一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具制造技術(shù)

一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具，包括自上而下連接的天線短節(jié)、液壓控制短節(jié)和油缸短節(jié)；油缸短節(jié)包括油缸殼體、活塞和磁鐵；活塞主外徑與天線短節(jié)和液壓控制短節(jié)的最小內(nèi)徑相同；活塞一端裝在油缸短節(jié)中，另一端裝在液壓控制短節(jié)中，活塞裝在液壓控制短節(jié)中的一端裝有磁鐵，液壓控制短節(jié)形成油腔的位置內(nèi)徑大于上述最小內(nèi)徑，活塞位于此位置的部分設(shè)置凸耳，凸耳與液壓控制短節(jié)內(nèi)徑之間密封；液壓控制短節(jié)設(shè)置艙體，安裝電機(jī)泵、兩個(gè)電磁閥以及信號(hào)處理控制模塊；電機(jī)泵出油口分別與兩個(gè)電磁閥進(jìn)油口連通，電磁閥的回油口與電機(jī)泵的進(jìn)油口連通，兩個(gè)電磁閥的工作口分別與兩個(gè)油腔連通；電磁閥在斷電時(shí)進(jìn)油口與工作口連通，通電時(shí)回油口與工作口連通。

Downhole intelligent controllable switch tool

A kind of intelligent controlled switch tools, including top-down antenna joint, connecting hydraulic control and short short cylinder; cylinder piston and cylinder shell, including short magnet; minimum diameter and the outer diameter of the main piston short antenna and hydraulic control of the same joint; one end of the piston arranged in the cylinder joint, the other end is installed in the hydraulic control unit. The piston is arranged in the hydraulic control in the short end of a magnet, a hydraulic control joint forming position of the oil cavity diameter is greater than the minimum diameter, the piston is at this position setting part of the lug lug and the hydraulic control system of hydraulic seal between the short diameter; short setting control cabin, installation of motor pump, two solenoid valves and signal processing the control module; the motor pump outlet and two solenoid valve oil inlet is communicated with the oil return port, solenoid valve and motor pump inlet. The working ports of the two electromagnetic valves are respectively communicated with the two oil chambers, and the oil inlet of the electromagnetic valve is communicated with the working port when the power is cut off.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具，具體涉及一種應(yīng)用于分段壓裂、試油求產(chǎn)以及分級(jí)固井等方面應(yīng)用的井下智能開(kāi)關(guān)工具。
技術(shù)介紹
