡瓦支座、上卡瓦、上卡瓦支撐套、上卡瓦液缸蓋、上卡瓦復(fù)位彈簧座、上卡瓦復(fù)位彈簧、上液缸殼體、牽引液缸蓋。 優(yōu)選地，上述上卡瓦支座通過圓筒內(nèi)孔滑套在上中心滑管上，上卡瓦支座和上中心滑管之間安裝有上卡瓦支座刮泥器；上卡瓦支座下端外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔；上液缸殼體通過中部的通孔滑套在上中心滑管上，上液缸殼體與上中心滑管之間形成位于上部的上卡瓦液缸和位于下部的牽引液缸；上卡瓦液缸殼體的外徑小、牽引液缸殼體的外徑大；上液缸殼體和上中心滑管之間通過兩個上卡瓦液缸殼體密封進(jìn)行密封；上液缸殼體中部沿外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔；上卡瓦液缸殼體的上端加工有內(nèi)螺紋；牽引液缸殼體的下端加工有內(nèi)螺紋；上卡瓦為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角形斜面，兩端有平行插銷孔；三個上卡瓦的上端通過三套上卡瓦固定銷固定在上卡瓦支座上的三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔中，三個上卡瓦的下端通過三套上卡瓦固定銷固定在上液缸殼體上；上卡瓦液缸蓋下端設(shè)有密封型外螺紋，上卡瓦液缸蓋通過中間通孔滑套在上卡瓦支撐套芯部的圓筒上，上卡瓦液缸蓋和上卡瓦支撐套的芯部圓筒之間安裝有兩個上卡瓦蓋密封；上液缸殼體上端與上卡瓦液缸蓋螺紋連接；卡瓦支撐套芯部為圓筒，上卡瓦支撐套通過芯部圓筒滑套在上中心滑管上，上卡瓦支撐套下端加工有上卡瓦液缸活塞，上卡瓦液缸活塞置于上卡瓦液缸內(nèi)；在上卡瓦支撐套的圓筒上部沿外圓周方向均布焊接三個具有三角形斜面的長方塊，三角形斜面沿徑向向夕卜，并與三個上卡瓦上的三角形斜面相配合，上卡瓦液缸活塞上安裝有一個上卡瓦液缸活塞位移傳感器和四個上卡瓦液缸活塞密封；上卡瓦復(fù)位彈簧座為中間有通孔的薄壁杯型圓筒，杯底向上抵靠在上卡瓦液缸蓋上，上卡瓦復(fù)位彈簧是螺旋彈簧，上卡瓦復(fù)位彈簧坐靠在上卡瓦復(fù)位彈簧座的內(nèi)空中，上卡瓦復(fù)位彈簧上端頂在上卡瓦復(fù)位彈簧座的上端底面，上卡瓦復(fù)位彈簧下端頂在上卡瓦液缸活塞的頂面，上卡瓦復(fù)位彈簧和上卡瓦復(fù)位彈簧座一起滑套在上卡瓦支撐套芯部的圓筒上；上中心滑管上的牽引液缸活塞位于牽引液缸內(nèi)，并將牽引液缸分成上牽引液缸和下牽引液缸；牽引液缸蓋為中間有通孔的厚壁短圓柱體，牽引液缸蓋通過中間通孔滑套在上中心滑管的下部，上端設(shè)有密封型外螺紋，牽引液缸殼體下端和牽引液缸蓋上端通過螺紋連接；牽引液缸蓋與上中心滑管之間通過兩個牽引液缸蓋密封密封。優(yōu)選地，上述控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)殼體、電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊。優(yōu)選地，上述控制系統(tǒng)殼體為有內(nèi)部空腔的圓筒，控制系統(tǒng)殼體的上端具有內(nèi)螺紋、下端均具有內(nèi)螺紋，控制系統(tǒng)殼體上端通過內(nèi)螺紋與上中心滑管上的外螺紋連接，控制系統(tǒng)殼體下端通過內(nèi)螺紋與下中心滑管上的外螺紋連接；控制系統(tǒng)殼體空腔內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊。優(yōu)選地，上述下卡瓦支撐系統(tǒng)包括下卡瓦支座、下卡瓦、下卡瓦支撐套、下卡瓦液缸蓋、下卡瓦復(fù)位彈簧座、下卡瓦復(fù)位彈簧、下卡瓦液缸殼體。
優(yōu)選地，上述下卡瓦支座通過通孔滑套在下中心滑管上，下卡瓦支座和下中心滑管之間安裝有下卡瓦支座刮泥器；下卡瓦支座上端外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔；下卡瓦液缸殼體通過圓形通孔滑套在下中心滑管上，下卡瓦液缸殼體和下中心滑管之間設(shè)有兩個上卡瓦液缸殼體密封，下卡瓦液缸殼體和下中心滑管中間通過兩個上卡瓦液缸殼體密封進(jìn)行密封；下卡瓦液缸殼體上端內(nèi)圓面有內(nèi)螺紋，下卡瓦液缸殼體通過內(nèi)螺紋與下中心滑管相連；下卡瓦液缸殼體中間外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔；下卡瓦為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角錐形斜面，兩端有平行插銷孔；三個下卡瓦下端通過三組下卡瓦固定銷周向均布地固定在下卡瓦支座上；三個下卡瓦的上端分別通過三套下卡瓦固定銷固定在下卡瓦液缸殼體的卡瓦固定插銷槽和插銷孔中；下卡瓦支撐套芯部為圓筒，在圓筒下部沿圓周方向均布焊接三個有三角錐形斜面的長方塊，三角錐形斜面沿徑向向外，并與三個下卡瓦上的每個三角錐形斜面相配合；下卡瓦支撐套上端加工有下卡瓦液缸活塞，下卡瓦液缸活塞置于下卡瓦液缸內(nèi)；下卡瓦液缸活塞上安裝有一個下卡瓦液缸活塞位移傳感器和四個下卡瓦液缸活塞密封，下卡瓦支撐套通過芯部為圓筒滑套在下中心滑管上；下卡瓦液缸活塞能在液缸推力作用下推動下卡瓦支撐套在下中心滑管上做軸向滑動；下卡瓦液缸蓋通過中間通孔滑套在下卡瓦支撐套芯部的圓筒上，下卡瓦液缸蓋和下卡瓦支撐套的芯部圓筒之間安裝有兩個下卡瓦蓋密封；下卡瓦液缸蓋上端有密封型外螺紋；下卡瓦復(fù)位彈簧座為中間有通孔的杯型圓筒，杯底向下緊靠在下卡瓦液缸蓋上，下卡瓦復(fù)位彈簧坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座中一起滑套在下卡瓦支撐套芯部的圓筒上；下卡瓦復(fù)位彈簧下端坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座上，下卡瓦復(fù)位彈簧上端抵靠在下卡瓦液缸活塞的下底面。