CN110107243A - 电液式井下套管开孔器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油天然气工业完井技术领域，尤其是涉及一种电液式井下套管开孔器，其特征在于包括地面***，通过电缆与此地面***相连接的电液动力单元，与此电液动力单元相连接的开孔单元，电液动力单元包括支撑架，油箱，电机，液压泵，与所述液压泵相连接的溢流阀，与此溢流阀输出端相连接、且并联设置的电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ，开孔单元包括设有流道A、流道B、流道C和流道D四个流道的单元主体，液压马达，与马达输出轴通过花键连接的活塞套，与此活塞套螺纹连接的钻头，压帽。本发明由地面通过电缆向井下传输电能，井下开孔器自带电机和液压动力***，驱动钻头旋转切削套管，实现了套管开孔，为实施下一步作业提供了条件。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气工业完井技术领域，尤其是涉及一种电液式井下套管开孔器。
背景技术
在石油天然气勘探和开发过程中，经常需要将井内套管钻开进行地层测压、挤水泥及压裂等施工作业。目前常用的套管开孔方式是火药射孔，但射孔方式普遍存在套管损坏，孔眼不规则等问题。此外，目前因涉及到安全管理、环保等政策影响，国家对火药类产品管控严格，审批及调配流程冗长，常规火药射孔的套管开孔方式受到制约。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现套管开孔，使套管孔眼规则，并能保证套管完整性，不会损坏水泥环并造成水窜，无需***等危险品，解决目前火药开孔方式的不足的电液式井下套管开孔器。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的电液式井下套管开孔器，其特征在于包括地面***，通过电缆与此地面***相连接的电液动力单元，与此电液动力单元相连接的开孔单元，
所述的电液动力单元包括支撑架，设置在此支撑架上的油箱，电机，与此电机通过联轴器相连接且设置在所述支撑架上的液压泵，设置在所述支撑架上且与所述液压泵相连接的溢流阀，与此溢流阀输出端相连接、且并联设置的电磁换向阀I和电磁换向阀II，所述的液压泵通过液压管I与所述的油箱相连接，
所述的开孔单元包括设有流道A、流道B、流道C和流道D四个流道的单元主体，与此单元主体通过螺钉连接的液压马达，与此液压马达的马达输出轴通过连接的活塞套，与此活塞套螺纹连接的钻头，与所述单元主体螺纹连接且设置在所述钻头端头处的压帽，所述液压马达的吸油口通过液压管II与所述的流道A相连接，所述液压马达的回油口通过液压管III与所述的流道B相连接，
电磁换向阀I的两个输出口通过液压管分别与所述的流道A和流道B相连接，电磁换向阀II的两个输出口通过液压管分别与所述的流道C和流道D相连接，
所述的活塞套设置在所述单元主体的台阶式孔道内，所述的活塞套、单元主体和压帽由三组动密封分割成液压腔I和液压腔II，所述的液压腔I通过所述流道C与所述的电磁换向阀II相连接，所述的液压腔II通过所述流道D与所述的电磁换向阀II相连接。
所述的电磁换向阀I为两位四通换向阀。
所述的电磁换向阀II为三位四通换向阀。
所述的钻头为硬质合金或高速工具钢材质。
本发明的优点：
(1)本发明的电液式井下套管开孔器，由地面通过电缆向井下传输电能，井下开孔器自带电机和液压动力***，驱动钻头旋转切削套管，实现了套管开孔，为实施下一步作业提供了条件；
(2)本发明的电液式井下套管开孔器，采用电力传输和驱动，不需要火药等***危险品，安全、环保、无污染；
(3)本发明的电液式井下套管开孔器，采用机械切削方式钻穿套管，形成的孔眼规则，不会损坏套管；
(4)本发明的电液式井下套管开孔器，不会破坏水泥环以及造成水窜，操作风险小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明电液动力单元的结构示意图。
图3为本发明开孔单元的构示意图。
图4为本发明电液动力单元的原理图。
图5为本发明马达输出轴与活塞套连接的结构示意图。
图6为本发明套管开孔过程的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1-6所示，本发明的电液式井下套管开孔器，其特征在于包括地面***1，通过电缆2与此地面***1相连接的电液动力单元3，与此电液动力单元3相连接的开孔单元4，