目前分段壓裂一般采用投球式分段壓裂，這種壓裂方式存在非全通徑、投球壓裂后返球困難、需要再次下鉆磨銑球座、壓裂時(shí)間長(zhǎng)等弊端，逐漸難以滿足市場(chǎng)對(duì)壓裂的需求。為此近幾年國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了新型的電壓控制壓裂滑套，該裝置以電子RFID標(biāo)簽為在信息載體，通過(guò)無(wú)線通信的方式將指令信息傳遞到井下壓裂滑套，從而控制滑套的開(kāi)啟或關(guān)閉工作，實(shí)現(xiàn)了井下多段壓裂施工，且該裝置操作工藝簡(jiǎn)單，施工段數(shù)不受限制，可獲得較大通徑。通過(guò)多段組合可實(shí)現(xiàn)油氣井各段的開(kāi)采控制，如中國(guó)專(zhuān)利CN102518420A，申請(qǐng)公布日為：2012年6月27日，名為《一種不限層電控壓裂滑套》，該專(zhuān)利公布的壓裂滑套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、提高了壓裂效果和作業(yè)效率、具有大通徑和不受壓裂級(jí)數(shù)限制的特點(diǎn)，但該不限層電控壓裂滑套每次下井前要進(jìn)行對(duì)腔室內(nèi)充油，在井下打開(kāi)時(shí)使用管柱內(nèi)流體壓力作為動(dòng)力，操作不方便，打開(kāi)效率低；同時(shí)此滑套下井前需處于關(guān)閉狀態(tài)，下井后只能進(jìn)行一次打開(kāi)操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)打開(kāi)后再次關(guān)閉動(dòng)作，若需關(guān)閉，需要將滑套從井下提至地面再次充油后才能關(guān)閉，工作量大。如中國(guó)專(zhuān)利CN103046917A，申請(qǐng)公布日期：2013年4月17日，名為《一種井下電液控制壓裂滑套》，該專(zhuān)利公布的壓裂滑套操作方便、工作效率高、能夠自動(dòng)控制滑套開(kāi)關(guān)、具有大通徑和不受壓裂級(jí)數(shù)限制的特點(diǎn)，但該井下電液控制壓裂滑套使用儲(chǔ)能式油箱中液壓油作為滑套內(nèi)套筒運(yùn)動(dòng)動(dòng)力來(lái)源，對(duì)儲(chǔ)能式油箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，操作不方便，內(nèi)套筒開(kāi)關(guān)效率低；此滑套在下井前需處于關(guān)閉狀態(tài)，在井下只能進(jìn)行一次開(kāi)關(guān)操作，不能進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)操作，如需再次進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，需要將滑套從井下提至地面再次充油后才能關(guān)閉，工作量大；同時(shí)該滑套還需設(shè)置第一儲(chǔ)油箱和第二儲(chǔ)油箱，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具。本技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具，包括自上而下連接在一起的天線短節(jié)、液壓控制短節(jié)和油缸短節(jié)；所述的油缸短節(jié)包括油缸殼體、活塞和磁鐵；活塞主外徑與天線短節(jié)和液壓控制短節(jié)的最小內(nèi)徑相同；活塞一端裝在油缸短節(jié)中，另一端裝在液壓控制短節(jié)中，活塞裝在液壓控制短節(jié)中的一端裝有磁鐵，液壓控制短節(jié)預(yù)設(shè)形成油腔的位置內(nèi)徑大于上述最小內(nèi)徑，活塞位于此位置的部分設(shè)置凸耳，凸耳與液壓控制短節(jié)內(nèi)徑之間密封，因此，在活塞和液壓控制短節(jié)之間形成油腔Ⅰ和油腔Ⅱ；液壓控制短節(jié)中設(shè)置艙體，安裝電機(jī)泵、兩個(gè)兩位三通電磁閥以及信號(hào)處理控制模塊；電機(jī)泵出油口分別與兩個(gè)電磁閥進(jìn)油口連通，電磁閥的回油口分別與電機(jī)泵的進(jìn)油口連通，一個(gè)電磁閥的工作口與油腔Ⅰ連通，另外一個(gè)電磁閥的工作口與油腔Ⅱ連通；兩個(gè)電磁閥在斷電時(shí)進(jìn)油口與工作口連通，通電時(shí)回油口與工作口連通；天線短節(jié)中的天線用于識(shí)別讀取地面投下的RFID標(biāo)簽指令信息；信號(hào)處理控制模塊處理該指令信息，并產(chǎn)生電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)指令，控制電機(jī)泵工作，電機(jī)泵帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，信號(hào)處理控制模塊通過(guò)隨活塞運(yùn)動(dòng)的磁鐵，利用檢測(cè)到的磁信號(hào)確定當(dāng)前活塞所處的位置，根據(jù)該位置產(chǎn)生相應(yīng)的指令，控制電機(jī)泵工作，實(shí)現(xiàn)活塞上的噴射孔Ⅰ與油缸短節(jié)的噴射孔Ⅱ的連通或者不連通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工具打開(kāi)或關(guān)閉。