CN103643927B - 一种油田注水井线性配水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油田注水井线性配水装置。该装置包括配水器主体，配水器主体有一圆柱形沉孔，该沉孔与配水器主体外壁之间钻有通孔，台阶内镶嵌有陶瓷水嘴，该沉孔与配水器主体内部中心通道之间开有出液孔，该沉孔内间隙配合连接有柱塞阀杆，柱塞阀杆杆体的下部为半圆凸出的导向滑块；配水器主体下部有连接套，连接套有下连接套。本发明可降低成本70%，每次调配成功率在98%以上，无需电缆车、吊车，使用试井绞车就可以准确可靠的完成调配作业，操作简单，调控可靠，精度高、成本低。

Description

一种油田注水井线性配水装置

技术领域

本发明涉及油田注水井配水领域，具体涉及一种油田注水井线性配水装置。

背景技术

目前现有的常规注水井分层调控工艺较复杂，施工困难，要反复的投捞井下配水器上偏心孔中的堵塞器更换水嘴配水，劳动强度大，成功率低，调控精度差。近几年将井下配水器偏心孔中的堵塞器改造成通轴的，利用电缆连接电动调节装置***偏心孔上的堵塞器打捞头上，带动阀片来调节水量大小，该工艺需要电缆车、仪器车、吊车配合使用，成本高，普及推广困难。而用试井钢丝连接的调节装置,(专利申请号：200910013016.5）其动力电机由电池供电，对于高温、高压、锈蚀严重的井下可调堵塞器，调节水量的成功率极低。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题,本发明提供一种油田注水井线性配水装置,应用该装置注水操作简单，调控可靠，精度高、成本低。

本发明的技术方案是：该配水器主体中心通道旁有一圆柱形沉孔，沉孔上面为盲孔，该沉孔与配水器主体外壁之间钻有通孔，该通孔为台阶孔，台阶内镶嵌有陶瓷水嘴，该沉孔与配水器主体内部中心通道之间开有出液孔，出液孔的位置与陶瓷水嘴的位置错开布置，该沉孔内间隙配合连接有柱塞阀杆，柱塞阀杆杆体的下部为半圆凸出的导向滑块；

配水器主体下部螺纹密封连接连接套，连接套下部密封连接下连接套，下连接套内部的下端有一锥形环面过渡，该锥形环面的上方，悬空置有弹簧芯套，弹簧芯套尾部螺纹连接弹簧尾帽，弹簧套在弹簧尾帽上方，弹簧上平面环面上均匀布置若干压杆，压杆上端螺纹连接花篮，花篮上端有台阶孔，通过台阶孔和台阶孔下方设置的销钉连接的钢环将滑套下端固定在花篮上端，滑套的下部外圆柱表面与定子内表面间隙配合连接，滑套上部圆柱表面延伸出圆柱形台阶轴，该台阶轴下端的环面上凸起有主动齿，与主动齿相对布置的被动齿凸起与转子上的环形台面上，转子内表面与滑套间隙配合连接，外表面上有内凹的半圆形导向槽，导向槽为沿转子圆柱表面连续圆滑闭合环形结构，该导向槽环形结构的所在平面与转子圆柱中心线呈倾斜角度，该导向槽环形结构的最高点和最低点之间的距离大于陶瓷水嘴的直径，导向槽与柱塞阀杆下部的导向滑块间隙配合连接，转子的底部台阶轴上有环形内凹槽，该凹槽截面为半圆形；定子上端台阶孔上有环形内凹槽，该凹槽截面为半圆形；在两个半圆形凹槽内置有钢珠。

所述的定子内孔与滑套间隙配合连接，定子的上部圆管管壁上通过通孔螺纹固定有滑键，滑键伸入至滑套中部的凹进部位，定子下部的外台阶圆柱表面螺纹连接中心连接套，中心连接套上端螺纹连接配水器主体。

所述的滑键伸入滑套中部的凹进部位，该部位由上凹槽和下凹槽组成，上凹槽、下凹槽顶部的圆弧凹槽的中心相错开布置，距离等于圆弧的直径。

上凹槽与主动齿之间存在位置关系，上凹槽两相邻凹进的圆弧形中心距离等于主动齿齿距的整倍数加四分之一齿距。

所述的滑键，若干滑键沿定子的上部管壁均匀布置。

所述定子的下部的外台阶圆柱表面螺纹连接中心连接套，该台阶上开有通透的过流孔；滑套顶部与配水器主体内部孔道之间存在空隙；花篮外表面与中心连接套内壁之间存在空隙。

本发明具有如下有益效果：本发明与现有注水井分层调配工艺相比较，可降低成本70%，每次调配成功率在98%以上。无需电缆车、吊车。使用试井绞车就可以准确可靠的完成调配作业。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是附图1中主动齿5、被动齿6的位置关系图；