所述的电液动力单元3包括支撑架36，设置在此支撑架36上的油箱30，电机32，与此电机32通过联轴器33相连接且设置在所述支撑架36上的液压泵34，设置在所述支撑架36上且与所述液压泵34相连接的溢流阀35，与此溢流阀35输出端相连接、且并联设置的电磁换向阀I 37和电磁换向阀II 38，所述的液压泵34通过液压管I 31与所述的油箱30相连接，
所述的开孔单元包括设有流道A、流道B、流道C和流道D四个流道的单元主体40，与此单元主体40通过螺钉46连接的液压马达43，与此液压马达43的马达输出轴44花键连接的活塞套45，与此活塞套45螺纹连接的钻头48，与所述单元主体40螺纹连接且设置在所述钻头48端头处的压帽47，所述液压马达43的吸油口通过液压管II 41与所述的流道A相连接，所述液压马达43的回油口通过液压管III42与所述的流道B相连接，
电磁换向阀I 37的两个输出口通过液压管分别与所述的流道A和流道B相连接，电磁换向阀II 38的两个输出口通过液压管分别与所述的流道C和流道D相连接，
所述的活塞套45设置在所述单元主体40的台阶式孔道内，所述的活塞套45、单元主体40和压帽47由三组动密封分割成液压腔I和液压腔II，所述的液压腔I通过所述流道C与所述的电磁换向阀II 38相连接，所述的液压腔II通过所述流道D与所述的电磁换向阀II38相连接。
所述的电磁换向阀I 37为两位四通换向阀。
所述的电磁换向阀II 38为三位四通换向阀。
所述的钻头48为硬质合金或高速工具钢材质。
本发明由地面***1通过电缆2向井下传输电能，井下开孔器自带电机和液压动力***，驱动钻头48旋转切削套管，实现了套管开孔，为实施下一步作业提供了条件。电机32在电力驱动下产生扭矩和转速，为仪器提供源动力，支撑架36是一个支撑框架结构，上面安装液压泵34、溢流阀35、电磁换向阀I37和电磁换向阀II 38等，联轴器33两端分别连接电机32的输出轴和液压泵34的输入轴，并允许两者存在不同轴，液压管I 31连接液压泵34和油箱30，液压管I 31是中空的金属管或其他类型管道，中间流通液压油，溢流阀35是液压***的恒压保护元件，确保***油压能稳定在一个设定值，电磁换向阀I 37是一种“两位四通”换向阀，具有“II”、“0”型两种机能，电磁换向阀II 38是一种“三位四通”换向阀，具有“II”、“0”、“X”型三种机能，能实现三种不同的油压输出状态。溢流阀35输出端分成两路，一支油路通过液压管和电磁换向阀I 37连接，另一支油路通过液压管进入电磁换向阀II 38，电磁换向阀I 37和电磁换向阀II 38并联，电磁换向阀I 37的两个输出口通过液压管分别连接到开孔单元4上的流道A和流道B。
开孔单元4的的单元主体40是开孔单元的载体，上面设有A、B、C、D四个流道，电液动力单元3的液压油通过流道A、液压管II 41连接到液压马达43的吸油口，电液动力单元3的液压油通过流道B、液压管III42连接到液压马达43的回油口，液压马达43通过一组螺钉46固定到单元主体40上，其马达输出轴44和活塞套45形成花键传动，能在传递扭矩的同时，不影响活塞套45沿轴向移动，活塞套45放置在单元主体40的台阶式孔道内，活塞套45和单元主体40以及压帽47由三组动密封分割成液压腔I和液压腔II，液压腔I通过流道C与电磁换向阀II 38相连接，液压腔II通过流道D与电磁换向阀II 38相连接。压帽47通过螺纹连接到单元主体40上，将活塞套45限定在单元主体40的液压腔内，钻头48材料选用硬质合金或高速工具钢，通过螺纹连接到活塞套45上，能切屑和钻穿套管。
本发明的工作过程如下：电机32输出扭矩和转速经联轴器33传递到液压泵34，液压泵34形成油压，由溢流阀35调压使其稳定，然后一支油路进入电磁换向阀I 37，当电磁换向阀I 37位于“II”机能时，液压油进入开孔单元4上的流道A，驱动液压马达43运行，此时开孔单元处于开孔状态，当电磁换向阀I 37位于“0”机能时，液压油不流通，处于静止状态，溢流阀35输出的另一支油路进入电磁换向阀II 38，当电磁换向阀II 38位于“II”机能时，液压油进入开孔单元4上的流道C，此时处于开孔状态，当电磁换向阀II 38位于“0”机能时，此时处于静止状态，当电磁换向阀II 38位于“X”机能时，此时处于复位状态。
当电液动力单元3输出液压油经单元主体40上的流道A进入液压马达43并驱动其运行，然后通过流道B返回至电液动力单元3，马达输出轴44输出扭矩和转速传递到活塞套45，进而传递到钻头48上，为钻穿套管提供扭矩，此时电液动力单元3的另一支油压经电磁换向阀II 38进入流道C和液压腔I，推动活塞套45在旋转状态下向右移动，为钻头48提供钻压，液压腔II的液压油经流道D返回到电液动力单元3，钻头48的开窗钻压为ΔP×A，ΔP是液压腔I和液压腔II的压力差，A是液压在活塞套45上的有效作用面积，钻头48在钻压和扭矩作用下切削套管，实施开孔作业；当钻头48钻穿套管后，电液动力单元3的电磁换向阀II38切换到“X”机能，液压油通过流道D进入液压腔II推动活塞套45和钻头48向左移动，液压腔I的液压油经过流道C返回到电液动力单元3，直至活塞套45完全复位后，电磁换向阀II38切换到中位“0”机能，锁定活塞套45和钻头48，同时电液动力单元3的电磁换向阀I 37切换到中位“0”机能，液压马达43停止运行，电机32停止运行，至此完成一次套管开孔作业。