優(yōu)選地，上述控制系統(tǒng)殼體下端端面設(shè)有環(huán)形密封槽；下卡瓦液缸殼體上端面有環(huán)形密封槽，下卡瓦液缸殼體上端端面通過密封圈與控制系統(tǒng)殼體下端端面密封連接。優(yōu)選地，上述下卡瓦液缸壓力管路上端與電子控制模塊相連，下端與下牽引液缸相連；下卡瓦液缸壓力管路用于給下卡瓦液缸輸入和輸出液體；第一上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、第二上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、牽引液缸壓力管路的下端出口，牽引液缸壓力管路的下端出口都在上中心滑管的下端外圓面，并分別與液壓管路模塊相連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)有(一 )牽引器控制的靈活性較好國內(nèi)研究的牽引器主要側(cè)重液壓驅(qū)動的輪式和伸縮式，對液壓依賴性較高，驅(qū)動系統(tǒng)比較復(fù)雜；本發(fā)明牽引器采用液壓驅(qū)動，配合電子控制模塊、伺服電機(jī)集成控制的方法，減少純液壓控制的管路的復(fù)雜性，無論地面泵壓有多大，只要井下牽引器內(nèi)外存在壓差并通電，就能夠啟動牽引器工作，同時，進(jìn)出液閥采用五通五位換向閥，可通過伺服步進(jìn)電機(jī)對閥芯位置進(jìn)行精確控制，調(diào)整進(jìn)出口閥門大小，控制流量，達(dá)到靈活控制牽引速度的目的，控制的靈活性較好。(二)牽引器可適用于小井眼井下牽引作業(yè)國內(nèi)很多牽引器的支撐系統(tǒng)采用連桿支撐結(jié)構(gòu)或管輪式結(jié)構(gòu)，使得最小適用井眼直徑較大，不適用于小直徑井眼牽引作業(yè)；本發(fā)明牽引器采用的支撐系統(tǒng)是斜面滑動外推卡瓦膨脹式結(jié)構(gòu)，支撐部分較緊湊，有效減小 了牽引器最小適用井眼直徑，使?fàn)恳髂苓m用于小井眼甚至微小井眼的井下牽引作業(yè)。(三)牽引過程中能保證正常的井下液體循環(huán)國內(nèi)大部分牽引器是測井牽引器，工作中不能保證正常鉆井液或洗井液循環(huán)；本發(fā)明牽引器預(yù)留內(nèi)循環(huán)通道，在井下作業(yè)過程中能有效保證流體循環(huán)。(四)牽引過程中柔性彎曲適應(yīng)能力強(qiáng)國內(nèi)大部分液壓驅(qū)動牽引器采用雙液缸雙向驅(qū)動，牽引器整體長度較長；本發(fā)明牽引器單液缸雙向牽引驅(qū)動，牽引器整體長度大大縮短，增強(qiáng)了牽引器在井下的作業(yè)的柔性彎曲適應(yīng)能力。(五)牽引器穩(wěn)定性好國內(nèi)大部分牽引器沒有斷電或無液壓時的自動保護(hù)裝置，支撐系統(tǒng)常采用兩支撐臂支撐，容易翻轉(zhuǎn)；本發(fā)明牽引器支撐系統(tǒng)采用單向單液缸驅(qū)動和彈簧復(fù)位裝置，在斷電或無泵壓的情況下能依靠彈簧作用力自動收回卡瓦，減少牽引器井下卡鉆等復(fù)雜情況的發(fā)生；每個支撐系統(tǒng)中有三個抓緊卡瓦成軸向均布，使?fàn)恳鞑蝗菀追D(zhuǎn)，穩(wěn)定性好。(六)牽引器能實(shí)現(xiàn)雙向牽引國內(nèi)大部分牽引器只能實(shí)現(xiàn)單向牽引運(yùn)動；本發(fā)明牽引器能順利牽引管柱進(jìn)行取出和下入作業(yè)，靈活性好。(七)牽引器能實(shí)現(xiàn)有效地斷電保護(hù)國內(nèi)大部分牽引器不能實(shí)現(xiàn)有效的斷電保護(hù)；本發(fā)明牽引器能在井下斷電時使上下卡瓦在復(fù)位彈簧作用下能自動收回，有效防止斷電后卡瓦支撐井壁的卡鉆等井下復(fù)雜情況的發(fā)生。


圖I為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器主視示意圖；圖2為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器俯視示意圖；圖3a為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開時上半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖3b為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合時上半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖4a為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開時下半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖4b為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合時下半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖5為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器沿圖4a中B-B剖面示意圖；圖6為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上(下)卡瓦支套和主視示意圖；圖7為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器的上(下)卡瓦支套沿圖6中C-C剖面示意圖；圖8為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦和下卡瓦主視示意圖；圖9為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦和下卡瓦俯視示意圖； 