[发明专利]一种全旋转导向工具用液压油路系统及导向工具控制方法

说明书

本发明涉及一种全旋转导向工具用液压油路系统及全旋转导向工具控制方法，该油路系统包括：液压推靠活塞组件、液压油池、浸泡设置于所述液压油池内的液压泵、涡轮、电磁阀组件、低压卸荷阀以及压力传感器。通过在油路系统中设置低压卸荷阀，通电后，液压泵出于卸荷状态。系统工作在导向模式下，将低压卸荷阀断开，液压泵正常输出压力，通过全旋转导向工具姿态测量总成以及电磁阀驱动控制电路，控制相应的活塞推靠井壁工作。通过控制相应活塞液压力作用井壁的时间调整钻头方向，进而控制钻井的井眼轨迹。

技术领域

本发明涉及一种全旋转导向工具用液压油路系统及全旋转导向工具控制方法，属于旋转导向系统技术领域。

背景技术

旋转导向技术属定向钻井领域，主要用于定向井、水平井、大位移井等三位轨迹井钻井。依靠自身高精度伺服控制机构和高精度姿态测量传感器，能够实时精确控制钻头的钻进方向，从而实现井眼轨迹的控制。

现有技术，以斯伦贝谢公司的PD Archer旋转全选转导向工具为例，PD Archer旋转全选转导向工具采用测控本体与万向机构本体铰接结构，位于测控本体下端的4套推靠活塞推靠下部万向机构本体外套的内壁，从而控制钻头的方向。由于采用泥浆压力差对活塞做功，推靠力相对于液压方式输出力要小很多。为了获得较高的推靠力，需要更多活塞同时推靠。含有砂粒的泥浆造成活塞密封工作寿命低。用于配流的盘阀为常开式结构，PDArcher旋转全选转导向工具推靠巴掌在不需要导向的过程中仍往复推靠井壁工作，导致活塞密封寿命更低。此外，采用单轴稳定平台装置稳定配流盘阀，测控系统复杂。

针对上述技术问题，申请人提供一种全旋转液压内推靠式高造斜率导向工具，采用涡轮驱动的液压系统及发电机组件将压力泥浆的能量转化为液压能，通过液压方式为活塞提供动力，使得钻头获得的侧向力更大，更易实现高造斜率；推出的活塞推靠所述下旋转外套内壁，而不是井壁，能够减小磨损；并且同一时刻仅推出一套推靠活塞组件，减少了不必要的工作，提高了活塞工作寿命。上述发明构思已经于2018年6月26日向国家知识产权局提出了发明名称为“一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转全选转导向工具”，申请号为“2018106715720”的发明专利申请，但上述申请中并未关于液压油路进行优化设计，使用过程中，申请人发明人发现系统不工作时，钻井开始，涡轮开始旋转，液压泵满载，瞬间超负荷，会短时间内发热，局部部件温度上升速度，加快了部件的老化，严重影响了其工作的稳定性。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出了一种全旋转导向工具用液压油路系统及全旋转导向工具控制方法。

一种全旋转导向工具用液压油路系统，该油路系统包括：

液压推靠活塞组件、液压油池(21)、浸泡设置于所述液压油池内的液压泵(19)、涡轮(13)、电磁阀组件、低压卸荷阀(14)以及压力传感器(15)；其中，

所述液压推靠活塞组件包括推靠活塞A(32)、推靠活塞B(33)、推靠活塞C(34)三个活塞，电磁阀组件包括电磁阀A(22)、电磁阀B(23)、电磁阀C(24)三个电磁阀；

每一个推靠活塞分别对应一路高压油道以及一个电磁阀，推靠活塞A(32)对应于电磁阀A(22)，推靠活塞B(33)对应于电磁阀B(23)，推靠活塞C(34)对应于电磁阀C(24)，通过控制相应电磁阀的打开与关闭状态，进而控制每一路高压油道的供油状态，以保证在同一时刻仅推出一个推靠活塞，其中，所述电磁阀为两位两通常闭的电磁阀；

电磁阀A(22)、电磁阀B(23)、电磁阀C(24)均与压力传感器相连，以测量油进入对应推靠活塞的压力，是否能够达到目标压力值；