井下微型液壓驅動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了井下微型液壓驅動裝置，包括：中央控制單元、液壓油缸、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線；RFID射頻信號檢測天線與RFID信號處理裝置的輸入端連接，RFID信號處理裝置的輸出端與中央控制單元的輸入端連接，中央控制單元的輸出端與液壓油缸的驅動端連接。從而解決了現有井下裝置成本高、可靠性低的問題。液壓驅動系統根據檢測到的控制信號通過其獨特的油路布局實現液壓油缸活塞桿的伸出或縮回操作，從而為井下工具提供可靠有效的往復運動機械動力，高效、智能、操作簡單、方便，快捷。
【專利說明】井下微型液壓驅動裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油開采領域，特別涉及一種井下微型液壓驅動裝置。
【背景技術】
[0002]石油開采領域部分井下工具需要執行多次打開、關閉動作，目前這些工具的驅動一般有兩種形式:一種是依靠井口連續油管探入井內，靠井上相應的動作來拖動井下工具執行任務；另外一種是采取有線電纜的形式將控制信號及驅動電能傳遞給井下電動工具實現相應動作功能。前者為純機械式操作，智能化程度較低，操作起來工人工作量較大；而后者雖然較前者有所改進，但在井上需配置電纜車及監控系統，增加了生產成本，并且該種形式對于提前置于井下的工具無法進行操作。
實用新型內容
[0003]針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供了一種井下微型液壓驅動裝置，從而解決了現有技術中的缺點及不足。
[0004]本實用新型旨在提供了一種井下微型液壓驅動裝置，包括:中央控制單元、液壓油缸、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線；所述RFID射頻信號檢測天線與所述RFID信號處理裝置的輸入端連接，所述RFID信號處理裝置的輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元的輸出端與所述液壓油缸的驅動端連接。
[0005]在一種優選的實施方式中，還包括:液壓泵，所述液壓泵與所述液壓油缸的一側進油口連接。
[0006]在一種優選的實施方式中，還包括:RFID射頻信號檢測天線遮擋裝置，所述RFID射頻信號檢測天線遮擋裝置設置于所述RFID射頻信號檢測天線外側；若所述RFID射頻信號檢測天線被遮擋，則所述RFID射頻信號檢測天線產生遮擋信號，所述中央控制單元根據所述遮擋信號獲取液壓油缸驅動信號，將該液壓油缸驅動信號發送所述液壓泵，驅動所述液壓泵開啟或關閉，液壓泵驅動所述液壓油缸運行或停止。
[0007]在一種優選的實施方式中，還包括，壓力傳感器，所述壓力傳感器的感應輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元根據所述壓力傳感器的感應值獲取液壓油缸驅動信號，將該液壓油缸驅動信號發送所述液壓泵，驅動所述液壓泵開啟或關閉，液壓泵驅動所述液壓油缸運行或停止。
[0008]在一種優選的實施方式中，還包括:耐高溫電池組及智能電源管理裝置；所述耐高溫電池組與智能電源管理裝置的輸入端連接，所述智能電源管理裝置的輸出端與所述中央控制單元、液壓泵、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線的電源輸入端連接，輸入端與所述中央控制單元的輸出端連接。
[0009]在一種優選的實施方式中，所述中央控制單元根據接收到所述遮擋信號或所述壓力傳感器的感應值，獲取液壓泵供電信息，將該液壓泵供電信息發送到所述智能電源管理裝置，所述智能電源管理裝置根據該液壓泵供電信息向所述液壓泵供電。
[0010]在一種優選的實施方式中，所述液壓油缸的控制管路中還設置安全閥及電磁換向閥。
[0011]在一種優選的實施方式中，還包括，缸套桶，所述中央控制單元、液壓油缸、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線固定連接于所述缸套桶中。
[0012]在一種優選的實施方式中，所述缸套桶主體材料為不銹鋼材料。
