用于超深径向井作业的液压控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于超深径向井作业的液压控制系统，包括油箱、高压泵液压系统、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，三个液压子系统均采用负载敏感变量柱塞泵和负载敏感比例阀，在油管控制液压系统中设有滚筒随动回路和减压阀，泵的输出压力和流量随反馈回来的负载信号自动调整，本实用新型专利技术不仅能最大限度的降低功率损耗，而且操作性和安全性好，能顺利实现油管的下放、回收和有序排管，确保超深径向井作业的顺利进行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于2000米以上超深径向井作业的液压控制系统。
技术介绍
径向钻井技术在近年来得到迅猛发展，它通过在一个储层平面钻出多个水平井目艮，大幅增加油井泄油面积，使油气井产量、开采速度和单井控制储量大幅提高，是提高低渗透油气藏、稠油、老油井、边际油井和煤层气开采途径的手段；径向钻井技术的主要过程为驱动滚筒将绕于其上的连续油管送入井下，再通过转向控制器将连续油管末端的喷射管置于水平方向，启动高压泵将工作液送入连续油管内、沿径向喷射，冲击岩层或土壤，实现径向钻井；目前驱动滚筒和高压泵及一些辅助设备(如排管器)均通过液压系统完成，液压系统各油泵的输出压力均为定量，无法自动调整，但在实际应用中，工况会有变化，如高压泵驱动喷射的工作液作用于岩石或土壤时会有不同的压力需求，这将造成较大的功率 损耗；由滚筒的正转和依靠连续油管的自重来实现连续油管的下放，其下放速度难以控制，操作性较差；由滚筒的反转来实现油管的回收，在回收时，连续油管及其上的工具有可能被井下物体卡住，此时驱动滚筒的油泵继续稳定的工作将导致连续油管被拉断，安全性较差；且对于超过2000米的深井，下放的连续油管的重量将超过I吨，滚筒承受巨大的力矩，连续油管的下放和回收仅靠由油泵驱动的滚筒难以完成，在开始回收时的制动也无法满足要求，在回收排管时油管张力仅靠自重，无法控制，易打结，如此长的油管无法有序的绕于滚筒上，影响下次作业，因此现有的液压系统无法用于超深径向井作业。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种用于超深径向井作业的液压控制系统，它不仅能最大限度的降低功率损耗，而且操作性和安全性好，能顺利实现油管的下放、回收和有序排管，确保超深径向井作业的顺利进行。为达到上述目的，本技术的用于超深径向井作业的液压控制系统，包括油箱、高压泵液压系统、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，其特征在于高压泵液压系统包括负载敏感变量柱塞泵、单联负载敏感比例阀、高压泵液压马达，负载敏感变量柱塞泵的出油口与单联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与单联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，单联负载敏感比例阀的两工作油口 Al、BI与高压泵液压马达各自对应的进、出油口相连；辅助执行元件液压系统包括负载敏感变量柱塞泵、多联负载敏感比例阀、升降油缸和排管液压马达，负载敏感变量柱塞泵的出油口与多联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与多联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，多联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口 A4、B4通过液压锁与升降油缸各自对应的油口相连，多联负载敏感比例阀另一阀片的两工作油口 A5、B5与排管液压马达各自对应的一油口相连；油管控制液压系统包括负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、双联负载敏感比例阀、梭阀、压力输出双向平衡阀、至少一个注入头液压马达、与各自注入头液压马达配套的液压制动器、滚筒随动回路、顺序阀、至少一个滚筒液压马达、与各自滚筒液压马达配套的液压制动器、内夹紧油缸、制动油缸，负载敏感变量柱塞泵的出油口与双联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与双联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，减压阀设于负载反馈的油路上，双联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口 A2、B2与梭阀各自对应的进、回油口 All、Bll相连，梭阀的两工作油口与压力输出双向平衡阀各自对应的进、回油口相连，压力输出双向平衡阀的两工作油口与所有注入头液压马达各自对应的一油口相连，压力输出双向平衡阀的内置梭阀的中位通过顺序阀与所有注入头液压制动器相连；双联负载敏感比例阀的另一联阀片的两工作油口 A3、B3与滚筒随动回路各自对应的进、回油口 A12、B12相连，滚筒随动回路的两工作油口 C12、D12与所有滚筒液压马达各自对应的一油口相连，所述梭阀的中位与所有滚筒液压制动器相连；内夹紧油缸通过液压锁、换向阀与辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵的出油口相连，制动油缸通过转阀与辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵的出油口相连，制动 油缸作用于滚筒的刹车盘。