本发明的电液式井下套管开孔器，由地面***1通过电缆2向井下传输电能，井下开孔器自带电机32和液压动力***，驱动钻头48旋转切削套管，实现了套管开孔，为实施下一步作业提供了条件；本发明的电液式井下套管开孔器，采用电力传输和驱动，不需要火药等***危险品，安全、环保、无污染；采用机械切削方式钻穿套管，形成的孔眼规则，不会损坏套管，不会破坏水泥环以及造成水窜，操作风险小。
Claims (4)
1.一种电液式井下套管开孔器，其特征在于包括地面***，通过电缆与此地面***相连接的电液动力单元，与此电液动力单元相连接的开孔单元，
所述的电液动力单元包括支撑架，设置在此支撑架上的油箱，电机，与此电机通过联轴器相连接且设置在所述支撑架上的液压泵，设置在所述支撑架上且与所述液压泵相连接的溢流阀，与此溢流阀输出端相连接、且并联设置的电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ，所述的液压泵通过液压管Ⅰ与所述的油箱相连接，
所述的开孔单元包括设有流道A、流道B、流道C和流道D四个流道的单元主体，与此单元主体通过螺钉连接的液压马达，与此液压马达的马达输出轴花键连接的活塞套，与此活塞套螺纹连接的钻头，与所述单元主体螺纹连接且设置在所述钻头端头处的压帽，所述液压马达的吸油口通过液压管Ⅱ与所述的流道A相连接，所述液压马达的回油口通过液压管Ⅲ与所述的流道B相连接，
电磁换向阀Ⅰ的两个输出口通过液压管分别与所述的流道A和流道B相连接，电磁换向阀Ⅱ的两个输出口通过液压管分别与所述的流道C和流道D相连接，
所述的活塞套设置在所述单元主体的台阶式孔道内，所述的活塞套、单元主体和压帽由三组动密封分割成液压腔Ⅰ和液压腔Ⅱ，所述的液压腔Ⅰ通过所述流道C与所述的电磁换向阀Ⅱ相连接，所述的液压腔Ⅱ通过所述流道D与所述的电磁换向阀Ⅱ相连接。
2.根据权利要求1所述的电液式井下套管开孔器，其特征在于所述的电磁换向阀Ⅰ为两位四通换向阀。
3.根据权利要求1所述的电液式井下套管开孔器，其特征在于所述的电磁换向阀Ⅱ为三位四通换向阀。
4.根据权利要求1所述的电液式井下套管开孔器，其特征在于所述的钻头为硬质合金或高速工具钢材质。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114922581A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-19 | 重庆科技学院 | 一种井下套管连续开孔装置及其工作方法 |
| CN115405265A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-11-29 | 重庆科技学院 | 一种电驱动式井下套管连续开孔装置及其工作方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2426520Y (zh) * | 2000-05-19 | 2001-04-11 | 江汉石油管理局采油工艺研究院 | 一种井下开槽装置 |
| US20020020562A1 (en) * | 2000-08-21 | 2002-02-21 | Baird Billy Carr | Boring apparatus |
| CN202000941U (zh) * | 2011-04-20 | 2011-10-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油井的井下套管壁开孔装置 |
| CN103195387A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 井下套管径向开窗器 |
| CN103334711A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-10-02 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 电控井下套管开窗工具 |
| CN204152468U (zh) * | 2014-10-17 | 2015-02-11 | 北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司 | 一种金属管开孔装置 |
