一种井下牵引器的液压控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井下牵引器的液压控制方法及控制系统，方法包括以下步骤：S1：引入用于驱动钻机钻井的钻井液；S2：钻井液经过滤后形成液压介质；S3：液压介质输入液压控制单元，经液压控制单元调控分配进入前后两组行走单元，驱使前后两组行走单元交替提供行进牵引力。系统包括过滤单元、液压控制单元和前后两组行走单元，过滤单元的输入端与用于驱动钻机钻井的钻井液输送管路连通，过滤单元的输出端与液压控制单元的输入端连通，液压控制单元的输出端与前后两组行走单元连通，前后两组行走单元的输出端经液压控制单元连通井下牵引器与井壁之间的环形腔。该井下牵引器的液压控制方法及控制系统具有工作持久性高、可靠性高、行进速度快等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种井下牵引器的液压控制方法及控制系统
本专利技术涉及油气开发领域，尤其涉及一种井下牵引器的液压控制方法及控制系统。
技术介绍
在石油开发领域，连续油管应用非常广泛，连续油管井下作业必须借助井下牵引器，井下牵引器是一种能在井底提供牵引力的井下工具，石油井下通常为高温高压的复杂环境，且空间狭小，井下牵引器与井壁之间充满钻井液，因此，井下牵引器必须能适应高温高压的复杂环境，体积小并具有足够的牵引力。但现有技术中常见的井下牵引器通常存在以下不足：多数液压驱动的井下牵引器是通过电缆连接电气组件驱动电机使液压缸和控制油路转换工作，这样的井下牵引器必须设计复杂的液压管路和电路，同时也很难保证所有电气元件在高温高压的环境下长时间正常工作，这样就大大降低了井下牵引器的工作持久性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工作持久性高、可靠性高、行进速度快的井下牵引器的液压控制方法及控制系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种井下牵引器的液压控制方法，包括以下步骤：S1：引入用于驱动钻机钻井的钻井液；S2：所述钻井液经过滤后形成液压介质；S3：所述液压介质输入液压控制单元，经液压控制单元调控分配进入前后两组行走单元，驱使前后两组行走单元交替提供行进牵引力。作为上述技术方案的进一步改进：所述步骤S3中液压控制单元的调控分配按以下分步骤进行：S31：预设液压控制单元的主开关阀导通压力P0，换向开关阀导通压力P1；S32：当输入液压控制单元的液压介质压力大于或等于P0时，主开关阀导通，液压介质进入主控阀，执行步骤S33；当输入液压控制单元的液压介质压力小于P0时，主开关阀关闭，井下牵引器停止动作；S33：所述主控阀根据实时导通工位向一组行走单元的支撑缸和行走缸输入液压介质，通过支撑缸驱使该行走单元的支撑机构与井壁固定，通过行走缸提供行进牵引力驱使井下牵引器前进，行走缸在行程的结束阶段回位腔与相接的缓冲腔导通，缓冲腔内压力递增；所述主控阀根据实时导通工位同时向另一组行走单元的回位腔供油，通过该回位腔驱使该组行走单元相对井下牵引器前移，进入提供行进牵引力的准备位置；各行走单元内的低压液压介质经液压控制单元排出至井下牵引器与井壁之间的环形腔；S34：步骤S33中提供行进牵引力的行走缸内缓冲腔压力大于或等于P1时，换向开关阀导通，驱使主控阀切换导通工位，循环步骤S33和步骤S34。一种井下牵引器的液压控制系统，包括过滤单元、液压控制单元和前后两组行走单元，所述过滤单元的输入端与用于驱动钻机钻井的钻井液输送管路连通，过滤单元的输出端与液压控制单元的输入端连通，所述液压控制单元的输出端与前后两组行走单元连通，所述前后两组行走单元的输出端经液压控制单元连通井下牵引器与井壁之间的环形腔。作为上述技术方案的进一步改进：所述液压控制单元包括主开关阀、主控阀和两件换向开关阀，所述行走单元包括支撑缸和行走缸，所述过滤单元的输出端与主开关阀的输入端连通，所述主开关阀的输出端与主控阀的输入端连通，所述主开关阀设有两个输出口，各输出口与一行走单元支撑缸的支撑驱动腔和行走缸的行走驱动腔连通，并与另一行走单元行走缸的回位腔连通，各换向开关阀的输入端分别与一行走单元的缓冲腔连通，各换向开关阀的输出端与主控阀的换向口连通，两换向开关阀的平衡端相互连通，回位腔与缓冲腔通过单向阀连接。所述过滤单元设有两个以上并联的过滤器。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的井下牵引器的液压控制方法，引入用于驱动钻机钻井的钻井液作为系统动力源，无需设置电气组件来提供进行动力，大大简化了井下牵引器的结构和制作成本，解决了电气元件无法在高温高压的环境下长时间正常工作的难题，提高了井下牵引器的工作持久性和可靠性，且钻井液可提供足够的工作压力，确保井下牵引器的快速行进；通过液压控制单元的调控分配驱使前后两组行走单元自动交替提供行进牵引力，为实现井下牵引器系统的纯液压控制提供了可行性。本专利技术的井下牵引器的液压控制系统，结构简单紧凑，所用液压阀数量降到最低，不仅可以降低设备制作成本，而且减少了故障点，提高系统运行的持久性和可靠性；缓冲腔的巧妙设置不仅实现了两组行走单元的交替运行，而且可以消除行走驱动腔内活塞对缸体的重载冲击。附图说明图1是本专利技术井下牵引器的液压控制方法实施例的流程图。