專利名稱：井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油工業(yè)的井下作業(yè)設(shè)備和設(shè)備的控制方法，特別是井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路，適用于油水井的帶壓作業(yè)，有效控制固定卡管器和游動 一管器的動作，保證安全生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
在油水井起下油管的修井作業(yè)中，帶壓作業(yè)是在井內(nèi)有壓力的情況下，用一個固定卡管器和一個游動卡管器輪換夾持油管，并通過加載控制裝置將油管起出或下入井內(nèi)，以免油管在井內(nèi)壓力作用下飛出井口。
現(xiàn)有的帶壓作業(yè)裝置上的固定卡管器和游動卡管器是分別采用一個三位四通換向閥各自進(jìn)行獨(dú)立控制，但是這兩個換向闊之間無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動互鎖，并且存在以下不足
1、 一旦操作人員出現(xiàn)誤操作，可能會出現(xiàn)兩個卡管器都處于非夾持的狀態(tài)，造成油管飛出井口；
2、 帶壓作業(yè)井口平臺工作人員多，不小心碰到換向閥的手柄也有可能造成油管飛出井口；
3、 要求操作人員精神集中，操作非常細(xì)心，易造成身心疲勞；
4、 操作強(qiáng)度大，效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路，僅使用一個換向閥來同時控制固定卡管器和游動卡管器的卡緊與松開動作，最終可實(shí)現(xiàn)一個卡管器先卡緊后，另一個卡管器才能松開的順序動作，以保證施工作業(yè)的安全性。
使用本技術(shù)解決方案可達(dá)上述目的井下管柱卡管器的液壓控制方法，是用一個換向閥來同時控制固定卡管器和游動卡管器液壓控制回路的進(jìn)油和回油，使其中一個卡管器先卡緊，另一個卡管器才能再松開。
本液壓控制方法的液壓控制回路包括液壓源、換向閥、固定卡管器油缸的大、小腔以及游動卡管器油缸的大、小腔，換向閥與固定卡管器和游動卡管器分別構(gòu)成兩個卡管器的卡緊回路和松開回路，直控順序閥與固定
卡管器松開回路的進(jìn)油油路和游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通；直控單向順序閥與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路和游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明只用一個換向閥來同時控制固定卡管器和游動卡管器的卡緊與松開，并且可以實(shí)現(xiàn)一個卡管器先卡緊后，另一個卡管器才能再松開的順序動作。也就是說，在其中一個卡管器松開之前，另一個卡管器必定是處于夾持狀態(tài)的，這樣就能保證井下管柱始終有至少一個卡管器處于夾持狀態(tài)，以避免油管在井內(nèi)壓力作用下從井口飛出。只用一個換向閥，簡化了操作人員的操作內(nèi)容。這樣就可以在保障油水井帶壓作業(yè)施工安全的同時，大幅度減輕操作人員的操作強(qiáng)度和精神壓力，避免身心疲勞，避免事故隱患，實(shí)現(xiàn)工作效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高。


附圖為本發(fā)明液壓控制回路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中液控單向閥l、單向閥2、直控順序閥3、液控單向閥4、直控單向順序閥5、手動泄壓閥6、手動泄壓閥7、換向閥8、換向操作手柄9、液壓源IO、油箱ll、固定卡管器油缸的大腔12、固定卡管器油缸的小腔13、游動卡管器油缸的大腔14、游動卡管器油缸的小腔15、單向閥1具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一歩的詳述參見附圖，井下管柱卡管器的液壓控制方法是讓換向閥8同時控制固定卡管器和游動卡管器液壓控制回路的進(jìn)油和回油，使其中一個卡管器先卡緊，另一個卡管器才
5能再松開，保證操作的安全和方便。
液壓控制回路包括換向閥8、液壓源IO、固定卡管器油缸的大腔12和