[0013]在一種優選的實施方式中，還包括，紅外傳感器，所述紅外傳感器的感應端固定于所述缸套的外壁，輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元根據接收到的紅外傳感器的感應值，獲取RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線的供電信息，將該供電信息發送到所述智能電源管理裝置，所述智能電源管理裝置根據該供電信息向所述RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線供電。
[0014]本實用信息中的基于多種無線指令來控制的井下微型液壓驅動裝置，微型液壓驅動系統自身裝有驅動及控制用電池能源，能夠隨鉆桿、套管等下放到深井中，并能夠通過井口壓力波、RFID射頻標簽、定時自動喚醒等多種方式實現對井下液壓驅動系統的控制，液壓驅動系統根據檢測到的控制信號通過其獨特的油路布局實現液壓油缸的伸出或縮回操作，從而為井下工具提供可靠有效的往復運動機械動力。
[0015]因此與現有技術相比，根據本實用新型所提供的井下微型液壓驅動裝置具有以下優點:能夠隨鉆桿、套管等下放到深井中，并能夠通過井口壓力波、RFID射頻標簽、定時自動喚醒等多種方式實現對井下液壓驅動系統的控制，液壓驅動系統根據檢測到的控制信號通過其獨特的油路布局實現液壓油缸活塞桿的伸出或縮回操作，從而為井下工具提供可靠有效的往復運動機械動力，高效、智能、操作簡單、方便，快捷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的一種實施方式中井下微型液壓驅動裝置的組成示意圖；
[0017]圖2為本實用新型的一種實施方式中井下微型液壓驅動裝置的液壓原理示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]在本實用新型的一種優選的實施方式中井下微型液壓驅動裝置，包括耐高溫電池組1，智能電源管理裝置2，RFID射頻信號檢測天線3，RFID信號處理裝置4，壓力傳感器5，液壓執行機構6，中央控制單元7。包括:中央控制單元7、液壓油缸15、RFID信號處理裝置4及RFID射頻信號檢測天線3 ；RFID射頻信號檢測天線3與RFID信號處理裝置4的輸入端連接，RFID信號處理裝置4的輸出端與中央控制單元7的輸入端連接，中央控制單元7的輸出端與液壓油缸15的驅動端連接。上述結構中還包括:液壓泵9，液壓泵9與液壓油缸15的一側進油口連接。其壓力感應裝置，在一種優選的實施方式中，包括:RFID射頻信號檢測天線3遮擋裝置，RFID射頻信號檢測天線3遮擋裝置設置于RFID射頻信號檢測天線3外側；若RFID射頻信號檢測天線3被遮擋，則RFID射頻信號檢測天線3產生遮擋信號，中央控制單元7根據遮擋信號獲取液壓油缸15驅動信號，將該液壓油缸15驅動信號發送液壓泵9，驅動液壓泵9開啟或關閉，液壓泵9驅動液壓油缸15運行或停止。在另一種優選的實施方式中，壓力感應裝置為，壓力傳感器12，壓力傳感器12的感應輸出端與中央控制單元7的輸入端連接，中央控制單元7根據壓力傳感器12的感應值獲取液壓油缸15驅動信號，將該液壓油缸15驅動信號發送液壓泵9，驅動液壓泵9開啟或關閉，液壓泵9驅動液壓油缸15運行或停止。
[0020]為保證合理的井下系統供電，因此在另一種優選的實施方式中，還包括:耐高溫電池組I及智能電源管理裝置2 ;耐高溫電池組I與智能電源管理裝置2的輸入端連接，智能電源管理裝置2的輸出端與中央控制單元7、液壓泵9、RFID信號處理裝置4及RFID射頻信號檢測天線3的電源輸入端連接，輸入端與中央控制單元7的輸出端連接。其中央控制單元7根據接收到遮擋信號或壓力傳感器12的感應值，獲取液壓泵9供電信息，將該液壓泵9供電信息發送到智能電源管理裝置2，智能電源管理裝置2根據該液壓泵9供電信息向液壓泵9供電。在一種優選方式中，為保證對液壓管路的有效控制，在液壓油缸15的控制管路中還設置安全閥及電磁換向閥。
[0021]在具體實施時，上述缸套桶，中央控制單元7、液壓油缸15、RFID信號處理裝置4及RFID射頻信號檢測天線3固定連接于缸套桶中。其缸套桶主體材料為不銹鋼材料。
[0022]為使本實用新型中的井下微型液壓驅動裝置在下井后方開始工作，因此在另一種優選的實施方式中，還包括，紅外傳感器，紅外傳感器的感應端固定于缸套的外壁，輸出端與中央控制單元7的輸入端連接，中央控制單元7根據接收到的紅外傳感器的感應值，獲取RFID信號處理裝置4及RFID射頻信號檢測天線3的供電信息，將該供電信息發送到智能電源管理裝置2，智能電源管理裝置2根據該供電信息向RFID信號處理裝置4及RFID射頻信號檢測天線3供電。