图2是本专利技术井下牵引器的液压控制系统实施例的井下牵引器结构示意图。图3是本专利技术液压控制系统实施例中前行走单元的剖视图（未视出支撑机构）。图4至图7是本专利技术液压控制系统实施例行进过程的分解步骤示意图。图中各标号表示：1、过滤单元；11、过滤器；2、液压控制单元；21、主开关阀；22、换向开关阀；23、主控阀；3、行走单元；31、支撑缸；311、支撑驱动腔；32、行走缸；321、回位腔；322、缓冲腔；323、行走驱动腔；33、支撑机构；4、环形腔；5、中心管。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1至图3所示，本实施例的井下牵引器的液压控制方法，包括以下步骤：S1：引入用于驱动钻机钻井的钻井液；S2：钻井液经过滤后形成液压介质；S3：液压介质输入液压控制单元2，经液压控制单元2调控分配进入前后两组行走单元3，驱使前后两组行走单元3交替提供行进牵引力。本专利技术的井下牵引器的液压控制方法，引入用于驱动钻机钻井的钻井液作为系统动力源，无需设置电气组件来提供进行动力，大大简化了井下牵引器的结构和制作成本，解决了电气元件无法在高温高压的环境下长时间正常工作的难题，提高了井下牵引器的工作持久性和可靠性，且钻井液可提供足够的工作压力，确保井下牵引器的快速行进。通过液压控制单元2的调控分配驱使前后两组行走单元3自动交替提供行进牵引力，为实现井下牵引器系统的纯液压控制提供了可行性。本实施例中，步骤S3中液压控制单元2的调控分配按以下分步骤进行：S31：预设液压控制单元2的主开关阀21导通压力P0，换向开关阀22导通压力P1；S32：当输入液压控制单元2的液压介质压力大于或等于P0时，主开关阀21导通，液压介质进入主控阀23，执行步骤S33；当输入液压控制单元2的液压介质压力小于P0时，主开关阀21关闭，井下牵引器停止动作；S33：主控阀23根据实时导通工位向一组行走单元3的支撑缸31和行走缸32输入液压介质，通过支撑缸31驱使该行走单元3的支撑机构33与井壁固定，通过行走缸32提供行进牵引力驱使井下牵引器前进，行走缸32在行程的结束阶段回位腔321与相接的缓冲腔322导通，缓冲腔322内压力递增；主控阀23根据实时导通工位同时向另一组行走单元3的回位腔321供油，通过该回位腔321驱使该组行走单元3相对井下牵引器前移，进入提供行进牵引力的准备位置；各行走单元3内的低压液压介质经液压控制单元2排出至井下牵引器与井壁之间的环形腔4；S34：步骤S33中提供行进牵引力的行走缸32内缓冲腔322压力大于或等于P1时，换向开关阀22导通，驱使主控阀23切换导通工位，同时另一换向开关阀22关闭，循环步骤S33和步骤S34。如图2至图7所示，本实施例的井下牵引器的液压控制系统，包括过滤单元1、液压控制单元2和前后两组行走单元3，过滤单元1的输入端与用于驱动钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下牵引器的液压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：引入用于驱动钻机钻井的钻井液；S2：所述钻井液经过滤后形成液压介质；S3：所述液压介质输入液压控制单元（2），经液压控制单元（2）调控分配进入前后两组行走单元（3），驱使前后两组行走单元（3）交替提供行进牵引力。

【技术特征摘要】
1.一种井下牵引器的液压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：引入用于驱动钻机钻井的钻井液；S2：所述钻井液经过滤后形成液压介质；S3：所述液压介质输入液压控制单元（2），经液压控制单元（2）调控分配进入前后两组行走单元（3），驱使前后两组行走单元（3）交替提供行进牵引力。2.根据权利要求1所述的井下牵引器的液压控制方法，其特征在于，所述步骤S3中液压控制单元（2）的调控分配按以下分步骤进行：S31：预设液压控制单元（2）的主开关阀（21）导通压力P0，换向开关阀（22）导通压力P1；S32：当输入液压控制单元（2）的液压介质压力大于或等于P0时，主开关阀（21）导通，液压介质进入主控阀（23），执行步骤S33；当输入液压控制单元（2）的液压介质压力小于P0时，主开关阀（21）关闭，井下牵引器停止动作；S33：所述主控阀（23）根据实时导通工位向一组行走单元（3）的支撑缸（31）和行走缸（32）输入液压介质，通过支撑缸（31）驱使该行走单元（3）的支撑机构（33）与井壁固定，通过行走缸（32）提供行进牵引力驱使井下牵引器前进，行走缸（32）在行程的结束阶段回位腔（321）与相接的缓冲腔（322）导通，缓冲腔（322）内压力递增；所述主控阀（23）根据实时导通工位同时向另一组行走单元（3）的回位腔（321）供油，通过该回位腔（321）驱使该组行走单元（3）相对井下牵引器前移，进入提供行进牵引力的准备位置；各行走单元（3）内的低压液压介质经液压控制单元（2）排出至井下牵引器与井壁之间的环形腔（4）；S34：步骤S33中提供行进牵引力的行走缸（32...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗自荣，尚建忠，杨军宏，房德磊，王卓，曹玉君，崔玉宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43