一种液压式井下主动定位系统的制作方法

本发明涉及水下地质原位勘探，尤其涉及一种液压式井下主动定位系统。

背景技术：

1、井下式静力触探是一种通过在海洋钻机的钻柱中下放井下式作业工具，通过工具在钻井孔底进行静力触探的作业方法。其主要的工作原理就是将有一定长度的圆柱形作业工具从井口下放至井底，固定后从作业工具中伸出探杆进行静力触探作业，设备的反力则由井下定位系统提供。井下定位系统主要由系统结构伸出的三个弹卡结构与钻铤(或称钻杆)结构结合，通过弹卡结构顶住钻铤中的专用结构进而提供为井下式作业工具提供反力，其中关于井下定位的具体工作过程可以参考现有技术cn111502643a。

2、一般的，井下定位系统为被动的结构装置，在进行作业工具回收时，作业工具顶部收到提升力时弹卡结构收缩至井下式定位管节中，进而完成定位结构与钻铤的脱钩，得以回收工具。但是由于该结构是被动触发的，在出现突发的状况时难以直接控制该结构的动作，特别是井下定位系统卡死或弹卡机构无法收回时，将导致井下式作业工具无法从钻铤中脱钩，导致无法回收。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种液压式井下主动定位系统，目的在于解决井下式作业工具无法从钻铤中脱钩的问题，提高井下定位系统的可靠性。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种液压式井下主动定位系统，包括：

4、定位管节，所述定位管节设置在钻铤内，所述定位管节内穿设有中心管，所述定位管节上设有多个开口；所述钻铤内设有卡沿结构；

5、固定环，所述固定环固定设置在所述定位管节与所述中心管之间，所述固定环上铰接有可从所述定位管节的开口伸出以抵接在所述钻铤的卡沿结构上的弹卡构件；所述弹卡构件的外轮廓与所述固定环和/或所述定位管节的开口形成动密封连接；

6、主活塞，所述主活塞活动设置在所述定位管节与所述中心管之间，所述主活塞与所述定位管节、所述中心管之间动密封连接；所述主活塞位于所述固定环的一端，所述主活塞通过联动件连接所述弹卡构件，所述主活塞往远离所述固定环的方向移动时，带动所述弹卡构件缩入所述定位管节内；所述主活塞往靠近所述固定环的方向移动时，带动所述弹卡构件从所述定位管节的开口伸出；

7、油路控制环，所述油路控制环固定设置在所述定位管节与所述中心管之间，所述油路控制环与所述定位管节、所述中心管之间密封连接；所述主活塞与所述油路控制环之间形成密封的第一液压腔室，所述油路控制环上设有供油管路和回油管路。

8、优选的，所述固定环的外周壁设有多个沿周向等距分布的安装槽；

9、所述弹卡构件设置在所述安装槽内，所述弹卡构件呈条状，包括第一端和第二端，所述第一端与所述第二端之间设有铰接部，所述铰接部的两侧铰接于所述安装槽的两内侧壁，所述第一端连接所述联动件，以使所述第一端可从所述定位管节上的开口伸出以抵接所述钻铤上的卡沿结构；

10、所述第一液压腔室内或所述油路控制环上设置有弹性件，所述弹性件为所述弹卡构件提供驱使所述第一端从所述定位管节上的开口伸出的力。

11、优选的，所述油路控制环上设有第二液压腔室，所述第二液压腔室内设有活动的卸载活塞，所述卸载活塞的一端通过连杆连接所述弹卡构件的第二端，所述弹性件设置在所述卸载活塞的另一端；所述第二液压腔室内所述弹性件所在的腔室定义为无杆腔，另一侧定义为有杆腔，所述第二液压腔室的无杆腔连接有卸载管路；

12、所述供油管路与所述卸载管路之间通过第一连接管路导通，所述卸载管路与所述回油管路之间通过第二连接管路导通，所述第一连接管路上设有第一控制阀，所述第二连接管路上设有第二控制阀，所述回油管路上设有第三控制阀，所述第二连接管路连接在所述回油管路上第三控制阀之后的位置。

13、优选的，还包括用于检测所述第二液压腔室的无杆腔内的压力的测压装置，当所述测压装置检测的压力值大于设定值，所述第一控制阀打开。

14、优选的，所述第一控制阀内设有溢流结构。

15、优选的，所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为电磁控制阀。

16、优选的，所述弹性件为弹簧。

17、优选的，所述安装槽内设有位于所述铰接部远离所述固定环轴心的一侧的密封定位板，所述弹卡构件的铰接部的外侧形成有与所述密封定位板密封抵接的第一弧形抵接部，所述弹卡构件的两侧与所述安装槽的两内侧壁密封抵接，所述弹卡构件的第一端形成有与所述定位管节的开口的边沿密封抵接的第二弧形抵接部；所述第一弧形抵接部和所述第二弧形抵接部均为以所述铰接部的转动轴心为圆心的弧面。

18、优选的，所述密封定位板与所述第一弧形抵接部之间为面接触，所述开口的边沿与所述第二弧形抵接部之间为面接触。

19、优选的，所述联动件为呈l形的曲柄构件，所述曲柄构件的一端铰接于所述主活塞，另一端铰接于所述第一端上靠近所述固定环轴心的侧面上。

20、相对于现有技术，本发明的液压式井下主动定位系统在定位管节内形成密封的第一液压腔室，利用外界海水压力使主活塞靠近所述固定环，驱使所述弹卡构件从所述定位管节的开口伸出，以实现与所述钻铤内的卡沿结构抵接，为井下式作业工具提供反力；可通过往所述第一液压腔室内通入液压油，抵抗海水的压力，驱使所述主活塞远离所述固定环，带动所述弹卡构件收入所述定位管节内，实现井下式作业工具能够在钻铤内主动脱钩，有效提高井下定位系统的可靠性。

21、另外，关于本申请中其他可选方案的有益效果在具体实施例中再进一步描述/体现。

技术特征：

1.一种液压式井下主动定位系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，所述固定环的外周壁设有多个沿周向等距分布的安装槽；

3.根据权利要求2所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，所述油路控制环上设有第二液压腔室，所述第二液压腔室内设有活动的卸载活塞，所述卸载活塞的一端通过连杆连接所述弹卡构件的第二端，所述弹性件设置在所述卸载活塞的另一端；所述第二液压腔室内所述弹性件所在的腔室定义为无杆腔，另一侧定义为有杆腔，所述第二液压腔室的无杆腔连接有卸载管路；

4.根据权利要求3所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，所述第一控制阀内设有溢流结构。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，

8.根据权利要求2或3所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，

10.根据权利要求2或3所述的液压式井下主动定位系统，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种液压式井下主动定位系统，本发明的液压式井下主动定位系统在定位管节内形成密封的第一液压腔室，利用外界海水压力使主活塞靠近所述固定环，驱使所述弹卡构件从所述定位管节的开口伸出，以实现与所述钻铤内的卡沿结构抵接，为井下式作业工具提供反力；可通过往所述第一液压腔室内通入液压油，抵抗海水的压力，驱使所述主活塞远离所述固定环，带动所述弹卡构件收入所述定位管节内，实现井下式作业工具能够在钻铤内主动脱钩，有效提高井下定位系统的可靠性。

技术研发人员：李曾佳,夏林琪,罗侗利,李宏超,陈永
受保护的技术使用者：磐索地勘科技（广州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1