一种电动液压桥塞座封系统技术方案

技术编号:14485355 阅读:81 留言:0更新日期:2017-01-26 18:20
一种电动液压桥塞座封系统,涉及油田井下座封系统领域;包括电控系统和液压系统;其中,电控系统的一端与外部地面控制系统连接,另一端与液压系统连接,液压系统的一端与电控系统连接,另一端与外部桥塞连接;电控系统包括载波通讯模块、电源模块和电机驱动模块;液压系统包括电机泵模块、油箱模块和阀组模块;载波通讯模块、电源模块、电机驱动模块、电机泵模块、油箱模块和阀组模块依次连接。本发明专利技术在宽泛的输入电压下150V‑300V实现了48V的定值输出;并且解决了元器件选型小型化、良好散热等问题;采用胶囊储油模式,满足了油液的热胀冷缩、平衡了油箱内外压力,还能有效地对输送出去的油液空间进行补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油田井下座封系统领域,特别是一种电动液压桥塞座封系统
技术介绍
由于储存石油的油层之间存在非均匀性,原油物理、化学性质不同,在采油过程中需要采取分层采油的措施,以求最大限度地提高最终采收率。要实现分层采油,必须采用适当的密封系统。桥塞是一种油田用井下座封系统,具有可靠的双向承压功能,可进行油气层的临时性、永久性、选择性封堵作业,在油气田开发中应用范围极广。目前使用的桥塞主要有连续油管传输水压座封和电缆传输爆炸座封两种形式,其中前者需使用数百根连续油管进行作业,作业时间长、效率低、劳动强度大,而后者使用火药井下点火爆炸的形式进行座封,牵涉到民用火工品的贮存、运输及安装使用,存在较大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种电动液压桥塞座封系统,在宽泛的输入电压下150V-300V实现了48V的定值输出;并且解决了元器件选型小型化、良好散热等问题;采用胶囊储油模式,满足了油液的热胀冷缩、平衡了油箱内外压力,还能有效地对输送出去的油液空间进行补偿。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的:一种电动液压桥塞座封系统,包括电控系统和液压系统;其中,电控系统的一端与外部地面控制系统连接,另一端与液压系统连接,液压系统的一端与电控系统连接,另一端与外部桥塞连接;电控系统包括载波通讯模块、电源模块和电机驱动模块;液压系统包括电机泵模块、油箱模块和阀组模块;载波通讯模块、电源模块、电机驱动模块、电机泵模块、油箱模块和阀组模块依次连接;其中,所述的电机泵模块包括耐压密封连接器、直流无刷电机、联轴器、液压泵和进口油滤;所述阀组模块包括安全阀和出口单向阀;波通讯模块、电源模块、电机驱动模块、耐压密封连接器、直流无刷电机、联轴器、液压泵依次连接,液压泵的入油口处安装有进口油滤连接,安全阀和出口单向阀均与液压泵的出油口连接;所述载波通讯模块实现外部地面控制系统与外部桥塞之间的数据信号的传递;电源模块接受外部电源传来的外部电压,将外部电压转换成定值电压,并将定值电压传输到电机驱动模块,驱动电机驱动模块工作;电机驱动模块接收到定值电压后,控制直流无刷电机定速旋转,直流无刷电机通过联轴器拖动液压泵输出压缩桥塞油缸的高压油至外部桥塞;在液压泵的入油口处安装有进口油滤,实现对进入系统的油液进行过滤;液压泵出油口处设置有单向阀,防止液压短节不工作时油液外泄,以及井下封堵完成后防止泥浆倒灌;安全阀与液压泵的出油口连接,实现限制系统压力、排出系统多余油液功能。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,所述的直流无刷电机定速旋转转速为1500rpm;所述的压缩桥塞油缸所需的高压油油压为30MPa。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,所述油箱模块包括油箱骨架、n个泥浆引入孔、储油胶囊和油路油管;其中油箱骨架为油箱模块的中空外壳,油箱骨架的外壁沿环向设置有均匀分布的泥浆引入孔;油路油管轴向平行的设置在油箱骨架的轴心,储油胶囊设置在油箱骨架与油路油管之间,与油箱骨架同轴;n为大于等于3的正整数。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,所述储油胶囊为改性氢化丁氰材料,硬度为HS50~55;断裂伸长率≥150%;断裂强度≥18MPa;密度≥1.8g/cm3;胶囊壁厚为0.8-1.2mm。