附图3是附图1中上凹槽12、下凹槽13的位置关系图。

图中1-配水器主体，2-出液孔，3-陶瓷喷嘴，4-柱塞阀杆，5-主动齿，6-被动齿，7-导向槽，8-导向滑块，9-钢珠，10-定子，11-滑键，12-上凹槽，13-下凹槽，14-滑套，15-中心连接套，16-花篮，17-压杆，18-连接套，19-弹簧，20-下连接套，21-弹簧芯套，22-弹簧尾帽，23-钢环，24-过流孔，25-转子。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1结合图2所示，本发明的实施例结构为：配水器主体1中心通道旁有一圆柱形沉孔，沉孔上面为盲孔，该沉孔与配水器主体外壁之间钻有通孔，该通孔为台阶孔，台阶内镶嵌有陶瓷水嘴3，该沉孔与配水器主体1内部中心通道之间开有出液孔2，出液孔2的位置与陶瓷水嘴3的位置错开布置，错开布置是为了柱塞阀杆不会影响封闭或打开陶瓷水嘴的时候同时影响进液量，该沉孔内间隙配合连接有柱塞阀杆4，柱塞阀杆4杆体的下部为半圆凸出的导向滑块8；

配水器主体1下部螺纹密封连接连接套18，连接套18下部密封连接下连接套20，下连接套20内部的下端有一锥形环面过渡，该锥形环面的上方，悬空置有弹簧芯套21，一方面是为了过流液体，另一方面，在密封段使弹簧芯套21下行时起到支座的作用，弹簧芯套21尾部螺纹连接弹簧尾帽22，弹簧19套在弹簧尾帽22上方，弹簧19上平面环面上均匀布置若干压杆17，压杆17上端螺纹连接花篮16，花篮16上端有台阶孔，通过台阶孔和台阶孔下方设置的销钉连接的钢环23将滑套14下端固定在花篮16上端，滑套14的下部外圆柱表面与定子10内表面间隙配合连接，滑套14上部圆柱表面延伸出圆柱形台阶轴，该台阶轴下端的环面上凸起有主动齿5，与主动齿5相对布置的被动齿6凸起与转子25上的环形台面上，转子25内表面与滑套14间隙配合连接，外表面上有内凹的半圆形导向槽7，导向槽7为沿转子25圆柱表面连续圆滑闭合环形结构，该导向槽7环形结构的所在平面与转子25圆柱中心线呈倾斜角度，该导向槽环7形结构的最高点和最低点之间的距离大于陶瓷水嘴3的直径，保证柱塞阀杆4在调节水量的时候可以完全打开或封闭陶瓷水嘴3的流道，导向槽7与柱塞阀杆4下部的导向滑块8间隙配合连接，转子25的底部台阶轴上有环形内凹槽，该凹槽截面为半圆形；定子10上端台阶孔上有环形内凹槽，该凹槽截面为半圆形；在两个半圆形凹槽内置有钢珠9，钢珠9使得转子可以转动。

所述的定子10内孔与滑套14间隙配合连接，定子10的上部圆管管壁上通过通孔螺纹固定有滑键11，滑键11伸入至滑套14中部的凹进部位，定子10下部的外台阶圆柱表面螺纹连接中心连接套15，中心连接套15上端螺纹连接配水器主体1。

所述的滑键11伸入滑套14中部的凹进部位，该部位由上凹槽12和下凹槽13组成，上凹槽12、下凹槽13顶部的圆弧凹槽的中心相错开布置，距离等于圆弧的直径，在用密封段将滑套14下压的过程中，滑套14在滑键11的导向下做准确的动作，滑键11的初始位置在下凹槽13的圆弧内，随着滑套14被挤压下行，滑键11在上凹槽12的斜面凹进作用下进入上凹槽12的圆弧凹进，滑套14同时转过一个角度。

