一种气体钻井用气液耦合动力转化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种气体钻井用气液耦合动力转化系统。所述系统能够向液压执行机构提供驱动力，并包括气液耦合冲压装置、液压油控制装置和油箱总成，气液耦合冲压装置包括气动冲击器和往复泵，气动冲击器的活塞能与往复泵的泵活塞发生碰撞，以将机械能传递给泵活塞，往复泵能够将机械能转化为液压油的压力能；液压油控制装置包括配流单元、蓄能单元和调节单元；油箱总成能够回收从液压执行机构流出的液压油，并包括储油箱和增压器。本发明专利技术有益效果可包括气动冲击器与泵活塞相对独立运动，互不影响，克服了刚性连接导致联合动作协调性差等缺陷，能够读液压油的压力和流量进行控制以获得相对平稳的输出特性，为液压执行机构提供稳定的动力来源。

【技术实现步骤摘要】
一种气体钻井用气液耦合动力转化系统
本专利技术涉及石油天然气气体钻井领域，特别地，涉及一种气体钻井用气液耦合动力转化系统。
技术介绍
目前国内油气资源勘探难度越来越大，目标已转向低产、低压、低渗等难开采油气藏，其中包含大量水敏、盐敏、碱敏及碎屑岩地层，与钻井滤液作用后渗透率急剧降低，用常规钻井方法很难实现储层保护或发现新气藏。国内外实践经验表明，利用气体钻井技术更加有利于发现和保护油气层，而利用水平井可以增加单井控制面积，有效提高单井产量，延长稳产时间，还可减少耕地征用和环境污染，具有显著的经济效益。水平井与气体钻井技术的结合能最大限度地解放油气层，为发现和合理开发低压低渗油气藏开辟新径，然而两者的结合还缺乏一种专门用于气体钻井的井下动力钻具。目前用于气体钻井的井下动力钻具有空气螺杆和自转式空气锤。空气螺杆由传统的泥浆螺杆钻具改进而来，螺杆钻具本身因钻井液不可压缩而具有硬的机械特性，正是因为这个优点才使得它广泛应用于定向和水平钻井，但由于气体可压缩导致螺杆马达原本具有的机械特性由“硬”变“软”了。尽管空气螺杆针对气体的可压缩性采取了一系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述系统能够向液压执行机构提供驱动力，并包括：气液耦合冲压装置、液压油控制装置和油箱总成，其中，/n气液耦合冲压装置包括能够将气体的压力能转换为活塞的机械能的气动冲击器、以及沿同一轴线与气动冲击器固定连接的往复泵；其中，往复泵包括泵缸筒、泵活塞、泵缸座和回程弹性件；泵缸筒与气动冲击器的外缸筒固定连接；泵活塞设置在泵缸筒内，且泵活塞上端部与活塞下端部之间形成有供活塞与泵活塞碰撞以交换机械能的第一腔体，第一腔体能够与外界连通，以将推动冲击器活塞运动过后的气体排出冲压装置，泵活塞具有能够承受气动冲击器的活塞碰撞的上端部、与泵缸筒内壁形成密封的过渡部...

【技术特征摘要】
1.一种气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述系统能够向液压执行机构提供驱动力，并包括：气液耦合冲压装置、液压油控制装置和油箱总成，其中，
气液耦合冲压装置包括能够将气体的压力能转换为活塞的机械能的气动冲击器、以及沿同一轴线与气动冲击器固定连接的往复泵；其中，往复泵包括泵缸筒、泵活塞、泵缸座和回程弹性件；泵缸筒与气动冲击器的外缸筒固定连接；泵活塞设置在泵缸筒内，且泵活塞上端部与活塞下端部之间形成有供活塞与泵活塞碰撞以交换机械能的第一腔体，第一腔体能够与外界连通，以将推动冲击器活塞运动过后的气体排出冲压装置，泵活塞具有能够承受气动冲击器的活塞碰撞的上端部、与泵缸筒内壁形成密封的过渡部、以及插入泵缸座内部的下端部；泵缸座具有供泵活塞下端部插入的空腔、以及能够吸油和排油的吸排油通道；泵缸座设置在泵缸筒中，且泵缸座、泵活塞和泵缸筒内壁之间形成能够容纳液压油的第二腔体，第二腔体与吸排油通道连通；回程弹性件设置在第二腔体中，且回程弹性件的一端安装在泵活塞上，另一端安装在泵缸座上；气动冲击器的活塞能够沿轴线往复运动并能够与往复泵的泵活塞发生碰撞，以将机械能传递给泵活塞，所述往复泵能够将泵活塞的机械能转化为第二腔体内液压油的压力能；
液压油控制装置包括：配流单元、蓄能单元和调节单元，其中，配流单元包括都为单向阀的泵油阀和回油阀，泵油阀能够接收从吸排油通道中流出的液压油并将其输出，油箱总成回收的液压油经回油阀后能够输送至吸排油通道；蓄能单元能够对泵油阀输出的液压油进行存储，以使液压油的压力达到额定值；在液压油的压力达到额定值的情况下，调节单元能够接收液压油，并对接收的液压油进行压力调节和/或流量调节，然后将调节后的液压油输送给液压执行机构；
油箱总成能够回收从液压执行机构流出的液压油，并包括储油箱和增压器；其中，储油箱能够储存回收的液压油，增压器能够对回收的液压油进行增压处理。


2.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述泵活塞具有沿轴线设置的第一中心孔，所述泵缸座具有沿轴线设置的第二中心孔。


3.根据权利要求2所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述冲压装置还包括注油管，所述注油管沿轴线穿过气动冲击器、第一中心孔和第二中心孔与所述油箱总成的储油箱相连。


4.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述泵活塞具有第一排气孔，所述泵缸座具有第二排气孔，所述第一腔体能够通过第一排气孔、所述空腔和第二排气孔与外界连通。


5.根据权利要求1所述的气体钻井用气液耦合动力转化系统，其特征在于，所述冲压装置还包括与吸排油通道固定连接的端直通接头，端直通接头通过高压管线与冲压装置下游的配流单元相连，通过泵油阀和回油阀通断...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宬晓，周长虹，邓虎，许期聪，赵友，肖洲，杨晓峰，董仕明，黄述春，王跃江，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11