СКВАЖИННЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАКТОР
DOWNHOLE HYDRAULIC TRACTOR

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для доставки геофизических приборов и другого оборудования в наклонно-направленные и горизонтальные скважины.
Известен скважинный трактор (патент РФ №2528720, Е21В 23/14, Е21В 4/04, 20.09.2014), предназначенный для перемещения кабеля или колонны из труб, а также геофизических приборов, жестко связанных с ним вдоль скважины. Скважинный трактор состоит из цилиндрического корпуса, электродвигателя, соединенного с насосом, шарнирно установленные расклинивающиеся опоры с колесами и активатор.
Недостатками аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные наличием лишь одного активатора, не позволяющего осуществить постоянный контакт всех колес трактора и трубы, а также отсутствие регулирования силы прижатия трактора к стенке скважины и реверса при движении трактора в скважине, и как следствие невысокая надежность скважинного трактора.
Известен скважинный трактор (патент РФ №2487230, Е21В 23/1410.07.2013), для доставки оборудования в горизонтальные скважины. Скважинный трактор содержит цилиндрический корпус с установленным в нем электродвигателем, шарнирно установленными расклинивающими опорами, и, по крайней мере, одну секцию с движителем, выполненным в виде установленных в корпусе колес с радиусом закругления, равным радиусу исследуемой скважины.
Недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные наличием лишь одного активатора, не позволяющего осуществить постоянный контакт всех колес трактора и трубы, а также отсутствие регулирования силы прижатия трактора к стенке скважины и возможности изменения направления движения трактора в скважине, преобразователя давления и датчика температуры рабочей жидкости, свойства, и параметры которой влияют на работу скважинного трактора в целом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является скважинный приводной модуль, имеющий гидравлический двигатель с системой планетарной передачи (патент РФ №2599111, Е21В 23/14, Е21В 4/04, 10.10.2016), содержащий корпус приводного модуля, гидравлический двигатель, содержащий корпус гидравлического двигателя, и колесный узел, содержащий неподвижную часть и вращающуюся часть, причем неподвижная часть соединена с корпусом приводного модуля и соединена с возможностью вращения с вращающейся частью, причем колесный узел содержит ободок колеса для вхождения в контакт с внутренней стенкой скважины и соединенный с вращающейся частью, или образующий ее часть, причем колесный узел дополнительно содержит гидравлический двигатель так, что неподвижная часть и вращающаяся часть образуют корпус гидравлического двигателя, при этом гидравлический двигатель содержит вращающуюся секцию, соединенную с вращающейся частью для обеспечения вращения части колесного узла, причем колесный узел дополнительно содержит систему планетарной передачи, содержащуюся в корпусе гидравлического двигателя, при этом гидравлический двигатель содержит вращающуюся секцию, приводящую в движение ободок колеса через систему планетарной передачи.
Недостатком ближайшего аналога являются его ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности изменение направления движения трактора в скважине, а также отсутствием контроля давления и температуры рабочей жидкости, свойства и параметры которой влияют на работу каждого скважинного трактора в целом.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей скважинного гидравлического трактора за счет обеспечения распределителями направления вращения гидромоторов, и, следовательно, направление движения трактора в скважине, а также за счет контроля температуры и давления рабочей жидкости, которая влияет на работу скважинного трактора в целом.
Технический результат - повышение надежности работы скважинного гидравлического трактора за счет обеспечения распределителями изменения направления вращения гидромоторов, и, следовательно, направления движения трактора, а также за счет обеспечения контроля температуры и давления рабочей жидкости, и, следовательно, работы скважинного трактора в целом.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что скважинный гидравлический трактор, содержащий корпус приводного модуля, который, в отличие от прототипа, содержит бак, который соединен с первым фильтром и подсоединен к линии всасывания насоса, соединенного с электродвигателем, а также с первым фильтром, со вторым фильтром и с предохранительным клапаном, при этом клапан уравнительный соединен с баком и с первым преобразователем давления, а второй преобразователь давления соединен с датчиком температуры, который в свою очередь соединен с напорной линией насоса, причем второй фильтр соединен с первым распределителем, который связан с первым клапаном и вторым клапаном, которые в свою очередь связаны с первым, вторым, третьим и четвертым гидроцилиндрами, при этом первый распределитель связан со вторым распределителем, который в свою очередь связан с первым управляющим клапаном, подключенным к первому, второму, третьему и четвертому логическим клапанам, с возможностью обеспечения подачи рабочей жидкости в первый, второй, третий и четвертый гидромоторы, которые в свою очередь связаны с пятым, шестым, седьмым и восьмым логическими клапанами, а второй распределитель связан со вторым управляющим клапаном и с баком.
