一种电液结合的控制机构的制作方法

1.本实用新型属于油田井下工具技术领域，具体涉及一种电液结合的控制机构。


背景技术：

2.目前油田井下工具开关的控制方式有两种：压力控制及机械控制。
3.压力控制是通过地面施加操作压力，井下工具响应操作压力来实现开关。这种控制方式受井筒本身的质量限制，当井筒承压受限时，就不能实现一趟起下钻作业完成多级压力控制的需求，需要多趟起下钻作业，大大增加了油田的作业成本。
4.机械控制是通过在地面上提、下放管柱来实现井下工具开关，一般只能用于压力低、温度低且不含硫化氢的井下作业，无法满足高温、高压及高含硫量等复杂井的开关作业要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种电液结合的控制机构，解决了现有井下工具的开关控制受限的问题。
6.本实用新型所采用的技术方案是，一种电液结合的控制机构，包括控制载体，控制载体内设置有左电磁阀，左电磁阀的出口与导向阀连通，左电磁阀通过左电磁阀导线与电路控制板连接，左电磁阀的出口通过排液通道与空气腔连通，导向阀远离左电磁阀的一端设置有右电磁阀，右电磁阀通过右电磁阀导线与电路控制板连接，电路控制板与电池连接，电路控制板上连接有压力传感器，导向阀通过导向阀左端传压通道与井下工具操作外筒靠近左电磁阀的一端连通，井下工具操作外筒靠近右电磁阀的一端通过环空压力传压通道与导向阀、右电磁阀连通，井下工具操作外内设置有井下工具操作活塞，左电磁阀、导向阀和右电磁阀通过导向线传压通道连通。
7.本实用新型的特点还在于，
8.导向线传压通道包括并联设置的左电磁进口传压通道、导向阀右端传压通道、右电磁出口传压通道，左电磁进口传压通道与左电磁阀的进口连通，导向阀右端传压通道与导向阀靠近右电磁阀一端连通，右电磁出口传压通道与右电磁阀的出口连通。
9.左电磁阀导线设置于通过导向线传压通道内。
10.环空压力传压通道包括并联设置的导向阀中部传压通道、右电磁阀进口传压通道、操作活塞右端传压通道，导向阀中部传压通道与导向阀的中部连通，右电磁阀进口传压通道与右电磁阀的进口连通，操作活塞右端传压通道与井下工具操作外筒靠近右电磁阀的一端连通。
11.右电磁阀导线设置于右电磁阀穿线孔内。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.(1)本实用新型控制机构通过环空的静液柱压力来驱动井下工具的开关，不需要在环空施加额外的操作压力，减少了操作压力级次；
14.(2)本实用新型控制机构只需要施加一个低的脉冲压力，即可控制井下工具的反复开关，且只响应特定的脉冲压力，对其他工具的操作压力不响应；
15.(3)本实用新型控制机构可实现一趟起下钻作业完成多级压力控制的需求，大大降低了油田的作业成本，并且可满足高温、高压及高含硫量、长水平段等复杂井的开关作业要求。
附图说明
16.图1是本实用新型一种电液结合的控制机构控制井下工具开的结构示意图；
17.图2是本实用新型一种电液结合的控制机构控制井下工具关的结构示意图。
18.图中，1.环空压力传压通道，2.排液通道，3.导向阀左端传压通道，4.导向线传压通道，5.左电磁阀导线，6.右电磁阀导线，7.左电磁阀，8.导向阀，9.右电磁阀，10.电路控制板，11.电池，12.井下工具操作外筒，13.井下工具操作活塞，14.操作活塞右端传压孔，15.操作活塞左端传压孔，16.控制载体，17.右电磁阀穿线孔，18.导向阀右端作用面积，19.导向阀左端作用面积，20.操作活塞左端作用面积，21.操作活塞右端作用面积，22.空气腔，23.压力传感器；
[0019]1‑
1.导向阀中部传压通道，1
‑
2.右电磁阀进口传压通道，1
‑
3.操作活塞右端传压通道；
[0020]4‑