圖IOa為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器工作時初始狀態(tài)示意圖；圖IOb為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦閉合離開井壁示意圖；圖IOc為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦與牽引液缸整體向下牽引示意圖；圖IOd為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器上卡瓦張開抓緊井壁示意圖；圖IOe為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器下卡瓦閉合離開井壁示意圖；圖IOf為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器中心滑管和下卡瓦整體向下移動示意圖；圖IOg為電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器下卡瓦張開抓緊井壁示意圖；圖中I、上卡瓦支撐系統(tǒng)，2、中心滑管總成，3、控制系統(tǒng)，4、下卡瓦支撐系統(tǒng)；21、牽引液缸殼體，22a、外螺紋，23b、內(nèi)螺紋，23、牽引液缸蓋，24、牽引液缸蓋密封；31、控制系統(tǒng)殼體，32、電機(jī)模塊，33、液壓管路模塊，34、電子控制模塊，35、密封圈，36、循環(huán)液過濾器，37、循環(huán)液過濾器密封，38a、外螺紋，38b、內(nèi)螺紋；111、上中心滑管，112、牽引液缸壓力管路，113、牽引液缸活塞，114、牽引液缸壓力管路，115、牽引液缸活塞密封，116、牽引液缸活塞位移傳感器，117、牽引液缸壓差傳感器，118、第一上卡瓦液缸壓力管路，119、第二上卡瓦液缸壓力管路；121、上卡瓦支座，122、上卡瓦支座刮泥器，123a、上卡瓦固定插銷槽和插銷孔，123b、上卡瓦固定銷，124、上卡瓦，125、上卡瓦支撐套；131、上卡瓦液缸蓋，132、上卡瓦蓋密封，133a、外螺紋，133b、內(nèi)螺紋，134、上卡瓦復(fù)位彈簧座，135、上卡瓦復(fù)位彈簧；141、上卡瓦液缸活塞，142、上卡瓦液缸活塞位移傳感器，143、上卡瓦液缸活塞密封，144、上卡瓦液缸，145、上液缸殼體，146、上卡瓦液缸殼體密封；411、下中心滑管,412、下卡瓦液缸壓力管路，413a、外螺紋，413b、內(nèi)螺紋；421、下卡瓦支座，422、下卡瓦支座刮泥器，423a、上卡瓦固定插銷槽和插銷孔，423b、下卡瓦固定銷，424、下卡瓦，425、下卡瓦支撐套；431、下卡瓦液缸蓋，432、下卡瓦蓋密封，433a、外螺紋，433b、內(nèi)螺紋，434、下卡瓦復(fù)位彈簧座，435、下卡瓦復(fù)位彈簧；441、下卡瓦液缸活塞，442、下卡瓦液缸活塞位移傳感器，443、下卡瓦液缸活塞密封,444、下卡瓦液缸,445、下卡瓦液缸殼體,446、下卡瓦液缸殼體密封。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，包括上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I、中心滑管總成2、控制系統(tǒng)3、下卡瓦支撐系統(tǒng)4。上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I滑套在中心滑管總成2的上部，可沿中心滑管總成2上下滑動；控制系統(tǒng)3、下卡瓦支撐系統(tǒng)4固定在中心滑管總成2的下部。上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I的主要作用是抓緊井壁支撐牽引器、并產(chǎn)生軸向摩擦力為牽引器的牽引力提供反作用力。控制系統(tǒng)3的主要作用是通過接收地面信號，控制井下牽引器工作運(yùn)行狀態(tài)。下卡瓦支撐系統(tǒng)4的主要作用是抓緊井壁支撐牽引器、并產(chǎn)生軸向摩擦力為牽引器的牽引力提供反作用力。如圖l_2，3a，3b，4a，4b所示，中心滑管總成2包括上中心滑管111、循環(huán)液過濾器36、下中心滑管411。如圖l_2，3a，3b所示，上中心滑管111為一長圓管，上中心滑管111沿管壁分別加工有第一上卡瓦液缸壓力管路118、第二上卡瓦液缸壓力管路119、上牽引液缸壓力管路112、下牽引液缸壓力管路114 ;上中心滑管111上加工有直徑較大的牽引液缸活塞113，上牽引液缸壓力管路112和下牽引液缸壓力管路114的上出口分別位于牽引液缸活塞113的上下兩側(cè)，牽引液缸活塞113上安裝有兩個牽引液缸活塞密封115、一個牽引液缸活塞位移傳感器116、一個牽引液缸壓差傳感器117 ;上中心滑管111下端加工有密封連接外螺紋38a、下端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣。 如圖l，4a，4b所示，下中心滑管411為一上端外徑小下端外徑大的階梯形長圓管，下中心滑管411的上端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣，在下中心滑管411的上端附近加工有外螺紋413a，下中心滑管411管壁內(nèi)加工有下卡瓦液缸壓力管路412。如圖l，3a，3b，4a，4b所示，循環(huán)液過濾器36為具有斜向篩孔的圓筒；循環(huán)液過濾器36的上下兩端有環(huán)形定位凹槽，循環(huán)液過濾器36上端通過環(huán)形定位凹槽和兩個循環(huán)液過濾器密封37與上中心滑管111密封連接，循環(huán)液過濾器36下端通過環(huán)形定位凹槽和兩個循環(huán)液過濾器密封37與下中心滑管411密封連接。循環(huán)液過濾器36的主要作用是過濾掉鉆井循環(huán)液中直徑較大的顆粒，防止堵塞液壓管路。如圖3a，3b所示，上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)I包括上卡瓦支座121、上卡瓦124、上卡瓦支撐套125、上卡瓦液缸蓋131、上卡瓦復(fù)位彈簧座134、上卡瓦復(fù)位彈簧135、上液缸殼體145、牽引液缸蓋23。