[0023]上述耐高溫電池組I與智能電源管理裝置2直接相連，為井下微型液壓驅動裝置提供智能化電源供給。RFID射頻信號檢測天線3與RFID信號處理裝置4直接相連。中央控制單元7分別通過電路與智能電源管理裝置2、RFID信號處理裝置4及壓力傳感器5，并將驅動及控制信號通過電路傳輸給液壓執行機構6。液壓執行機構6包括微型直流無刷電機8，微型液壓泵9，出口單向閥10，安全閥11，壓力傳感器12，止回閥13，微型兩位三通電磁閥14，液壓油缸15，止回閥16，微型兩位三通電磁閥17。微型直流無刷電機8通過鍵直接拖動微型液壓泵9，微型液壓泵9出油口處設置出口單向閥10，出口單向閥10的出口通過高壓油路連接到壓力傳感器12、止回閥13、止回閥16的入口，止回閥13的出口連接到微型兩位三通電磁閥14的14-1 口，止回閥16的出口連接到微型兩位三通電磁閥17的17-1口，微型兩位三通電磁閥14的14-3 口連接到液壓油缸15的左腔，微型兩位三通電磁閥17的17-3 口連接到液壓油缸15的右腔，微型兩位三通電磁閥14的14-2 口直接接油箱，微型兩位三通電磁閥17的17-2 口直接接油箱。
[0024]結合圖1、圖2說明本實用新型的工作過程:在井上時，將相關控制程序預先燒制在各個電路板內，然后將井下微型液壓驅動裝置與鉆桿或油管連接在一起，隨鉆桿或油管深入下放到井下，此時微型液壓驅動系統處于待機狀態，中央控制單元7不斷以低功耗狀態檢測RFID信號處理裝置4及壓力傳感器5返回的信號。當井上需要井下工具執行動作時，通過井上往下發送高壓水力信號或者利用水力將RFID智能標簽輸送到RFID射頻信號檢測天線3處，此時壓力傳感器5檢測到壓力跳動信號或者RFID射頻信號檢測天線3檢測到RFID智能標簽信號，并將信號傳輸給中央控制單元7，中央控制單元7根據預先設定的程序分辨處信號所代表的含義然后將相應的執行信號傳輸給液壓執行機構6。初始狀態下，液壓執行機構6處于停機狀態，此時止回閥13的出口連接到微型兩位三通電磁閥14的14-1口，止回閥16的出口連接到微型兩位三通電磁閥17的17-1 口，微型兩位三通電磁閥14的14-3 口連接到液壓油缸15的左端，微型兩位三通電磁閥17的17-3 口連接到液壓油缸15的油端，微型兩位三通電磁閥14的14-2 口直接接油箱，微型兩位三通電磁閥17的17-2 口直接接油箱，液壓油缸15處于停機保壓狀態。當井上指令信號要求液壓油缸15的活塞桿往左運動時，中央控制單元7發出指令信號，啟動微型直流無刷電機8驅動微型液壓泵9往外泵油，并驅動微型兩位三通電磁閥14處于右側工位，此時止回閥13出口被堵死，液壓油缸15左腔通過微型兩位三通電磁閥14與油箱相同，微型液壓泵9泵出的高壓油通過出口單向閥10、止回閥16、微型兩位三通電磁閥17進入到液壓油缸15的右側。在高壓油液的作用下，液壓油缸15的活塞桿往左移動到最大行程處，此時液壓油缸15右腔的壓力不斷升高一直到安全閥11設定的壓力，此時壓力傳感器12將檢測到的壓力信號傳遞給主控單元7，主控單元7檢測到該壓力信號后將液壓執行機構6停機，此時微型液壓泵9停轉，微型兩位三通電磁閥14斷電，斷電后微型兩位三通電磁閥14恢復到左側工位，止回閥13的出口連接到微型兩位三通電磁閥14的14-1 口，液壓油缸15處于停機保壓狀態。當井上指令信號要求液壓油缸15的活塞桿往右運動時，中央控制單元7發出指令信號，啟動微型直流無刷電機8驅動微型液壓泵9往外泵油，并驅動微型兩位三通電磁閥17處于右側工位，此時止回閥16出口被堵死，液壓油缸15右腔通過微型兩位三通電磁閥17與油箱相同，微型液壓泵9泵出的高壓油通過出口單向閥10、止回閥13、微型兩位三通電磁閥14進入到液壓油缸15的左腔。在高壓油液的作用下，液壓油缸15的活塞桿往右移動到最大行程處，此時液壓油缸15左腔的壓力不斷升高一直到安全閥11設定的壓力，此時壓力傳感器12將檢測到的壓力信號傳遞給主控單元7，主控單元7檢測到該壓力信號后將液壓執行機構6停機，此時微型液壓泵9停轉，微型兩位三通電磁閥17斷電，斷電后微型兩位三通電磁閥17恢復到左側工位，止回閥16的出口連接到微型兩位三通電磁閥17的17-1 口，液壓油缸15處于停機保壓狀態。安全閥11設定系統安全壓力，壓力超過設定壓力后安全閥11打開卸荷，對系統起到保護作用。另外，當微型液壓驅動系統下放到井中后僅需執行固定動作時，可通過主控單元7的定時喚醒功能，通過設定定時時間來喚醒系統執行設置好的程序動作。