1.左电磁进口传压通道，4
‑
2.导向阀右端传压通道，4
‑
3.右电磁出口传压通道。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
[0022]
本实用新型一种电液结合的控制机构，如图1和图2所示，包括控制载体16，控制载体16内设置有左电磁阀7，左电磁阀7的出口与导向阀8连通，左电磁阀7通过设置于通过导向线传压通道4内的左电磁阀导线5与电路控制板10连接，左电磁阀7的出口通过排液通道2与空气腔22连通，且排液通道2与导向阀8靠近左电磁阀7的一端连通，导向阀8远离左电磁阀7的一端设置有右电磁阀9，右电磁阀9通过设置于右电磁阀穿线孔17内的右电磁阀导线6与电路控制板10连接，电路控制板10与电池11连接，电路控制板10内设置有压力传感器23，其中，电路控制板10的型号为10025485yh，压力传感器23的型号为：10019407yh；导向阀8通过导向阀左端传压通道3与井下工具操作外筒12靠近左电磁阀7的一端连通，井下工具操作外筒12靠近右电磁阀9的一端通过环空压力传压通道1与导向阀8、右电磁阀9连通，井下工具操作外筒12内设置有井下工具操作活塞13，左电磁阀7、导向阀8和右电磁阀9通过导向线传压通道4连通，井下工具操作外筒12、井下工具操作活塞13、控制载体16、空气腔22均连接于井下工具管柱串上。
[0023]
导向线传压通道4包括并联设置的左电磁进口传压通道4
‑
1、导向阀右端传压通道4
‑
2、右电磁出口传压通道4
‑
3，左电磁进口传压通道4
‑
1与左电磁阀7的进口连通，导向阀右端传压通道4
‑
2与导向阀8靠近右电磁阀9一端连通，右电磁出口传压通道4
‑
3与右电磁阀9的出口连通。
[0024]
环空压力传压通道1包括并联设置的导向阀中部传压通道1
‑
1、右电磁阀进口传压通道1
‑
2、操作活塞右端传压通道1
‑
3，导向阀中部传压通道1
‑
1与导向阀8的中部连通，右电
磁阀进口传压通道1
‑
2与右电磁阀9的进口连通，操作活塞右端传压通道1
‑
3与井下工具操作外筒12靠近右电磁阀9的一端连通。
[0025]
井下工具操作外筒12上靠近左电磁阀7的一端设置有操作活塞左端传压孔15，操作活塞左端传压孔15与导向阀左端传压通道3连通；井下工具操作外筒12上靠近右电磁阀9的一端设置有操作活塞右端传压孔14，操作活塞右端传压孔14与操作活塞右端传压通道1
‑
3连通。
[0026]
本实用新型一种电液结合的控制机构的工作原理为：
[0027]
(1)电池11给电路控制板10、左电磁阀7及右电磁阀9供电；电路控制板10通过压力传感器23响应、识别环空施加的低脉冲压力，来控制左电磁阀7及右电磁阀9的开关，即压力传感器23响应、识别环空施加的低脉冲压力，再将识别的低脉冲压力信号传输给电路控制板10，电路控制板10控制左电磁阀7及右电磁阀9的开关。
[0028]
(2)排液通道2与空气腔22连通，为低压区。
[0029]
(3)井下工具开关通过井下工具操作活塞13的运动来实现，井下工具操作活塞13运动的动力来源于环空的静液柱压力。
[0030]
(4)导向阀8的运动方向：导向阀右端作用面积18＞导向阀左端作用面积19，当两端压力相等时，因面积差的作用，导向阀8向左运动；当导向阀左端作用面积19的压力＞导向阀右端作用面积18的压力时，因压力差的作用，导向阀8向右运动。
[0031]
(5)井下工具操作活塞13的运动方向：操作活塞左端作用面积20＞操作活塞右端作用面积21，当两端压力相等时，因面积差的作用，井下工具操作活塞13向右运动；当操作活塞右端作用面积21的压力＞操作活塞左端作用面积20的压力时，因压力差的作用，井下工具操作活塞13向左运动。
[0032]