如2，3a，3b，5所示，上卡瓦支座121為厚壁短圓筒，上卡瓦支座121通過圓筒內(nèi)孔滑套在上中心滑管111上，上卡瓦支座121和上中心滑管111之間安裝有上卡瓦支座刮泥器122 ;上卡瓦支座121下端外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔123a。如圖3a，3b所示，上液缸殼體145通過中部的通孔滑套在上中心滑管111上，上液缸殼體145上部內(nèi)徑小，中部內(nèi)徑最小，下部內(nèi)徑最大；上液缸殼體與上中心滑管之間形成位于上部的上卡瓦液缸144和位于下部的牽引液缸147 ;上卡瓦液缸殼體144的外徑小、牽引液缸殼體21的外徑大；上液缸殼體145和上中心滑管111之間通過兩個上卡瓦液缸殼體密封146進(jìn)行密封；上液缸殼體145中部沿外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔。上卡瓦液缸殼體144的上端加工有內(nèi)螺紋133b ;牽引液缸殼體21的下端加工有內(nèi)螺紋22b。如圖3a，3b，8，9所示，上卡瓦124為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角形斜面，兩端有平行插銷孔。三個上卡瓦124的上端通過三套上卡瓦固定銷123b固定在上卡瓦支座121上的三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔123a中，三個上卡瓦124的下端通過三套上卡瓦固定銷固定在上液缸殼體145上。如圖3a，3b所示，上卡瓦液缸蓋131為中間有通孔的厚壁短圓柱體，下端設(shè)有密封型外螺紋133a，上卡瓦液缸蓋131通過中間通孔滑套在上卡瓦支撐套125芯部的圓筒上，上卡瓦液缸蓋131和上卡瓦支撐套125的芯部圓筒之間安裝有兩個上卡瓦蓋密封132。上液缸殼體145上端與上卡瓦液缸蓋131螺紋連接。如圖3a，3b所示，上卡瓦支撐套125芯部為圓筒，上卡瓦支撐套125通過芯部圓筒滑套在上中心滑管111上，上卡瓦支撐套125下端加工有上卡瓦液缸活塞141，上卡瓦液缸活塞141置于上卡瓦液缸147內(nèi)；在上卡瓦支撐套125的圓筒上部沿外圓周方向均布焊接三個具有三角形斜面的長方塊，三角形斜面沿徑向向外，并與三個上卡瓦124上的三角形斜面相配合，上卡瓦液缸活塞141上安裝有一個上卡瓦液缸活塞位移傳感器142和四個上卡瓦液缸活塞密封143。上卡瓦液缸活塞141能在液缸推力作用下推動上卡瓦支撐套125在上中心滑管111上沿軸向上滑動當(dāng)向上滑動時，上卡瓦支撐套125通過三角斜面推開三個上卡瓦124抓緊支撐井壁。如圖3a，3b所示，上卡瓦復(fù)位彈簧座134為中間有通孔的薄壁杯型圓筒，杯底向上抵靠在上卡瓦液缸蓋131上，上卡瓦復(fù)位彈簧135是螺旋彈簧，上卡瓦復(fù)位彈簧135坐靠在上卡瓦復(fù)位彈簧座134的內(nèi)空中，上卡瓦復(fù)位彈簧135上端頂在上卡瓦復(fù)位彈簧座134的 上端底面，上卡瓦復(fù)位彈簧135下端頂在上卡瓦液缸活塞141的頂面，上卡瓦復(fù)位彈簧135和上卡瓦復(fù)位彈簧座134—起滑套在上卡瓦支撐套125芯部的圓筒上。上卡瓦復(fù)位彈簧135的主要作用是在上卡瓦液缸144壓力拆除時，給上卡瓦液缸活塞141提供向下的推力，使上卡瓦支撐套125向下滑動，上卡瓦支撐套125上三角斜面和上卡瓦124上三角斜面松開，確保上卡瓦124在外推力消除情況下能自動收回；當(dāng)上卡瓦支撐套125收回使上卡瓦124的三角斜面外推膨脹力拆除時，三個上卡瓦124能依靠自身彈性和井壁推靠作用收回離開井壁。上卡瓦復(fù)位彈簧座134的主要作用是限定上卡瓦支撐套125上三角斜面向上移動超過上卡瓦124上的三角斜面最高點(diǎn)后發(fā)生鎖死上卡瓦復(fù)位彈簧座134下端為上卡瓦液缸活塞141的上側(cè)面向上的移動極限位置，當(dāng)上卡瓦支撐套125上的三角斜面向上移動達(dá)到上卡瓦124上的三角斜面最高點(diǎn)時，上卡瓦復(fù)位彈簧座134的下端剛好頂在上卡瓦液缸活塞141的上側(cè)面，使卡瓦液缸活塞141以及上卡瓦支撐套125不能繼續(xù)向上滑動，阻止上卡瓦124和上卡瓦支撐套125鎖死。如圖3a，3b所示，上中心滑管111上的牽引液缸活塞113位于牽引液缸內(nèi)，并將牽引液缸147分成上牽引液缸和下牽引液缸。牽引液缸蓋23為中間有通孔的厚壁短圓柱體，牽引液缸蓋23通過中間通孔滑套在上中心滑管111的下部，上端設(shè)有密封型外螺紋22a，牽引液缸殼體21下端和牽引液缸蓋23上端通過螺紋連接；牽引液缸蓋23與上中心滑管111之間通過兩個牽引液缸蓋密封24密封。如圖4a，4b所不，控制系統(tǒng)3包括控制系統(tǒng)冗ι體31、電機(jī)I旲塊32、液壓管路I旲塊33、電子控制模塊34?？刂葡到y(tǒng)殼體31為有內(nèi)部空腔的圓筒，控制系統(tǒng)殼體31下端端面設(shè)有環(huán)形密封槽。控制系統(tǒng)殼體31的上端具有內(nèi)螺紋38b、下端均具有內(nèi)螺紋413b，控制系統(tǒng)殼體31上端通過內(nèi)螺紋38b與上中心滑管111上的外螺紋38a連接，控制系統(tǒng)殼體31下端通過內(nèi)螺紋413b與下中心滑管411上的外螺紋413a連接?？刂葡到y(tǒng)殼體31空腔內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊32、液壓管路模塊33、電子控制模塊34?？刂葡到y(tǒng)殼體31作用有兩點(diǎn)裝配和支撐電機(jī)模塊32、液壓管路模塊33、電子控制模塊34 ;連接上中心滑管111和下中心滑管411。液壓管路模塊33的主要作用提供上卡瓦液缸144、下卡瓦液缸444、牽引液缸147的輸入與輸出管路的控制液壓回路，并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)牽引器的正常工作。