上述滚筒随动回路包括四个单向阀和溢流阀，其中两单向阀相对设置并相连，另两单向阀相背设置并相连，溢流阀的进口连于相背设置的两单向阀之间，溢流阀的出口连于相对设置的两单向阀之间，滚筒随动回路的进油口 A12和工作油口 D12均与溢流阀一侧的两单向阀的外端相连，滚筒随动回路的回油口 B12和工作油口 C12均与溢流阀另一侧的两单向阀的外端相连；下放油管时，从进油口 A12通入压力油，两单向阀和溢流阀被打开，压力油经回油口 B12流回，作用于滚筒液压马达的油压很低，滚筒液压马达处于随动状态；回收油管时，从回油口 B12通入压力油，另两单向阀和溢流阀被打开，压力油经进油口 A12流回，作用于滚筒液压马达的油压很低，滚筒液压马达也处于随动状态，滚筒做随动旋转，提升油管主要由注入头液压马达完成，为顺利回收超长油管提供必要条件；下放油管时，通过辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵和多联负载敏感比例阀使得升降油缸、排管马达和内夹紧油缸工作，可实现排管器的下降、并作轴向往复移动和注入头的链条夹紧油管，为油管有序的下放和回收做好准备；操作油管控制液压系统的负载敏感轴向柱塞变量泵和双联负载敏感比例阀工作，可使得滚筒液压制动器和注入头液压制动器松开，注入头液压马达旋转，驱动注入头的链条向下移动，同时滚筒因随动回路做随动旋转，注入头向下拉动油管至工作位置，操作性好；双联负载敏感比例阀的两滑阀回中位，滚筒液压马达制动器和注入头液压制动器复位分别将二者定位，同时打开转阀，制动油缸抱紧滚筒的刹车盘，制动滚筒；高压泵液压系统的负载敏感轴向柱塞变量泵启动，高压泵液压马达旋转，将工作液送入油管内，实现径向钻井；作业完毕需回收油管时，调整双联负载敏感比例阀的两滑阀反向移动，其两组工作油口 A2和B2、A3和B3反向供油，注入头液压马达和滚筒液压马达反向旋转，顺序阀使得注入头液压马达先于注入头液压制动器动作，避免注入头液压马达因先失去制动而下滑，同样滚筒液压马达启动后再关闭转阀，制动油缸解除对滚筒刹车盘的制动，避免在滚筒液压马达刚启动时滚筒因承受油管的巨大扭矩而失控，从而避免油管滑落至井下；在油管回收时，通过双联负载敏感比例阀的两比例电磁铁控制各自滑阀的开度，使得滚筒的线速度高于注入头链条的线速度，加上滚筒随动回路中溢流阀的低压力，使得油管始终保持一定的张力，同时由多联负载敏感比例阀控制升降油缸、排管马达工作，使得排管器逐渐升高、并作轴向往复移动，可实现有序排管；减压阀可限制滚筒液压马达和注入头液压马达的最高压力，在油管回收时因意外被卡住，不致强行提升油管而导致断裂，保证了安全性；本技术的高压泵液压系统、油管控制液压系统和辅助执行元件液压系统均采用负载敏感变量柱塞泵和负载敏感比例阀，泵的输出压力和流量随反馈回来的负载信号自动调整，如执行元件不工作时，其对应负载敏感比例阀上的滑阀回到中位，泵的流量小，能最大限度的降低功率损耗；作为本技术的进一步改进，所述单联负载敏感比例阀与高压泵液压马达之间还设有单向平衡阀，单向平衡阀的进油口与单联负载敏感比例阀的一工作油口 Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超深径向井作业的液压控制系统，包括油箱、高压泵液压系统、油管控制液压系统、辅助执行元件液压系统，其特征在于高压泵液压系统包括负载敏感变量柱塞泵、单联负载敏感比例阀、高压泵液压马达，负载敏感变量柱塞泵的出油口与单联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与单联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，单联负载敏感比例阀的两工作油口A1、B1与高压泵液压马达各自对应的进、出油口相连；辅助执行元件液压系统包括负载敏感变量柱塞泵、多联负载敏感比例阀、升降油缸和排管液压马达，负载敏感变量柱塞泵的出油口与多联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与多联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，多联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口A4、B4通过液压锁与升降油缸各自对应的油口相连，多联负载敏感比例阀另一阀片的两工作油口A5、B5与排管液压马达各自对应的一油口相连；油管控制液压系统包括负载敏感轴向柱塞变量泵、减压阀、双联负载敏感比例阀、梭阀、压力输出双向平衡阀、至少一个注入头液压马达、与各自注入头液压马达配套的液压制动器、滚筒随动回路、顺序阀、至少一个滚筒液压马达、与各自滚筒液压马达配套的液压制动器、内夹紧油缸、制动油缸，负载敏感变量柱塞泵的出油口与双联负载敏感比例阀的进油口相连，负载敏感变量柱塞泵的负载反馈口与双联负载敏感比例阀的负载反馈口相连，减压阀设于负载反馈的油路上，双联负载敏感比例阀的一联阀片的两工作油口A2、B2与梭阀各自对应的进、回油口A11、B11相连，梭阀的两工作油口与压力输出双向平衡阀各自对应的进、回油口相连，压力输出双向平衡阀的两工作油口与所有注入头液压马达各自对应的一油口相连，压力输出双向平衡阀的内置梭阀的中位通过顺序阀与所有注入头液压制动器相连；双联负载敏感比例阀的另一联阀片的两工作油口A3、B3与滚筒随动回路各自对应的的进、回油口A12、B12相连，滚筒随动回路的两工作油口C12、D12与所有滚筒液压马达各自对应的一油口相连，所述梭阀的中位与所有滚筒液压制动器相连；内夹紧油缸通过液压锁、换向阀与辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵的出油口相连，制动油缸通过转阀与辅助执行元件液压系统的负载敏感变量柱塞泵的出油口相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成心建，谢志双，赵江，费克林，
申请(专利权)人：泸州长江石油工程机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：