所述的液壓控制短節(jié)包括設(shè)置在液壓控制短節(jié)殼體中的線纜艙、電機(jī)泵艙、控制驅(qū)動(dòng)艙、高溫電池艙、電磁閥艙Ⅰ和電磁閥艙Ⅱ；電機(jī)泵艙中安裝電機(jī)泵，高溫電池艙中安裝電池，控制驅(qū)動(dòng)艙中安裝RFID通信電路板、中央控制電路板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板；電磁閥艙Ⅰ和電磁閥艙Ⅱ中分別安裝一個(gè)兩位三通電磁閥；線纜艙安裝活塞位置識(shí)別電路板；活塞位置識(shí)別電路板通過(guò)隨活塞運(yùn)動(dòng)的磁鐵，利用檢測(cè)到的磁信號(hào)確定當(dāng)前活塞所處的位置；天線短節(jié)中天線的線纜通過(guò)密封插針與RFID通信電路板連接，當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入天線區(qū)域時(shí)，RFID通信電路板識(shí)別標(biāo)簽攜帶的信息并輸出至中央控制電路板，中央控制電路板根據(jù)接收的信息發(fā)送電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)指令，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板驅(qū)動(dòng)電機(jī)泵工作，同時(shí)中央控制短路板控制相應(yīng)的兩位三通電磁閥通斷電，電機(jī)泵泵出的液壓油經(jīng)相應(yīng)的兩位三通電磁閥進(jìn)入油腔，實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)，使得活塞上的噴射孔Ⅰ與油缸短節(jié)的噴射孔Ⅱ的連通或者不連通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工具打開(kāi)或關(guān)閉。所述的液壓控制短節(jié)殼體上設(shè)置外測(cè)口蓋，打開(kāi)外側(cè)口蓋，通過(guò)線纜將中央控制電路板與地面測(cè)試設(shè)備連接，對(duì)工具進(jìn)行測(cè)試。在天線短節(jié)端設(shè)置內(nèi)油管螺紋或者在油缸短節(jié)端設(shè)置外油管螺紋，通過(guò)上述螺紋與其他工具相連。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：本技術(shù)介紹了一種應(yīng)用于分段壓裂、試油求產(chǎn)以及分級(jí)固井等方面應(yīng)用的井下智能開(kāi)關(guān)工具。解決了以往開(kāi)關(guān)工具不能進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)、操作不方便、開(kāi)關(guān)效率低以及每次下井前需進(jìn)行充油等復(fù)雜工作的問(wèn)題。井下智能可控開(kāi)關(guān)工具把平時(shí)用于門(mén)禁系統(tǒng)的射頻卡讀卡器(即RFID通信電路板)集成到井下智能可控開(kāi)關(guān)工具上，采用電動(dòng)液壓能源為動(dòng)力，只需從井上投放相應(yīng)RFID指令標(biāo)簽，便可代替投球等復(fù)雜操作，完成相應(yīng)開(kāi)關(guān)井動(dòng)作，可以進(jìn)行無(wú)限次(電池電量允許范圍內(nèi))開(kāi)關(guān)，每次下井前僅需進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)試即可下井工作，不需要進(jìn)行再次充油等工作，具有全通徑、結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)單、在井下可進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)、工作效率高特點(diǎn)，同時(shí)具備活塞位置檢測(cè)(智能可控開(kāi)關(guān)工具開(kāi)啟和關(guān)閉檢測(cè))、智能可控開(kāi)關(guān)工具開(kāi)關(guān)自鎖、定時(shí)休眠喚醒、定時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉智能可控開(kāi)關(guān)工具。附圖說(shuō)明圖1、2為本技術(shù)井下智能可控開(kāi)關(guān)工具結(jié)構(gòu)兩個(gè)方向示意圖；圖3為圖2A部位局部放大圖。具體實(shí)施方式一種用于井下智能開(kāi)關(guān)工具包括：天線短節(jié)2、液壓控制短節(jié)5和油缸短節(jié)9。天線短節(jié)2包括：內(nèi)油管螺紋1、天線殼體3和天線4；液壓控制短節(jié)5包括：線纜艙6、電機(jī)泵艙13、控制驅(qū)動(dòng)艙14、外測(cè)口蓋15、液壓控制短節(jié)殼體16、高溫電池艙Ⅰ17、高溫電池艙Ⅱ20、電磁閥艙Ⅰ18和電磁閥艙Ⅱ19；油缸短節(jié)包括：油缸殼體8、活塞7和磁鐵29。活塞7主外徑與天線短節(jié)2和液壓控制短節(jié)5的最小內(nèi)徑相同，保證全通徑。