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,所述储油胶囊的轴向两端固定安装在油箱骨架轴向两端的内壁。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,所述的电源模块接受外部电源传来的150-300V外部电压,将外部电压转换成48V的定值电压。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,多个油箱模块可串联连接。在上述的一种电动液压桥塞座封系统,多个电源模块可并联连接。本专利技术与现有技术相比具有如下优点:(1)本专利技术电源模块采用了模块化组合,实现将外部宽泛的输入电压150-300V转换成48V的稳定输出,同时以并联均流的方式将多个独立的通用化电源模块并联在一起,,同时使其能够适应多种工况需求,在满足定值电压输出的前提下,提供不同的功率需求;(2)本专利技术采用了直流无刷电机定速旋转,拖动液压泵输出压缩桥塞油缸所需的高压油至外部桥塞,控制方式简单,有效简化了控制方案;(3)本专利技术采用胶囊储油模式,这种结构工作中能够平衡油箱内外压力,进而引入外部泥浆的压力作为液压泵的入口压力,并且能满足油液的热胀冷缩,还能有效地对输送出去的油液空间进行补偿;(4)本专利技术中油箱模块可根据实际油量需求进行串联,使桥塞作动行程可在更大范围内调整,适用范围更广。附图说明图1为本专利技术电动液压桥塞座封系统结构连接图;图2为本专利技术电动液压桥塞座封系统原理图;图3为本专利技术油箱模块结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述:如图1所示为电动液压桥塞座封系统结构连接图,由图可知,一种电动液压桥塞座封系统,其特征在于:包括电控系统和液压系统;其中,电控系统的一端与外部地面控制系统连接,另一端与液压系统连接,液压系统的一端与电控系统连接,另一端与外部桥塞连接;电控系统包括载波通讯模块1、电源模块2和电机驱动模块3;液压系统包括电机泵模块4、油箱模块5和阀组模块6;载波通讯模块1、电源模块2、电机驱动模块3、电机泵模块4、油箱模块5和阀组模块6依次连接。其中,直流无刷电机4-2定速旋转转速为1500rpm;所述的压缩桥塞油缸所需的高压油油压为30MPa。对电源模块2采取按需配置。根据井下实际用电需求,电源模块2可进行模块化组合,以并联均流的方式将多个独立的通用化电源模块并联在一起,采用最大电流自动均流法将各个独立电源的输出电流均匀分配,达到相同的电流输出。对油箱模块5采取按需配置。根据油量需求将多个独立的通用化油箱模块串联使用。如图2所示为电动液压桥塞座封系统原理图,由图可知,所述的电机泵模块4包括耐压密封连接器4-1、直流无刷电机4-2、联轴器4-3、液压泵4-4和进口油滤4-5;所述阀组模块6包括安全阀6-1和出口单向阀6-2;波通讯模块1、电源模块2、电机驱动模块3、耐压密封连接器4-1、直流无刷电机4-2、联轴器4-3、液压泵4-4依次连接,液压泵4-4的入油口处安装有进口油滤4-5连接,安全阀6-1和出口单向阀6-2均与液压泵4-4的出油口连接。所述载波通讯模块1用于传递地面控制系统与桥塞之间的数据信号,可实现精确监控井下工作状况,将井下相关元件的工作状态实时上传至井口;电源模块2接受外部电源传来的150-300V的外部电压,将外部电压转换成48V定值电压,并将定值电压传输到电机驱动模块3驱动电机驱动模块3工作,电机驱动模块3接收到48V电源后控制后端的直流无刷电机4-2定速旋转,拖动液压泵4-4输出压缩桥塞油缸所需的高压油至外部桥塞;在液压泵4-4的入口端设置油滤,对进入系统的油液进行过滤。液压泵出口管路上设置单向阀,防止液压短节不工作时油液外泄,以及井下封堵完成后防止泥浆倒灌。旁路上设置安全阀起到限制系统压力、排出系统多余油液的作用。如图3所示为本专利技术油箱模块结构示意图,由图可知,所述油箱模块5包括油箱骨架5-1、n个泥浆引入孔5-2、储油胶囊5-3和油路油管5-4;n为大于等于3的正整数;其中油箱骨架5-1为油箱模块5的中空外壳,泥浆引入孔5-2分为多排环向孔组,多本文档来自技高网...