電子控制模塊34的作用是接收地面信號，發(fā)送控制指令。如圖4a，4b所示，電機(jī)模塊32包括控制液壓管路斷開和連通的多位多通閥的閥芯位置的多臺小型伺服步進(jìn)電機(jī)，伺服步進(jìn)電機(jī)的作用主要用于驅(qū)動各管路閥門的閥芯運(yùn)動到管路連通和斷開準(zhǔn)確位置。如圖4a，4b所示，液壓管路模塊33包括控制下卡瓦液缸壓力管路412、第一上卡瓦液缸壓力管路118、第二上卡瓦液缸壓力管路119的連通與斷開的閥門，中心滑管總成2內(nèi)高壓循環(huán)液高壓水眼連接管線與閥門，井眼環(huán)空低壓循環(huán)液連接管線與閥門。如圖1，4a，4b所示，下卡瓦支撐系統(tǒng)4包括下卡瓦支座421、下卡瓦424、下卡瓦支撐套425、下卡瓦液缸蓋431、下卡瓦復(fù)位彈簧座434、下卡瓦復(fù)位彈簧435、下卡瓦液缸殼體 445。如圖2，4a，4b，5所示，下卡瓦支座421為中間有通孔的圓柱體，下卡瓦支座421通過通孔滑套在下中心滑管411上，下卡瓦支座421和下中心滑管411之間安裝有下卡瓦支 座刮泥器422 ;下卡瓦支座421上端外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔423a。如圖2，4a，4b，5所示，下卡瓦液缸殼體445為上粗下細(xì)中間有圓形通孔的圓柱殼體，下卡瓦液缸殼體445通過圓形通孔滑套在下中心滑管411上，下卡瓦液缸殼體445和下中心滑管411之間設(shè)有兩個上卡瓦液缸殼體密封446，下卡瓦液缸殼體445和下中心滑管411中間通過兩個上卡瓦液缸殼體密封446進(jìn)行密封；下卡瓦液缸殼體445上端內(nèi)圓面有內(nèi)螺紋413b,下卡瓦液缸殼體445通過內(nèi)螺紋413b與下中心滑管411相連。下卡瓦液缸殼體445上端面有環(huán)形密封槽,下卡瓦液缸殼體445上端端面通過密封圈35與控制系統(tǒng)殼體31下端端面密封連接。下卡瓦液缸殼體445中間外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔。如圖4a，4b，5，8，9所示，下卡瓦424為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角錐形斜面，兩端有平行插銷孔。三個下卡瓦424下端通過三組下卡瓦固定銷423b周向均布地固定在下卡瓦支座421上；三個下卡瓦424的上端分別通過三套下卡瓦固定銷固定在下卡瓦液缸殼體445的卡瓦固定插銷槽和插銷孔中。三個下卡瓦424能在下卡瓦支撐套425作用下張開，在外力拆除后能依靠自身彈性和井壁擠壓力閉合。如圖4a，4b，5，6，7所示，下卡瓦支撐套425芯部為圓筒，在圓筒下部沿圓周方向均布焊接三個有三角錐形斜面的長方塊，三角錐形斜面沿徑向向外，并與三個下卡瓦424上的每個三角錐形斜面相配合，能在推力作用下做相對滑動，以張開三個下卡瓦424 ;下卡瓦支撐套425上端加工有下卡瓦液缸活塞441，下卡瓦液缸活塞441置于下卡瓦液缸444內(nèi)；下卡瓦液缸活塞441上安裝有一個下卡瓦液缸活塞位移傳感器442和四個下卡瓦液缸活塞密封443，下卡瓦支撐套425通過芯部為圓筒滑套在下中心滑管411上。下卡瓦液缸活塞441能在液缸推力作用下推動下卡瓦支撐套425在下中心滑管411上做軸向滑動，當(dāng)向下滑動時，下卡瓦支撐套425通過追斜面張開三個下卡瓦424抓緊支撐井壁。如圖4a，4b所示，下卡瓦液缸蓋431為中間有通孔的短圓柱體，下卡瓦液缸蓋431通過中間通孔滑套在下卡瓦支撐套425芯部的圓筒上，下卡瓦液缸蓋431和下卡瓦支撐套425的芯部圓筒之間安裝有兩個下卡瓦蓋密封432 ;下卡瓦液缸蓋431上端有密封型外螺紋433a ;下卡瓦液缸蓋431對下卡瓦液缸殼體445起支撐作用。如圖4a，4b所示，下卡瓦復(fù)位彈簧座434為中間有通孔的杯型圓筒，杯底向下緊靠在下卡瓦液缸蓋431上，下卡瓦復(fù)位彈簧435坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座434中一起滑套在下卡瓦支撐套425芯部的圓筒上。下卡瓦復(fù)位彈簧435下端坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座434上，下卡瓦復(fù)位彈簧435上端抵靠在下卡瓦液缸活塞441的下底面。下卡瓦復(fù)位彈簧座434上端為下卡瓦支撐套425上的下卡瓦液缸活塞441的向下的移動極限位置，確保下卡瓦支撐套425上三角斜面和下卡瓦424上三角斜面能達(dá)到最大張開定點(diǎn)，但又不能滑過鎖死；下卡瓦復(fù)位彈簧435在下卡瓦液缸殼體445壓力消失時，依靠彈簧彈力推動下卡瓦支撐套425向上收回。當(dāng)向上滑動時，下卡瓦支撐套425收回，在外推力拆除，三個下卡瓦424能依靠自身彈性和井壁推靠作用收回離開井壁。如圖3a，3b，4a，4b所示，下卡瓦液缸壓力管路412上端與電子控制模塊34相連，下端與下牽引液缸相連；下卡瓦液缸壓力管路412用于給下卡瓦液缸444輸入和輸出液體。第一上卡瓦液缸壓力管路118的下端出口、第二上卡瓦液缸壓力管路119的下端出口、牽引液缸壓力管路112的下端出口，牽引液缸壓力管路114的下端出口都在上中心滑管111的 下端外圓面，并分別與液壓管路模塊33相連接；液壓管路模塊33根據(jù)上卡瓦液缸144的位置，分別控制第一上卡瓦液缸壓力管路118斷開或連通、第二上卡瓦液缸壓力管路119的連通或斷開，實(shí)現(xiàn)對上卡瓦液缸144的輸入或輸出循環(huán)液體；液壓管路模塊33控制牽引液缸壓力管路112給上牽引液缸輸入或輸出循環(huán)液體，同時牽引液缸壓力管路114給下牽引液缸輸出或輸入循環(huán)液體，推動牽引液缸活塞113向下或向上移動。