小腔13以及游動卡管器油缸的大腔14和小腔15。固定卡管器油缸的大腔 12通過液壓管線連接液控單向閥1與換向閥8以及液壓源10，構(gòu)成固定卡 管器卡緊回路的進(jìn)油油路，同時也是固定卡管器松開回路的回油油路。固 定卡管器油缸的小腔13通過液壓管線連接單向閥2與換向閥8，構(gòu)成固定 卡管器松開回路的進(jìn)油油路，同時也是固定卡管器卡緊回路的回油油路。 以上兩條油路可分別組成固定卡管器的卡緊和松開回路，即為固定卡管器 的液壓控制回路。游動卡管器油缸的大腔14通過液壓管線連接液控單向閥 4與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通，構(gòu)成游動卡管器卡緊回路的進(jìn) 油油路，同時也是游動卡管器松開回路的回油油路。游動卡管器油缸的小 腔15通過液壓管線連接直控單向順序閥5與固定卡管器的卡緊回路的進(jìn)油 油路連通，構(gòu)成游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路，同時也是游動卡管器卡 緊回路的回油油路。以上兩條油路分別組成了游動卡管器的卡緊和松開回 路，進(jìn)而共同構(gòu)成游動卡管器的液壓控制回路。換向閥8與固定卡管器以 及游動卡管器構(gòu)成了其油缸的大腔12和14以及油缸的小腔13和15的進(jìn) 油油路和回油油路。直控順序閥3與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路和游 動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通。固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路，也 就是固定卡管器卡緊回路的回油油路，游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路， 也就是游動卡管器松開回路的回油油路。直控單向順序閥5與固定卡管器 卡緊回路的進(jìn)油油路和游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通。固定卡管器 卡緊回路的進(jìn)油油路，也就是固定卡管器松開回路的回油油路，游動卡管 器松開回路的進(jìn)油油路，也就是游動卡管器卡緊回路的回油油路。在固定 卡管器油缸的大腔12與液控單向閥1之間的液壓管線上設(shè)有手動泄壓閥 6，在需要固定卡管器和游動卡管器同時處于松開狀態(tài)的情況下使用手動泄 壓閥6，手動泄壓閥6保證游動卡管器處于松開狀態(tài)時，實(shí)現(xiàn)固定卡管器
6的松開。在游動卡管器油缸的大腔14與液控單向閥4之間的液壓管線上設(shè) 有手動泄壓閥7，同手動泄壓閥6—樣，都是在需要兩個卡管器同時處于 松開狀態(tài)的情況下使用，不同的是，手動泄壓閥7是在保證固定卡管器處 于松開狀態(tài)時，實(shí)現(xiàn)游動卡管器的松開。
游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路通 過直控順序閥3連通，直控順序閥3通過液壓管線， 一端在液控單向閥4 與手動泄壓閥7之間的液壓管線上連通，另一端在固定卡管器油缸的小腔 13與單向閥2之間連通。而游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與固定卡管器 松開回路的進(jìn)油油路則是通過液控單向閥1與直控順序閥3連通的。這樣 的設(shè)計可以保證當(dāng)游動卡管器卡緊后，隨著游動卡管器油缸大腔14繼續(xù)進(jìn) 油，其油缸大腔14內(nèi)的壓力將會升高，當(dāng)升至直控順序閥3的壓力設(shè)定值 時，直控順序閥3自動打開，連通固定卡管器油缸的小腔13，形成固定卡 管器松開回路的進(jìn)油油路。持續(xù)進(jìn)油使得固定卡管器油缸小腔13內(nèi)的壓力 上升，當(dāng)達(dá)到液控單向閥1的開啟壓力時，直控順序閥3即可打開由它控 制的液控單向飼l，連通固定卡管器松開回路的回油油路。使固定卡管器 處于液控開啟狀態(tài)。這樣，固定卡管器松開回路的兩條油路連接起來，就 構(gòu)成固定卡管器的松開回路，使固定卡管器松開。綜上所述，在游動卡管 器卡緊后，固定卡管器方能松開。
固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路通 過直控單向順序閥5連通，直控單向順序閥5通過液壓管線， 一端在液控 單向閥1與換向閥8之間的液壓管線上連通，另一端與游動卡管器油缸的 小腔15連通。而固定卡管器卡緊回路的回油油路與游動卡管器松開回路的 回油油路則是通過液控單向閥4連通的，這樣的設(shè)計可以保證當(dāng)固定卡管 器卡緊后，隨著它的油缸大腔12繼續(xù)進(jìn)油，固定卡管器油缸大腔12的壓 力將逐漸上升，當(dāng)達(dá)到直控單向順序閥5的壓力設(shè)定值時，直控單向順序 閥5自動打開，連通游動卡管器油缸的小腔15，形成游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路。持續(xù)進(jìn)油使游動卡管器油缸小腔15內(nèi)的壓力升高，當(dāng)上升至 液控單向闊4的開啟壓力時，直控單向順序閥5即可打開由它控制的液控 單向閥4，連通游動卡管器松開回路的回油油路，使游動卡管器處于液控