一种电动液压桥塞座封系统

【技术保护点】
一种电动液压桥塞座封系统,其特征在于:包括电控系统和液压系统;其中,电控系统的一端与外部地面控制系统连接,另一端与液压系统连接,液压系统的一端与电控系统连接,另一端与外部桥塞连接;电控系统包括载波通讯模块(1)、电源模块(2)和电机驱动模块(3);液压系统包括电机泵模块(4)、油箱模块(5)和阀组模块(6);载波通讯模块(1)、电源模块(2)、电机驱动模块(3)、电机泵模块(4)、油箱模块(5)和阀组模块(6)依次连接;其中,所述的电机泵模块(4)包括耐压密封连接器(4‑1)、直流无刷电机(4‑2)、联轴器(4‑3)、液压泵(4‑4)和进口油滤(4‑5);所述阀组模块(6)包括安全阀(6‑1)和出口单向阀(6‑2);波通讯模块(1)、电源模块(2)、电机驱动模块(3)、耐压密封连接器(4‑1)、直流无刷电机(4‑2)、联轴器(4‑3)、液压泵(4‑4)依次连接,液压泵(4‑4)的入油口处安装有进口油滤(4‑5)连接,安全阀(6‑1)和出口单向阀(6‑2)均与液压泵(4‑4)的出油口连接;所述载波通讯模块(1)实现外部地面控制系统与外部桥塞之间的数据信号的传递;电源模块(2)接受外部电源传来的外部电压,将外部电压转换成定值电压,并将定值电压传输到电机驱动模块(3),驱动电机驱动模块(3)工作;电机驱动模块(3)接收到定值电压后,控制直流无刷电机(4‑2)定速旋转,直流无刷电机(4‑2)通过联轴器(4‑3)拖动液压泵(4‑4)输出压缩桥塞油缸的高压油至外部桥塞;在液压泵(4‑4)的入油口处安装有进口油滤(4‑5),实现对进入系统的油液进行过滤;液压泵(4‑4)出油口处设置有单向阀(6‑2),防止液压短节不工作时油液外泄,以及井下封堵完成后防止泥浆倒灌;安全阀(6‑1)与液压泵(4‑4)的出油口连接,实现限制系统压力、排出系统多余油液功能。...

【技术特征摘要】
1.一种电动液压桥塞座封系统,其特征在于:包括电控系统和液压系统;其中,电控系统的一端与外部地面控制系统连接,另一端与液压系统连接,液压系统的一端与电控系统连接,另一端与外部桥塞连接;电控系统包括载波通讯模块(1)、电源模块(2)和电机驱动模块(3);液压系统包括电机泵模块(4)、油箱模块(5)和阀组模块(6);载波通讯模块(1)、电源模块(2)、电机驱动模块(3)、电机泵模块(4)、油箱模块(5)和阀组模块(6)依次连接;其中,所述的电机泵模块(4)包括耐压密封连接器(4-1)、直流无刷电机(4-2)、联轴器(4-3)、液压泵(4-4)和进口油滤(4-5);所述阀组模块(6)包括安全阀(6-1)和出口单向阀(6-2);波通讯模块(1)、电源模块(2)、电机驱动模块(3)、耐压密封连接器(4-1)、直流无刷电机(4-2)、联轴器(4-3)、液压泵(4-4)依次连接,液压泵(4-4)的入油口处安装有进口油滤(4-5)连接,安全阀(6-1)和出口单向阀(6-2)均与液压泵(4-4)的出油口连接;所述载波通讯模块(1)实现外部地面控制系统与外部桥塞之间的数据信号的传递;电源模块(2)接受外部电源传来的外部电压,将外部电压转换成定值电压,并将定值电压传输到电机驱动模块(3),驱动电机驱动模块(3)工作;电机驱动模块(3)接收到定值电压后,控制直流无刷电机(4-2)定速旋转,直流无刷电机(4-2)通过联轴器(4-3)拖动液压泵(4-4)输出压缩桥塞油缸的高压油至外部桥塞;在液压泵(4-4)的入油口处安装有进口油滤(4-5),实现对进入系统的油液进行过滤;液压泵(4-4)出油口处设置有单向阀(6-2),防止液压短节不工作时油液外泄,以及井下...

【专利技术属性】
技术研发人员:李鹏秦二卫白玉新罗翔胡林
申请(专利权)人:北京精密机电控制设备研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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