隨著連續(xù)油管作業(yè)深度的增加，尤其在大位移井、水平井等，僅僅靠地面的注入系統(tǒng)已經(jīng)不能使井底工具繼續(xù)下入或起出，必須利用地面鉆井泵給循環(huán)液提供液壓能，并通過地面給控制系統(tǒng)3發(fā)送指令，使?fàn)恳鏖_啟正常工作，如圖IOa所示牽引器的上卡瓦支撐系統(tǒng)I的三個上卡瓦124與下卡瓦支撐系統(tǒng)4的三個下卡瓦424全部張開抓緊井壁，牽引液缸活塞113向下移動到牽引液缸蓋23附近。以圖IOa中牽引器的狀態(tài)為工作起始狀態(tài)其工作流程分以下6個步驟如下第一步，如圖IOb所示控制系統(tǒng)3接收到地面信號后，向電子控制模塊34發(fā)出指令，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，使第一上卡瓦液缸壓力管路118與循環(huán)液回流井眼環(huán)空連通，第二上卡瓦液缸壓力管路119關(guān)閉，上卡瓦液缸144泄壓，上卡瓦液缸活塞141在上卡瓦復(fù)位彈簧135的作用下向下移動，帶動上卡瓦支撐套125收回，上卡瓦124在失去上卡瓦支撐套125的膨脹力作用后，靠井眼作用和自身的彈性自動收回，上卡瓦124與井壁的抓緊力消失，當(dāng)上卡瓦液缸活塞141復(fù)位到最下端時，上卡瓦液缸活塞141上的上卡瓦液缸活塞位移傳感器142產(chǎn)生位移終止信號，并發(fā)送給控制系統(tǒng)3。第二步，如圖IOc所示控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到信號后，發(fā)出指令，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，使第一上卡瓦液缸壓力管路118和第二上卡瓦液缸壓力管路119都關(guān)閉；牽引上液缸與循環(huán)液回流井眼環(huán)空連通，牽引上液缸中的循環(huán)液流向井眼環(huán)空；同時使?fàn)恳弦焊淄ㄟ^上中心滑管111上的牽引液缸壓力管路112與井眼環(huán)空中低壓循環(huán)液體連通，低壓循環(huán)液輸出，使?fàn)恳乱焊淄ㄟ^上中心滑管111上的牽引液缸壓力管路114與中心滑管水眼中高壓循環(huán)液體連通，輸入高壓循環(huán)液，推動牽引液缸活塞113上移，在下卡瓦支424抓緊井壁的摩擦力提供牽引力的反作用力，牽引上卡瓦支撐系統(tǒng)I整體向下移動，同時牽引液缸活塞113上的牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117產(chǎn)生實(shí)時信號，并發(fā)送到控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。第三步，如圖IOd所示控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117信號后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，關(guān)閉上牽引上液缸的牽引液缸壓力管路112和牽引下液缸的牽引液缸壓力管路114，同時使第一上卡瓦液缸壓力管路118關(guān)閉，第二上卡瓦液缸壓力管路119與高壓循環(huán)液入口腔連通，高壓循環(huán)液壓入，推動上卡瓦液缸活塞141克服上卡瓦復(fù)位彈簧135的作用力，推動上卡瓦支撐套125使的上卡瓦124張開抓緊井壁，當(dāng)壓力和位移達(dá)到預(yù)定值之后，上卡瓦液缸活塞位移傳感器142產(chǎn)生信號并發(fā)送給控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。第四步，如圖IOe所示控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到上卡瓦液缸活塞位移傳感器142的信號后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī) 運(yùn)動指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，關(guān)閉第二上卡瓦液缸壓力管路119，保持第一上卡瓦液缸壓力管路118關(guān)閉狀態(tài)，使其上卡瓦124保持抓緊井壁的支撐狀態(tài)；同時使下卡瓦液缸444通過下卡瓦液缸壓力管路412與循環(huán)液回流井眼環(huán)空連通，下卡瓦復(fù)位彈簧435的作用下，下卡瓦液缸444中的循環(huán)液流出，下卡瓦支撐套425和下卡瓦液缸活塞441在下卡瓦復(fù)位彈簧435作用下向上移動，下卡瓦424在井壁擠壓和自身彈性作用下收縮離開井壁，當(dāng)下卡瓦液缸活塞441上移到預(yù)定位置時，下卡瓦液缸活塞位移傳感器442同樣產(chǎn)生并發(fā)出預(yù)定信號給控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。第五步，如圖IOf所示控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34接收到下卡瓦液缸活塞位移傳感器442的信號后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，使下卡瓦液缸壓力管路412關(guān)閉；牽引下液缸通過牽引液缸壓力管路114與循環(huán)液回流井眼環(huán)空連通，牽引下液缸中的循環(huán)液流向井眼環(huán)空；同時牽引上液缸通過牽引液缸壓力管路112與接循環(huán)液入口腔連通，并輸入高壓循環(huán)液，這樣使?fàn)恳乱焊左w積變小，牽引上液缸體積變大，牽引液缸活塞113向下移動，借助上卡瓦支撐系統(tǒng)I抓緊井壁產(chǎn)生的摩擦力，牽引上中心滑管111和下中心滑管總成41與下卡瓦支撐系統(tǒng)4 一起整體向下移動，同時牽引液缸活塞113上的牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117產(chǎn)生實(shí)時信號，并發(fā)送到控制系統(tǒng)3的電子控制系統(tǒng)34。