開啟狀態(tài)。這樣，游動卡管器松開回路的兩條油路連接起來，就構(gòu)成游動 卡管器的松開回路，使游動卡管器松開。綜上所述，在固定卡管器卡緊 后，游動卡管器再進(jìn)行松開的動作。
當(dāng)換向操作手柄9向前推，則連接換向閥8內(nèi)的B點(diǎn)和C點(diǎn)，即 換向操作手柄9處于換向閥8的右位，液壓油從液壓源10經(jīng)過換向 閥8進(jìn)入固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路，由于單向閥2的單向作 用，該油路不通，液壓油無法進(jìn)入固定卡管器油缸的小腔13內(nèi)，所 以固定卡管器不會進(jìn)行松開。在液壓油被單向閥2阻擋的同時，也經(jīng) 過液控單向閥4后進(jìn)入游動卡管器油缸的大腔14中，形成游動卡管器 卡緊回路的進(jìn)油油路。隨著游動卡管器油缸大腔14不斷進(jìn)油的同 時，游動卡管器油缸的小腔15通過直控單向順序閥5中的單向閥 16，進(jìn)入固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路進(jìn)行回油，以形成游動卡管 器卡緊回路的回油油路。這樣由以上兩條油路連通游動卡管器的卡緊 回路，游動卡管器就會進(jìn)行卡緊的動作。游動卡管器卡緊回路的回油 油路中的液壓油在經(jīng)過單向閥16后， 一部分流回直控單向順序閥5自 備的油箱中，另一部分經(jīng)液控單向閥l進(jìn)入固定卡管器油缸的大腔12 內(nèi)，使固定卡管器也同時進(jìn)行卡緊的動作。因此，在游動卡管器卡緊 之前，固定卡管器是一直保持夾持狀態(tài)的。游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油 油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路通過直控順序閥3連通，而游動卡 管器卡緊回路的進(jìn)油油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路則是通過液控 單向閥l連通的，這樣的設(shè)計的目的如前文中所述，是保證當(dāng)游動卡管器 卡緊動作到位后，固定卡管器才能松開。即，在游動卡管器卡緊之 前，固定卡管器也是處于夾持狀態(tài)的，當(dāng)游動卡管器卡緊之后，固定卡管器再松開。
若換向操作手柄9向后扳時，將連接換向閥8內(nèi)的A點(diǎn)和D點(diǎn)， 即換向操作手柄9處于換向閥8的左位，液壓油從液壓源10經(jīng)過換 向閥8進(jìn)入固定卡管器油缸的大腔12中，形成卡緊回路的進(jìn)油油 路。又固定卡管器油缸的小腔13可通過單向閥2回油，則固定卡管 器卡緊回路的回油油路具備。這樣，上述兩條油路連通固定卡管器的 卡緊回路，固定卡管器卡緊。固定卡管器卡緊回路的回油油路中的液 壓油在經(jīng)過單向閥2后， 一部分流經(jīng)換向閥8后回油箱11，另一部分 經(jīng)液控單向閥4進(jìn)入游動卡管器油缸的大腔14內(nèi)，使游動卡管器也同 時進(jìn)行卡緊的動作。因此，在固定卡管器卡緊之前，游動卡管器總保 持夾持狀態(tài)。固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與游動卡管器松開回路的進(jìn) 油油路通過直控單向順序閥5連通，而固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路與 游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路則是通過液控單向閥4連通的，這樣的設(shè) 計的目的如前文中所述，能夠保證固定卡管器卡緊動作到位后，游動卡管 器再松開。S卩，在固定卡管器卡緊之前，游動卡管器也是處于夾持狀態(tài) 的，當(dāng)固定卡管器卡緊之后，游動卡管器才能松開。
因此，換向閥8的換向操作手柄9無論是在左位還是右位，實(shí)現(xiàn)的作 用都是使兩個卡管器順序動作在一個卡管器卡緊前，另外一個卡管器要 一直保持夾持狀態(tài)，當(dāng)需要卡緊的卡管器卡緊后，另外那個處于夾持狀態(tài)
