[实用新型]一种电控液压驱动连续油管井下牵引器的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于油气开发领域，具体地，涉及一种电控液压驱动连续油管井下牵引器的控制系统。

背景技术

20世纪90年代后期，国外许多公司相继开发了能够在井下独立作业的水平井牵引装置(也就是电缆牵引器)。经过多年的发展，到目前为止，有代表性的牵引器产品主要包括：丹麦Welltec公司Well Tractor轮式牵引器，英国Sondex有限公司的Sondex轮式牵引器，挪威Maritime Well Service(MWS)公司的PowerTrac Advance轮式牵引器、PowerTrac INVADER履带式牵引器，英国ExproGroup公司的SmarTract伸缩式牵引器、法国Schlumberger公司的MaxTRAC伸缩式牵引器、美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器。其中美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器是连续油管式的靠地面高压钻井液驱动的、可用于小井眼的牵引器，工作时可保持有效地钻井液循环；其余的牵引器大都是轮式或履带式，外围尺寸较大，只适用于大直径井眼，用电缆或钢丝绳连接，电驱动，牵引力较小，工作时不能进行有效的钻井液循环，一般限于测井行业的应用。

但无论是那种牵引器，对国内而言，国外都采取了严格的技术保密措施，致使国内对井下牵引器的研究还处于刚刚起步的阶段：自2002年8月，塔里木油田通过技术合作的方式，采用井下牵引器技术进行了水平井产业剖面测井的探索，取得了一定的效果。此后，国内的少数科研院所也相继开展了井下牵引器的研究，主要有中国石油大学、哈尔滨工业大学、西南石油学院、大庆石油学院、西安石油大学等，也申请了一些牵引器的专利，但这些牵引器或多或少的存在一些缺点，并且大都局限于利用循环液压进行驱动控制，没有直接用伺服步进电机进行牵引器驱动与控制的，不能较好的满足井下作业的要求。

中国石油大学高进伟、刘猛等人在文献(高进伟，刘猛，闫相祯.水平井井下轮式自适应管道爬行器：中国)中提出了一种轮式拖动器的结构方案，并申请了实用新型专利(200520008070.8.2006-08-16，套管水平井测井牵引器变径牵引装置)；哈尔滨工业大学也研制了一款电缆轮式拖动器(唐德威，王新杰，邓宗全.水平油井检测仪器拖动器.哈尔滨工业大学学报.2007，39(9)：1395-1397)，并进行了地面试验；西安石油大学朱林、吴松平自行设计了一种轮式牵引器(朱林，吴松平.水平井测井仪器牵引爬行器的设计.新技术新工艺，2007，(12)：32-34)；辽河石油勘探局提出了具有自主知识产权的轮式牵引器(200720190260.5，套管水平井测井牵引器变径牵引装置)，并且2008年长城钻探测井公司在辽河油田的四口水平井对其研制的牵引器进行了的井下试验，还有些其他科研院所也进行了轮式牵引器相关方面的研究，但这些牵引器都有一些共同点：都是轮式牵引器，都是电缆连接无循环，都是测井、修井等牵引力不大的井下作业用牵引器，因此存在很多缺陷，主要缺陷如下：(一)依靠电缆或钢丝绳连接的电驱动控制系统，不能有效连接连续油管靠地面液压进行驱动和实现有效的钻井液循环与控制；(二)大部分牵引器控制系统不能实现双向驱动；(三)大部分牵引器控制系统不能实现断电支撑机构自动收回的保护措施；(四)大部分牵引器控制系统对地面泵压依耐性强，启动工作压差和最大工作压差不能实现有效控制。

大庆石油学院邵守君、常玉连提出了一种涨闸活塞式行走的伸缩式拖动器(邵守君.基于虚拟样机的石油井故障探测机器人研究.大庆石油学院硕士论文.2007：5～7)主要由电气组件、液压组件、上支撑行走组件、下支撑行走组件及探测组件组成，通过电磁换向阀对四个液压缸控制，使上、下支撑行走组件实现按要求的交替撑紧或收回，伸出与缩进，从而实现自主行进，但该牵引器存在很大的缺陷：(一)用连接电缆给电气组件供电来驱动电机使液压机构进行工作，牵引器中没有提供钻井液循环通道，无法实现作业过程中井下液体与地面的有效循环；(二)控制系统用电磁换向阀控制四个液缸，不能实现牵引速度大小的有效控制；(三)牵引控制系统无过载保护和断电卡瓦收回的自动保护措施。