本發(fā)明涉及一種油田井下座封系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于儲存石油的油層之間存在非均勻性，原油物理、化學(xué)性質(zhì)不同，在采油過程中需要采取分層采油的措施，以求最大限度地提高最終采收率。要實現(xiàn)分層采油，必須采用適當(dāng)?shù)拿芊庀到y(tǒng)。

橋塞是一種油田用井下座封系統(tǒng)，具有可靠的雙向承壓功能，可進行油氣層的臨時性、永久性、選擇性封堵作業(yè)，在油氣田開發(fā)中應(yīng)用范圍極廣。目前使用的橋塞主要有連續(xù)油管傳輸水壓座封和電纜傳輸爆炸座封兩種形式，其中前者需使用數(shù)百根連續(xù)油管進行作業(yè)，作業(yè)時間長、效率低、勞動強度大，而后者使用火藥井下點火爆炸的形式進行座封，牽涉到民用火工品的貯存、運輸及安裝使用，存在較大的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，在寬泛的輸入電壓下150V-300V實現(xiàn)了48V的定值輸出；并且解決了元器件選型小型化、良好散熱等問題；采用膠囊儲油模式，滿足了油液的熱脹冷縮、平衡了油箱內(nèi)外壓力，還能有效地對輸送出去的油液空間進行補償。

本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，包括電控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；其中，電控系統(tǒng)的一端與外部地面控制系統(tǒng)連接，另一端與液壓系統(tǒng)連接，液壓系統(tǒng)的一端與電控系統(tǒng)連接，另一端與外部橋塞連接；電控系統(tǒng)包括載波通訊模塊、電源模塊和電機驅(qū)動模塊；液壓系統(tǒng)包括電機泵模塊、油箱模塊和閥組模塊；載波通訊模塊、電源模塊、電機驅(qū)動模塊、電機泵模塊、油箱模塊和閥組模塊依次連接；

其中，所述的電機泵模塊包括耐壓密封連接器、直流無刷電機、聯(lián)軸器、液壓泵和進口油濾；所述閥組模塊包括安全閥和出口單向閥；波通訊模塊、電源模塊、電機驅(qū)動模塊、耐壓密封連接器、直流無刷電機、聯(lián)軸器、液壓泵依次連接，液壓泵的入油口處安裝有進口油濾連接，安全閥和出口單向閥均與液壓泵的出油口連接；

所述載波通訊模塊實現(xiàn)外部地面控制系統(tǒng)與外部橋塞之間的數(shù)據(jù)信號的傳遞；電源模塊接受外部電源傳來的外部電壓，將外部電壓轉(zhuǎn)換成定值電壓，并將定值電壓傳輸?shù)诫姍C驅(qū)動模塊，驅(qū)動電機驅(qū)動模塊工作；電機驅(qū)動模塊接收到定值電壓后，控制直流無刷電機定速旋轉(zhuǎn)，直流無刷電機通過聯(lián)軸器拖動液壓泵輸出壓縮橋塞油缸的高壓油至外部橋塞；在液壓泵的入油口處安裝有進口油濾，實現(xiàn)對進入系統(tǒng)的油液進行過濾；液壓泵出油口處設(shè)置有單向閥，防止液壓短節(jié)不工作時油液外泄，以及井下封堵完成后防止泥漿倒灌；安全閥與液壓泵的出油口連接，實現(xiàn)限制系統(tǒng)壓力、排出系統(tǒng)多余油液功能。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，所述的直流無刷電機定速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為1500rpm；所述的壓縮橋塞油缸所需的高壓油油壓為30MPa。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，所述油箱模塊包括油箱骨架、n個泥漿引入孔、儲油膠囊和油路油管；其中油箱骨架為油箱模塊的中空外殼，油箱骨架的外壁沿環(huán)向設(shè)置有均勻分布的泥漿引入孔；油路油管軸向平行的設(shè)置在油箱骨架的軸心，儲油膠囊設(shè)置在油箱骨架與油路油管之間，與油箱骨架同軸；n為大于等于3的正整數(shù)。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，所述儲油膠囊為改性氫化丁氰材料，硬度為HS50～55；斷裂伸長率≥150％；斷裂強度≥18MPa；密度≥1.8g/cm3；膠囊壁厚為0.8-1.2mm。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，所述儲油膠囊的軸向兩端固定安裝在油箱骨架軸向兩端的內(nèi)壁。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，所述的電源模塊接受外部電源傳來的150-300V外部電壓，將外部電壓轉(zhuǎn)換成48V的定值電壓。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，多個油箱模塊可串聯(lián)連接。

在上述的一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，多個電源模塊可并聯(lián)連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明電源模塊采用了模塊化組合，實現(xiàn)將外部寬泛的輸入電壓150-300V轉(zhuǎn)換成48V的穩(wěn)定輸出，同時以并聯(lián)均流的方式將多個獨立的通用化電源模塊并聯(lián)在一起，，同時使其能夠適應(yīng)多種工況需求，在滿足定值電壓輸出的前提下，提供不同的功率需求；

(2)本發(fā)明采用了直流無刷電機定速旋轉(zhuǎn)，拖動液壓泵輸出壓縮橋塞油缸所需的高壓油至外部橋塞，控制方式簡單，有效簡化了控制方案；

(3)本發(fā)明采用膠囊儲油模式，這種結(jié)構(gòu)工作中能夠平衡油箱內(nèi)外壓力，進而引入外部泥漿的壓力作為液壓泵的入口壓力，并且能滿足油液的熱脹冷縮，還能有效地對輸送出去的油液空間進行補償；

(4)本發(fā)明中油箱模塊可根據(jù)實際油量需求進行串聯(lián)，使橋塞作動行程可在更大范圍內(nèi)調(diào)整，適用范圍更廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電動液壓橋塞座封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2為本發(fā)明電動液壓橋塞座封系統(tǒng)原理圖；