權(quán)利要求
1、井下管柱卡管器的液壓控制方法，讓換向閥(8)同時控制固定卡管器和游動卡管器的液壓控制回路進(jìn)油和回油，從而使其中一個卡管器先卡緊，另一個卡管器才能再松開。
2、 用于權(quán)利要求l液壓控制方法的液壓控制回路，包括換向閥(8)、液壓源(10)、固定卡管器油缸的大腔(12)和小腔(13)以及游 動卡管器油缸的大腔(14)和小腔(15)，其特征是換向閥(8)與固定卡 管器和游動卡管器構(gòu)成進(jìn)油油路和回油油路，直控順序閥(3)與固定卡管 器的松開回路的進(jìn)油油路和游動卡管器的卡緊回路的進(jìn)油油路連通；'直控 單向順序閥(5)與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路和游動卡管器松開回路 的進(jìn)油油路連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是固定卡管器油缸的 大腔(12)通過液壓管線連接液控單流閥(1)與換向閥(8)以及液壓源(10)，構(gòu)成固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是固定卡管器油缸的 小腔(13)通過液壓管線連接單流閥(2)與換向閥(8)構(gòu)成固定卡管器 松開回路的進(jìn)油油路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓控制回路，其特征是在固定卡管器油缸 的大腔(12)與液控單流闊(1)之間的液壓管線上設(shè)有手動泄壓閥(6)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是游動卡管器油缸的 大腔(14)通過液壓管線連接液控單流閥(4)與固定卡管器松開回路的進(jìn) 油油路連通，構(gòu)成游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是游動卡管器油缸的 小腔(15)通過液壓管線連接直控單向順序閥(5)與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通，構(gòu)成游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是游動卡管器卡緊回 路的進(jìn)油油路與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路通過直控單向順序閥(5) 在液控單流閥(1)與換向閥(8)之間的液壓管線上連通。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是在游動卡管器油缸 的大腔(14)與直控順序閥(3)連通處之間的液壓管線上設(shè)有手動泄壓閥(7)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征是直控順序閥(3) 通過液壓管線， 一端在固定卡管器油缸的小腔(13)與單流闊(2)之間連 通，另一端在游動卡管器的液控單流閥(4)與手動泄壓閥(7)之間的液 壓管線上連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了石油工業(yè)使用的井下管柱卡管器的液壓控制方法和液壓控制回路，用于油水井的帶壓作業(yè)，有效控制卡管器的動作，保證安全生產(chǎn)。本發(fā)明的控制方法是用一個換向閥來同時控制固定卡管器和游動卡管器液壓控制回路的進(jìn)油和回油，使其中一個卡管器先卡緊，另一個卡管器才能再松開。其液壓控制回路包括液壓源、換向閥、固定卡管器油缸的大、小腔以及游動卡管器油缸的大、小腔，換向閥與固定卡管器和游動卡管器分別構(gòu)成兩個卡管器的卡緊回路和松開回路，直控順序閥與固定卡管器松開回路的進(jìn)油油路和游動卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路連通；直控單向順序閥與固定卡管器卡緊回路的進(jìn)油油路和游動卡管器松開回路的進(jìn)油油路連通。
文檔編號E21B40/00GK101476453SQ200910013788
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者任閩燕, 宋輝輝, 岳振玉, 王民軒, 祁新華, 羅文莉, 郝麗偉, 馬珍福, 高廣啟, 斌 魏 申請人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院