| CN104695886A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-06-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 |
| CN205805472U (zh) * | 2016-03-26 | 2016-12-14 | 库尔班·卡斯木 | 一种机械井下钻孔装置 |
-
2019
- 2019-04-23 CN CN201910326445.1A patent/CN110107243A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2426520Y (zh) * | 2000-05-19 | 2001-04-11 | 江汉石油管理局采油工艺研究院 | 一种井下开槽装置 |
| US20020020562A1 (en) * | 2000-08-21 | 2002-02-21 | Baird Billy Carr | Boring apparatus |
| CN202000941U (zh) * | 2011-04-20 | 2011-10-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油井的井下套管壁开孔装置 |
| CN103195387A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 井下套管径向开窗器 |
| CN103334711A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-10-02 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 电控井下套管开窗工具 |
| CN204152468U (zh) * | 2014-10-17 | 2015-02-11 | 北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司 | 一种金属管开孔装置 |
| CN104695886A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-06-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 |
| CN205805472U (zh) * | 2016-03-26 | 2016-12-14 | 库尔班·卡斯木 | 一种机械井下钻孔装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114922581A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-19 | 重庆科技学院 | 一种井下套管连续开孔装置及其工作方法 |
| CN114922581B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-08-18 | 重庆科技学院 | 一种井下套管连续开孔装置及其工作方法 |
| CN115405265A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-11-29 | 重庆科技学院 | 一种电驱动式井下套管连续开孔装置及其工作方法 |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20200929 Address after: 100120 Beijing Xicheng District six laying Kang Applicant after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Applicant after: China National Petroleum Corporation Great Wall Drilling Engineering Co.,Ltd. Address before: 124010 Xinglongtai, Liaoning Province, oil street, No. 96, No. Applicant before: China National Petroleum Corporation Great Wall Drilling Engineering Co.,Ltd. |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190809 |