將天線4裝在天線殼體3中形成天線短節(jié)；將高溫電池分別裝在液壓控制短節(jié)5的高溫電池艙Ⅰ17和高溫電池艙Ⅱ20中，RFID通信電路板、中央控制電路板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板裝在液壓控制短節(jié)5的控制驅(qū)動(dòng)艙14中，電機(jī)泵裝在液壓控制短節(jié)5的電機(jī)泵艙13中，兩個(gè)兩位三通電磁閥分別裝在液壓控制短節(jié)5的電磁閥艙Ⅰ18和電磁閥艙Ⅱ19中，活塞位置識(shí)別電路板裝在液壓控制短節(jié)5的線纜艙6中，其中活塞位置識(shí)別電路板和磁鐵29用于識(shí)別當(dāng)前活塞所處的位置；天線短節(jié)2與液壓控制短節(jié)5間通過(guò)螺紋連接，天線4的兩根線纜通過(guò)高壓密封插針與控制驅(qū)動(dòng)艙14中的RFID通信電路板連接，用于識(shí)別讀取地面投下的RFID標(biāo)簽指令信息；油缸短節(jié)9與液壓控制短節(jié)5間通過(guò)螺紋連接，活塞7一端裝在油缸端節(jié)9中，另一端裝在液壓控制短節(jié)5中，活塞7裝在液壓控制短節(jié)5中的一端裝有磁鐵29，活塞7和液壓控制短節(jié)5之間形成油腔Ⅰ23和油腔Ⅱ25，通過(guò)密封圈Ⅰ21、密封圈Ⅱ22、密封圈Ⅲ24、密封圈Ⅳ26和密封圈Ⅴ27進(jìn)行密封；電機(jī)泵艙13中的電機(jī)泵出油口分別與電磁閥艙Ⅰ18和電磁閥艙Ⅱ19中的電磁閥進(jìn)油口連通，電磁閥艙Ⅰ本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具，其特征在于：包括自上而下連接在一起的天線短節(jié)(2)、液壓控制短節(jié)(5)和油缸短節(jié)(9)；所述的油缸短節(jié)(9)包括油缸殼體(8)、活塞(7)和磁鐵(29)；活塞(7)主外徑與天線短節(jié)(2)和液壓控制短節(jié)(5)的最小內(nèi)徑相同；活塞(7)一端裝在油缸短節(jié)(9)中，另一端裝在液壓控制短節(jié)(5)中，活塞(7)裝在液壓控制短節(jié)(5)中的一端裝有磁鐵(29)，液壓控制短節(jié)(5)預(yù)設(shè)形成油腔的位置內(nèi)徑大于上述最小內(nèi)徑，活塞(7)位于此位置的部分設(shè)置凸耳，凸耳與液壓控制短節(jié)(5)內(nèi)徑之間密封，因此，在活塞(7)和液壓控制短節(jié)(5)之間形成油腔Ⅰ(23)和油腔Ⅱ(25)；液壓控制短節(jié)(5)中設(shè)置艙體，安裝電機(jī)泵、兩個(gè)兩位三通電磁閥以及信號(hào)處理控制模塊；電機(jī)泵出油口分別與兩個(gè)電磁閥進(jìn)油口連通，電磁閥的回油口分別與電機(jī)泵的進(jìn)油口連通，一個(gè)電磁閥的工作口與油腔Ⅰ(23)連通，另外一個(gè)電磁閥的工作口與油腔Ⅱ(25)連通；兩個(gè)電磁閥在斷電時(shí)進(jìn)油口與工作口連通，通電時(shí)回油口與工作口連通。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種井下智能可控開(kāi)關(guān)工具，其特征在于：包括自上而下連接在一起的天線短節(jié)(2)、液壓控制短節(jié)(5)和油缸短節(jié)(9)；所述的油缸短節(jié)(9)包括油缸殼體(8)、活塞(7)和磁鐵(29)；活塞(7)主外徑與天線短節(jié)(2)和液壓控制短節(jié)(5)的最小內(nèi)徑相同；活塞(7)一端裝在油缸短節(jié)(9)中，另一端裝在液壓控制短節(jié)(5)中，活塞(7)裝在液壓控制短節(jié)(5)中的一端裝有磁鐵(29)，液壓控制短節(jié)(5)預(yù)設(shè)形成油腔的位置內(nèi)徑大于上述最小內(nèi)徑，活塞(7)位于此位置的部分設(shè)置凸耳，凸耳與液壓控制短節(jié)(5)內(nèi)徑之間密封，因此，在活塞(7)和液壓控制短節(jié)(5)之間形成油腔Ⅰ(23)和油腔Ⅱ(25)；液壓控制短節(jié)(5)中設(shè)置艙體，安裝電機(jī)泵、兩個(gè)兩位三通電磁閥以及信號(hào)處理控制模塊；電機(jī)泵出油口分別與兩個(gè)電磁閥進(jìn)油口連通，電磁閥的回油口分別與電機(jī)泵的進(jìn)油口連通，一個(gè)電磁閥的工作口與油腔Ⅰ(23)連通，另外一個(gè)電磁閥的工作口與油腔Ⅱ(25)連通；兩個(gè)電磁閥在斷電時(shí)進(jìn)油口與工作口連通，通電時(shí)回油口與工作口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于：所述的液壓控制短節(jié)(5)包括設(shè)置在液壓控制短節(jié)殼體(16)中的線纜艙(6)、電機(jī)泵艙(13)、控制驅(qū)動(dòng)艙(14)、高溫電池艙、電磁閥艙Ⅰ(18)...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白玉新，王恒，韓穎平，張希玉，秦二衛(wèi)，羅翔，岳明明，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：北京;11