[0025]以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，包括:中央控制單元、液壓油缸、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線；所述RFID射頻信號檢測天線與所述RFID信號處理裝置的輸入端連接，所述RFID信號處理裝置的輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元的輸出端與所述液壓油缸的驅動端連接。
2.根據權利要求1所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，還包括:液壓泵，所述液壓泵與所述液壓油缸的一側進油口連接。
3.根據權利要求2所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，還包括:RFID射頻信號檢測天線遮擋裝置，所述RFID射頻信號檢測天線遮擋裝置設置于所述RFID射頻信號檢測天線外側；若所述RFID射頻信號檢測天線被遮擋，則所述RFID射頻信號檢測天線產生遮擋信號，所述中央控制單元根據所述遮擋信號獲取液壓油缸驅動信號，將該液壓油缸驅動信號發送所述液壓泵，驅動所述液壓泵開啟或關閉，液壓泵驅動所述液壓油缸運行或停止。
4.根據權利要求3所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，還包括，壓力傳感器，所述壓力傳感器的感應輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元根據所述壓力傳感器的感應值獲取液壓油缸驅動信號，將該液壓油缸驅動信號發送所述液壓泵，驅動所述液壓泵開啟或關閉，液壓泵驅動所述液壓油缸運行或停止。
5.根據權利要求4所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，還包括:耐高溫電池組及智能電源管理裝置；所述耐高溫電池組與智能電源管理裝置的輸入端連接，所述智能電源管理裝置的輸出端與所述中央控制單元、液壓泵、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線的電源輸入端連接，輸入端與所述中央控制單元的輸出端連接。
6.根據權利要求5所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，所述中央控制單元根據接收到所述遮擋信號，獲取液壓泵供電信息，將該液壓泵供電信息發送到所述智能電源管理裝置，所述智能電源管理裝置根據該液壓泵供電信息向所述液壓泵供電。
7.根據權利要求1所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，所述液壓油缸的控制管路中還設置安全閥及電磁換向閥。
8.根據權利要求6所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，還包括，缸套桶，所述中央控制單元、液壓油缸、RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線固定連接于所述缸套桶中。
9.根據權利要求8所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，所述缸套桶主體材料為不銹鋼材料。
10.根據權利要求8所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，還包括，紅外傳感器，所述紅外傳感器的感應端固定于所述缸套桶的外壁，輸出端與所述中央控制單元的輸入端連接，所述中央控制單元根據接收到的紅外傳感器的感應值，獲取RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線的供電信息，將該供電信息發送到所述智能電源管理裝置，所述智能電源管理裝置根據該供電信息向所述RFID信號處理裝置及RFID射頻信號檢測天線供電。
11.根據權利要求5所述的井下微型液壓驅動裝置，其特征在于，所述中央控制單元根據接收到所述壓力傳感器的感應值，獲取液壓泵供電信息，將該液壓泵供電信息發送到所述智能電源管理裝置，所述智能電源管理裝置根據該液壓泵供電信息向所述液壓泵供電。
【文檔編號】F15B11/08GK204200725SQ201420526524
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月13日 優先權日:2014年9月13日
【發明者】秦二衛, 張達, 韓志富, 白玉新, 李雪 申請人:北京精密機電控制設備研究所