圖3為本發(fā)明油箱模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述：

如圖1所示為電動液壓橋塞座封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖，由圖可知，一種電動液壓橋塞座封系統(tǒng)，其特征在于：包括電控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；其中，電控系統(tǒng)的一端與外部地面控制系統(tǒng)連接，另一端與液壓系統(tǒng)連接，液壓系統(tǒng)的一端與電控系統(tǒng)連接，另一端與外部橋塞連接；電控系統(tǒng)包括載波通訊模塊1、電源模塊2和電機驅(qū)動模塊3；液壓系統(tǒng)包括電機泵模塊4、油箱模塊5和閥組模塊6；載波通訊模塊1、電源模塊2、電機驅(qū)動模塊3、電機泵模塊4、油箱模塊5和閥組模塊6依次連接。

其中，直流無刷電機4-2定速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為1500rpm；所述的壓縮橋塞油缸所需的高壓油油壓為30MPa。

對電源模塊2采取按需配置。根據(jù)井下實際用電需求，電源模塊2可進行模塊化組合，以并聯(lián)均流的方式將多個獨立的通用化電源模塊并聯(lián)在一起，采用最大電流自動均流法將各個獨立電源的輸出電流均勻分配，達到相同的電流輸出。

對油箱模塊5采取按需配置。根據(jù)油量需求將多個獨立的通用化油箱模塊串聯(lián)使用。

如圖2所示為電動液壓橋塞座封系統(tǒng)原理圖，由圖可知，所述的電機泵模塊4包括耐壓密封連接器4-1、直流無刷電機4-2、聯(lián)軸器4-3、液壓泵4-4和進口油濾4-5；所述閥組模塊6包括安全閥6-1和出口單向閥6-2；波通訊模塊1、電源模塊2、電機驅(qū)動模塊3、耐壓密封連接器4-1、直流無刷電機4-2、聯(lián)軸器4-3、液壓泵4-4依次連接，液壓泵4-4的入油口處安裝有進口油濾4-5連接，安全閥6-1和出口單向閥6-2均與液壓泵4-4的出油口連接。

所述載波通訊模塊1用于傳遞地面控制系統(tǒng)與橋塞之間的數(shù)據(jù)信號，可實現(xiàn)精確監(jiān)控井下工作狀況，將井下相關(guān)元件的工作狀態(tài)實時上傳至井口；電源模塊2接受外部電源傳來的150-300V的外部電壓，將外部電壓轉(zhuǎn)換成48V定值電壓，并將定值電壓傳輸?shù)诫姍C驅(qū)動模塊3驅(qū)動電機驅(qū)動模塊3工作，電機驅(qū)動模塊3接收到48V電源后控制后端的直流無刷電機4-2定速旋轉(zhuǎn)，拖動液壓泵4-4輸出壓縮橋塞油缸所需的高壓油至外部橋塞；在液壓泵4-4的入口端設(shè)置油濾，對進入系統(tǒng)的油液進行過濾。液壓泵出口管路上設(shè)置單向閥，防止液壓短節(jié)不工作時油液外泄，以及井下封堵完成后防止泥漿倒灌。旁路上設(shè)置安全閥起到限制系統(tǒng)壓力、排出系統(tǒng)多余油液的作用。

如圖3所示為本發(fā)明油箱模塊結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，所述油箱模塊5包括油箱骨架5-1、n個泥漿引入孔5-2、儲油膠囊5-3和油路油管5-4；n為大于等于3的正整數(shù)；其中油箱骨架5-1為油箱模塊5的中空外殼，泥漿引入孔5-2分為多排環(huán)向孔組，多排環(huán)向孔組在油箱骨架5-1的外壁軸向等距分布，且每排環(huán)向孔組沿環(huán)向設(shè)置有均勻分布的泥漿引入孔5-2；油路油管5-4軸向平行的設(shè)置在油箱骨架5-1的軸心，儲油膠囊5-3設(shè)置在油箱骨架5-1與油路油管5-4之間，與油箱骨架5-1同軸；儲油膠囊5-3的軸向兩端固定安裝在油箱骨架5-1軸向兩端的內(nèi)壁，在儲油膠囊5-3兩端固定后，儲油膠囊5-3趨于圓柱形狀；其中儲油膠囊5-3為改性氫化丁氰材料，硬度為HS50～55；斷裂伸長率≥150％；斷裂強度≥18MPa；密度≥1.8g/cm3；膠囊壁厚為1mm。

系統(tǒng)優(yōu)點：

1、電源模塊2采用了模塊化組合，實現(xiàn)將外部寬泛的輸入電壓150-300V轉(zhuǎn)換成48V的穩(wěn)定輸出，同時可以并聯(lián)均流的方式將多個獨立的通用化電源模塊2并聯(lián)在一起，，同時使其能夠適應(yīng)多種工況需求，在滿足定值電壓輸出的前提下，提供不同的功率需求；

2、直流無刷電機4-2定速旋轉(zhuǎn)，拖動液壓泵4-4輸出壓縮橋塞油缸所需的高壓油至外部橋塞，控制方式簡單，有效簡化了控制方案；

3、采用儲油膠囊5-3的儲油模式，這種結(jié)構(gòu)工作中能夠平衡油箱內(nèi)外壓力，進而引入外部泥漿的壓力作為液壓泵的入口壓力，并且能滿足油液的熱脹冷縮，還能有效地對輸送出去的油液空間進行補償；

4、本發(fā)明中油箱模塊5可根據(jù)實際油量需求進行串聯(lián)，使橋塞作動行程可在更大范圍內(nèi)調(diào)整，適用范圍更廣。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。