弟TK步，如圖IOg所不控制系統(tǒng)3的電子控制t旲塊34接收到牽引液缸活塞113上的牽引液缸活塞位移傳感器116和牽引液缸壓差傳感器117產(chǎn)生實(shí)時信號后，發(fā)出指令并傳遞給電子控制模塊34，電子控制模塊34轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)動指令，促使電機(jī)模塊32控制液壓管路模塊33，關(guān)閉牽引上液缸的牽引液缸壓力管路112和牽引下液缸的牽引液缸壓力管路114，同時使下卡瓦液缸壓力管路412與接高壓循環(huán)液入口腔連通，液體進(jìn)入，推動下卡瓦液缸活塞441，克服下卡瓦復(fù)位彈簧435作用力，推動下卡瓦支撐套425向下移動，外推使下卡瓦424張開抓緊井壁，當(dāng)壓力和位移達(dá)到預(yù)訂之后，整個牽引器又恢復(fù)到起始狀態(tài)如圖10所示，下卡瓦液缸活塞位移傳感器442產(chǎn)生信號并發(fā)送到控制系統(tǒng)3的電子控制模塊34。如果按“一一二一三一四一五一六一一”的順序不斷重復(fù)上述動作，使?fàn)恳髟诰孪蛳聽恳佬泄δ?；相反，如果按“六一五一四一三一二一一一六”的順序操?，則可實(shí)現(xiàn)牽引器在井下反向牽引爬行功能。
權(quán)利要求
1.一種電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，包括上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)、中心滑管總成、控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng)；其特征在于上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)滑套在中心滑管總成的上部，可沿中心滑管總成上下滑動；控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng)固定在中心滑管總成的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于中心滑管總成包括上中心滑管、循環(huán)液過濾器、下中心滑管；上中心滑管沿管壁分別加工有第一上卡瓦液缸壓力管路、第二上卡瓦液缸壓力管路、上牽引液缸壓力管路、下牽引液缸壓力管路；上中心滑管上加工有牽引液缸活塞，上牽引液缸壓力管路和下牽引液缸壓力管路的上出口分別位于牽引液缸活塞的上下兩側(cè)，牽引液缸活塞上安裝有兩個牽引液缸活塞密封、一個牽引液缸活塞位移傳感器、一個牽弓I液缸壓差傳感器；上中心滑管下端加工有密封連接外螺紋、下端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣； 下中心滑管的上端端面設(shè)有環(huán)形定位凸緣，在下中心滑管的上端附近加工有外螺紋，下中心滑管管壁內(nèi)加工有下卡瓦液缸壓力管路； 循環(huán)液過濾器的上下兩端有環(huán)形定位凹槽，循環(huán)液過濾器上端通過環(huán)形定位凹槽和兩個循環(huán)液過濾器密封與上中心滑管密封連接，循環(huán)液過濾器下端通過環(huán)形定位凹槽和兩個循環(huán)液過濾器密封與下中心滑管密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)包括上卡瓦支座、上卡瓦、上卡瓦支撐套、上卡瓦液缸蓋、上卡瓦復(fù)位彈簧座、上卡瓦復(fù)位彈簧、上液缸殼體、牽引液缸蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于 上卡瓦支座通過圓筒內(nèi)孔滑套在上中心滑管上，上卡瓦支座和上中心滑管之間安裝有上卡瓦支座刮泥器；上卡瓦支座下端外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔； 上液缸殼體通過中部的通孔滑套在上中心滑管上，上液缸殼體與上中心滑管之間形成位于上部的上卡瓦液缸和位于下部的牽引液缸；上卡瓦液缸殼體的外徑小、牽引液缸殼體的外徑大；上液缸殼體和上中心滑管之間通過兩個上卡瓦液缸殼體密封進(jìn)行密封；上液缸殼體中部沿外圓周向均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔；上卡瓦液缸殼體的上端加工有內(nèi)螺紋；牽引液缸殼體的下端加工有內(nèi)螺紋； 上卡瓦為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角形斜面，兩端有平行插銷孔；三個上卡瓦的上端通過三套上卡瓦固定銷固定在上卡瓦支座上的三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔中，三個上卡瓦的下端通過三套上卡瓦固定銷固定在上液缸殼體上； 上卡瓦液缸蓋下端設(shè)有密封型外螺紋，上卡瓦液缸蓋通過中間通孔滑套在上卡瓦支撐套芯部的圓筒上，上卡瓦液缸蓋和上卡瓦支撐套的芯部圓筒之間安裝有兩個上卡瓦蓋密封；上液缸殼體上端與上卡瓦液缸蓋螺紋連接； 卡瓦支撐套芯部為圓筒，上卡瓦支撐套通過芯部圓筒滑套在上中心滑管上，上卡瓦支撐套下端加工有上卡瓦液缸活塞，上卡瓦液缸活塞置于上卡瓦液缸內(nèi)；在上卡瓦支撐套的圓筒上部沿外圓周方向均布焊接三個具有三角形斜面的長方塊，三角形斜面沿徑向向外，并與三個上卡瓦上的三角形斜面相配合，上卡瓦液缸活塞上安裝有一個上卡瓦液缸活塞位移傳感器和四個上卡瓦液缸活塞密封；上卡瓦復(fù)位彈簧座為中間有通孔的薄壁杯型圓筒，杯底向上抵靠在上卡瓦液缸蓋上，上卡瓦復(fù)位彈簧是螺旋彈簧，上卡瓦復(fù)位彈簧坐靠在上卡瓦復(fù)位彈簧座的內(nèi)空中，上卡瓦復(fù)位彈簧上端頂在上卡瓦復(fù)位彈簧座的上端底面，上卡瓦復(fù)位彈簧下端頂在上卡瓦液缸活塞的頂面，上卡瓦復(fù)位彈簧和上卡瓦復(fù)位彈簧座一起滑套在上卡瓦支撐套芯部的圓筒上；上中心滑管上的牽引液缸活塞位于牽引液缸內(nèi)，并將牽引