Повышение надежности работы скважинного гидравлического трактора осуществляется за счет изменения направления движении трактора в скважине за счет первого и второго распределителей, что позволяет снизить аварийно-опасные работы, а также совершать с меньшей вероятностью аварии при спускоподъемных операциях. Наличие первого и второго преобразователей давлений и датчика температуры позволяет четко реагировать на условия работы прибора и его элементов и осуществлять своевременное извлечение прибора, с сохранением его работоспособности. Первый клапан и второй клапан позволяют четко реагировать на изменение рельефа скважины и осуществлять постоянный плотный прижим колеса к стенкам скважины.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная гидравлическая схема скважинного гидравлического трактора.
Скважинный гидравлический трактор содержит бак 1, который соединен с первым фильтром 2 и подсоединен к линии всасывания насоса 3. Насос 3 соединен с электродвигателем 4, а также с первым фильтром 2, со вторым фильтром 5 и с предохранительным клапаном 6. Клапан уравнительный 7 соединен с баком 1. Первый преобразователь давления 8 соединен с клапаном уравнительным 7. Скважинный гидравлический трактор содержит второй преобразователь давления 9. Второй фильтр 5 соединен с первым распределителем 10, который связан со вторым распределителем 11 и с первым клапаном 12 и вторым клапаном 13, которые в свою очередь связаны с первым 14, вторым 15, третьим 16 и четвертым 17 гидроцилиндрами. Второй распределитель 11 связан с первым управляющим клапаном 18. Первый управляющий клапан 18 подключен к первому 19, второму 20, третьему 21 и четвертому 22 логическим клапанам, которые соединены с первым 23, вторым 24, третьим 25 и четвертым 26 гидромотором, которые в свою очередь связаны с пятым 27, шестым 28, седьмым 29 и восьмым 30 логическими клапанами. Второй распределитель 11 связан со вторым управляющим клапаном 31 и с баком 1. Второй преобразователь давлений 9 связан с датчиком температуры 32, который в свою очередь соединен с напорной линией насоса 3.
Скважинный гидравлический трактор работает следующим образом.
Электродвигатель 4 приводит во вращение насос 3, который всасывает рабочую жидкость через первый фильтр 2 из бака 1 и подает ее ко второму фильтру 5. Давление и температура в гидравлической системе контролируется первым 8 и вторым 9 преобразователями давлений и датчиком температуры 32, что позволяет вовремя остановить электродвигатель 8 и выполнить подъемную операцию скважинного трактора. Давление ограничивается предохранительным клапаном 6. После второго фильтра 5 рабочая жидкость поступает к первому распределителю 10, который при включении направляет поток либо к первому 12 и второму 13 клапанам, либо ко второму распределителю 11. После первого 12 и второго 13 клапанов рабочая жидкость поступает к первому 14, второму 15, третьему 16 и четвертому 17 гидроцилиндрам, которые начинают выдвигаться и придавливать первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 гидромоторы к стенкам скважины. Складывание первого 14, второго 15, третьего 16 и четвертого 17 гидроцилиндров в транспортное положение происходит за счет первого 12 и второго 13 клапанов при переключении в обратную сторону первого распределителя 10. Второй распределитель 11 при включении направляет в правую полость первого 23, второго 24, третьего 25 и четвертого 26 гидромоторов с определенным расходом, который контролируется первым 19, вторым 20, третьим 21 и четвертым 22 логическими клапанами, с определенным давлением, которое контролируется первым управляющим клапаном 18. При этом вращение гидромоторов приводит в движение трактор в сторону забоя скважины. При отключении второго распределителя 11, рабочая жидкость направляется в левую полость первого 23, второго 24, третьего 25 и четвертого 26 гидромоторов с определенным расходом, который контролируется пятым 27, шестым 28, седьмым 29 и восьмым 30 логическим клапанами, с определенным давлением, которое контролируется вторым управляющим клапаном 31. При этом вращение гидромоторов приводит в движение трактор в сторону устья скважины.
Итак, заявляемое изобретение позволяет обеспечивать высокую надежность работы скважинного трактора, и совершать с меньшей вероятностью аварии при спускоподъемных операциях, за счет изменения направления вращения гидромоторов, и, следовательно, направления движения гидравлического скважинного трактора. Наличие преобразователей давления, клапанов, и датчика температуры позволяет вовремя реагировать на условия работы прибора и его элементов и осуществлять своевременное извлечение прибора, с сохранением его работоспособности.