(6)如附图1所示，控制井下工具开的工作原理为：从地面给环空施加低脉冲压力，电路控制板10通过压力传感器23响应并识别此脉冲压力后，控制右电磁阀9打开，右电磁阀进口传压通道1
‑
2的环空压力传递至右电磁阀出口传压通道4
‑
3，继而传递至导向阀右端传压通道4
‑
2、左电磁阀进口传压通道4
‑
1；
[0033]
传递至左电磁阀进口传压通道4
‑
1的环空压力，因左电磁阀7保持在初始的关闭状态，此压力被圈闭；
[0034]
传递至导向阀右端传压通道4
‑
2的环空压力，传递至导向阀右端作用面积18，此时导向阀右端作用面积18及导向阀左端作用面积19压力均为环空压力，因导向阀右端作用面积18＞导向阀左端作用面积19，导向阀8向左运动至限位，导向阀中部传压通道1
‑
1压力传递至操作活塞右端传压通道3，继而传递至操作活塞左端传压孔15，此时操作活塞左端作用面积20及操作活塞右端作用面积21压力均为环空压力，因操作活塞左端作用面积20＞操作活塞右端作用面积21，井下工具操作活塞向右运动至限位，实现井下工具开；
[0035]
当电路控制板10控制右电磁阀9关闭后，环空压力被圈闭在导向阀右端作用面积18及操作活塞左端作用面积20处，实现井下工具打开状态的锁定。
[0036]
导向阀8向左运动过程中排出的液体从导向阀中部传压通道1
‑
1回流至环空压力传压通道1内；
[0037]
井下工具操作活塞向右运动过程中排出的液体从操作活塞右端传压孔14出来，通过操作活塞右端传压通道1
‑
3回流至环空压力传压通道1内。
[0038]
(7)如图2所示，控制井下工具关的工作原理：从地面给环空施加低脉冲压力，电路控制板10通过压力传感器23响应并识别此脉冲压力后，控制左电磁阀7打开，将左电磁进口传压通道4
‑
1与排液通道2连通，继而将导向阀右端传压通道4
‑
2、右电磁阀出口传压通道4
‑
3也与排液通道2连通，此时左电磁阀进口传压通道4
‑
1、导向阀右端传压通道4
‑
2及右电磁出口传压通道4
‑
3均为低压区；
[0039]
因右电磁阀9保持在关闭状态，右电磁阀出口传压通道4
‑
3的低压区被圈闭。
[0040]
因导向阀右端传压通道4
‑
2为低压区，而导向阀中部传压通道1
‑
1始终为环空压力(高压区)，即导向阀左端作用面积19的压力＞导向阀右端作用面积18的压力，因压力差的作用，导向阀8向右运动至限位，使导向阀左端传压通道3与排液通道2连通，从而使操作活塞左端传压孔15也与排液通道2连通，此时操作活塞左端作用面积20处为低压区，而操作活塞右端作用面积21压力始终为环空压力(高压区)，即操作活塞右端作用面积21的压力＞操作活塞左端作用面积20的压力，因压力差的作用，操作活塞向左运动至限位，实现井下工具关。
[0041]
当电路控制板10控制左电磁阀7关闭后，低压区被圈闭在导向阀左端作用面积19及操作活塞左端作用面积20处，实现井下工具关闭状态的锁定。
[0042]
导向阀8向右运动过程中排出的液体从导向阀右端传压通道4
‑
2中出来，经过导向线传压通道4、左电磁进口传压通道4
‑
1进入排液通道2，从而排至空气腔22内；
[0043]
井下工具操作活塞向左运动过程中排出的液体从操作活塞左端传压孔15出来，通过导向阀左端传压通道3进入排液通道2，从而排至空气腔22内。
[0044]
通过上述方式，本实用新型一种电液结合的控制机构，通过电控和液控结合，实现了井下工具方便的开关控制；电路控制板通过压力传感器只响应并识别特定的低泥浆脉冲压力，井下工具开关控制的可靠性高；井下工具开关的动力源为环空静液柱压力，不需要施加额外的操作压力，给其他井下工具的操作提供了更大的空间，一趟管柱可完成多项作业任务，大大降低了作业成本；不需要在井口活动管柱，井控安全性高，可用于高温、高压及高含硫等复杂井况应用。