液缸分成上牽引液缸和下牽引液缸；牽引液缸蓋為中間有通孔的厚壁短圓柱體，牽引液缸蓋通過中間通孔滑套在上中心滑管的下部，上端設(shè)有密封型外螺紋，牽引液缸殼體下端和牽引液缸蓋上端通過螺紋連接；牽引液缸蓋與上中心滑管之間通過兩個牽弓I液缸蓋密封密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)殼體、電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于控制系統(tǒng)殼體為有內(nèi)部空腔的圓筒，控制系統(tǒng)殼體的上端具有內(nèi)螺紋、下端均具有內(nèi)螺紋，控制系統(tǒng)殼體上端通過內(nèi)螺紋與上中心滑管上的外螺紋連接，控制系統(tǒng)殼體下端通過內(nèi)螺紋與下中心滑管上的外螺紋連接；控制系統(tǒng)殼體空腔內(nèi)從上到下依次安裝有電機(jī)模塊、液壓管路模塊、電子控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于下卡瓦支撐系統(tǒng)包括下卡瓦支座、下卡瓦、下卡瓦支撐套、下卡瓦液缸蓋、下卡瓦復(fù)位彈簧座、下卡瓦復(fù)位彈簧、下卡瓦液缸殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于 下卡瓦支座通過通孔滑套在下中心滑管上，下卡瓦支座和下中心滑管之間安裝有下卡瓦支座刮泥器；下卡瓦支座上端外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔； 下卡瓦液缸殼體通過圓形通孔滑套在下中心滑管上，下卡瓦液缸殼體和下中心滑管之間設(shè)有兩個上卡瓦液缸殼體密封，下卡瓦液缸殼體和下中心滑管中間通過兩個上卡瓦液缸殼體密封進(jìn)行密封；下卡瓦液缸殼體上端內(nèi)圓面有內(nèi)螺紋，下卡瓦液缸殼體通過內(nèi)螺紋與下中心滑管相連；下卡瓦液缸殼體中間外部沿圓周均布三套卡瓦固定插銷槽和插銷孔；下卡瓦為中間寬兩頭窄的長條型軸向?qū)ΨQ的彈性鋼片，中間沿徑向有三角錐形斜面，兩端有平行插銷孔；三個下卡瓦下端通過三組下卡瓦固定銷周向均布地固定在下卡瓦支座上；三個下卡瓦的上端分別通過三套下卡瓦固定銷固定在下卡瓦液缸殼體的卡瓦固定插銷槽和插銷孔中； 下卡瓦支撐套芯部為圓筒，在圓筒下部沿圓周方向均布焊接三個有三角錐形斜面的長方塊，三角錐形斜面沿徑向向外，并與三個下卡瓦上的每個三角錐形斜面相配合；下卡瓦支撐套上端加工有下卡瓦液缸活塞，下卡瓦液缸活塞置于下卡瓦液缸內(nèi)；下卡瓦液缸活塞上安裝有一個下卡瓦液缸活塞位移傳感器和四個下卡瓦液缸活塞密封，下卡瓦支撐套通過芯部為圓筒滑套在下中心滑管上；下卡瓦液缸活塞能在液缸推力作用下推動下卡瓦支撐套在下中心滑管上做軸向滑動；下卡瓦液缸蓋通過中間通孔滑套在下卡瓦支撐套芯部的圓筒上，下卡瓦液缸蓋和下卡瓦支撐套的芯部圓筒之間安裝有兩個下卡瓦蓋密封；下卡瓦液缸蓋上端有密封型外螺紋；下卡瓦復(fù)位彈簧座為中間有通孔的杯型圓筒，杯底向下緊靠在下卡瓦液缸蓋上，下卡瓦復(fù)位彈簧坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座中一起滑套在下卡瓦支撐套芯部的圓筒上；下卡瓦復(fù)位彈簧下端坐靠在下卡瓦復(fù)位彈簧座上，下卡瓦復(fù)位彈簧上端抵靠在下卡瓦液缸活塞的下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于控制系統(tǒng)殼體下端端面設(shè)有環(huán)形密封槽；下卡瓦液缸殼體上端面有環(huán)形密封槽，下卡瓦液缸殼體上端端面通過密封圈與控制系統(tǒng)殼體下端端面密封連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于 下卡瓦液缸壓力管路上端與電子控制模塊相連，下端與下牽引液缸相連；下卡瓦液缸壓力管路用于給下卡瓦液缸輸入和輸出液體；第一上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、第二上卡瓦液缸壓力管路的下端出口、牽引液缸壓力管路的下端出口，牽引液缸壓力管路的下端出口都在上中心滑管的下端外圓面，并分別與液壓管路模塊相連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于油氣開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器。電控液壓驅(qū)動連續(xù)油管井下牽引器包括上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)、中心滑管總成、控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng)；上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)滑套在中心滑管總成的上部，可沿中心滑管總成上下滑動；控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng)固定在中心滑管總成的下部。本發(fā)明的牽引器控制的靈活性較好、可適用于小井眼井下牽引作業(yè)、牽引過程中能保證正常的井下液體循環(huán)、牽引過程中柔性彎曲適應(yīng)能力強(qiáng)、牽引器穩(wěn)定性好、牽引器能實(shí)現(xiàn)雙向牽引國內(nèi)大部分牽引器只能實(shí)現(xiàn)單向牽引運(yùn)動；本發(fā)明牽引器能順利牽引管柱進(jìn)行取出和下入作業(yè)，靈活性好、牽引器能實(shí)現(xiàn)有效地斷電保護(hù)。
文檔編號E21B23/08GK102777145SQ201210290228
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者侯學(xué)軍, 房軍, 沈忠厚, 譚春飛, 高德利 申請人:中國石油大學(xué)(北京), 重慶科技學(xué)院