上凹槽12与主动齿5之间存在位置关系，上凹槽12两相邻凹进的圆弧形中心距离等于主动5齿齿距的整倍数加四分之一齿距，在滑套14被挤压下行时，主动齿5与被动齿6啮合，随着滑套14转过一个角度，转子25也在被动齿6的作用下转过一个角度，随着压力解除，弹簧19复位，滑键11进入上凹槽12圆弧凹进，滑套14转过一个角度，滑套14转过的整个角度为主动齿5的齿距的整倍数加四分之一齿距，滑套14的主动齿5在完成一次转动后，主动齿5的齿面与被动齿6的齿面在空间有二分之一的重合，保证了下次啮合转动的精度和啮合力，被动齿6在每一次密封段挤压和释放的过程中转动一个角度，最终完成一个圆周，也就是导向滑块8在导向槽7内沿导向槽7转过一个圆周，柱塞阀杆4在导向滑块8的作用下，完成上行。下行一个过程，也就是陶瓷水嘴3完成从关闭到打开的一个过程。

所述的滑键11，若干滑键11沿定子10的上部管壁均匀布置。

所述定子10的下部的外台阶圆柱表面螺纹连接中心连接套15，该台阶上开有通透的过流孔24；滑套14顶部与配水器主体1内部孔道之间存在空隙；花篮16外表面与中心连接套15内壁之间存在空隙，在用密封段进行调节水量的时候，旁通的这些空隙保证了水流的通畅。

本发明是这样实现的；在注水井配水器主体的下部钻的偏心通道里，水流由中心通道经出液孔流向陶瓷喷嘴进入地层。柱塞阀体下部的导向滑块镶嵌在转子的斜面导向槽上。当需要调节水量大小时，从油管中心通道下入通用密封段工具，下到位后密封段卡爪坐落在花篮上，由于定子上的滑键在滑套的凹槽内，滑套受限只能轴向移动，由于滑套与花篮联动，受密封段的重力下移，滑套上的主动齿与转子上的被动齿啮合。受齿轮相切的作用力，转子旋转一个角度，转子圆周上的导向槽推动柱塞阀杆上的导向滑块使柱塞阀杆上移。当密封段工具上提时脱离花篮，安装在花篮底部的弹簧释放，经压杆推动滑套复位，主动齿、被动齿分离。滑套外圆周上铣有上凹槽、下凹槽以保证本体上端主动齿每动作一次复原的角度精度；

在用密封段将滑套下压的过程中，滑套在滑键的导向下做准确的动作，滑键的初始位置在下凹槽的圆弧内，随着滑套被挤压下行，滑键在上凹槽的斜面凹进作用下进入上凹槽的圆弧凹进，滑套同时转过一个角度。

在滑套被挤压下行时，主动齿与被动齿啮合，随着滑套转过一个角度，转子也在被动齿的作用下转过一个角度，随着压力解除，弹簧复位，滑键进入上凹槽圆弧凹进，滑套转过一个角度，滑套转过的整个角度为主动齿的齿距的整倍数加四分之一齿距，滑套的主动齿在完成一次转动后，主动齿的齿面与被动齿的齿面在空间有二分之一的重合，保证了下次啮合转动的精度和啮合力。

由于转子每转动180°，柱塞阀杆将沿转子圆周上的导向槽爬行到最顶点，柱塞阀杆上移将出液孔关闭。转子继续转动，柱塞阀杆在导向槽内下行，柱塞阀杆将陶瓷水嘴打开。由于柱塞阀杆往复运动的行程与转子转动的角度呈线性关系，通过现行的密封段工具重力作用就可以使滑套动作，转子旋转、柱塞阀杆移动、柱塞阀线性调节出液孔的截面积大小，从而实现线性调节水量大小。

Claims (6)

1.一种油田注水井线性配水装置，包括配水器主体(1)，其特征在于：配水器主体(1)中心通道旁有一圆柱形沉孔，沉孔上面为盲孔，该沉孔与配水器主体外壁之间钻有通孔，该通孔为台阶孔，台阶内镶嵌有陶瓷水嘴(3)，该沉孔与配水器主体(1)内部中心通道之间开有出液孔(2)，出液孔(2)的位置与陶瓷水嘴(3)的位置错开布置，该沉孔内间隙配合连接有柱塞阀杆(4)，柱塞阀杆(4)杆体的下部为半圆凸出的导向滑块(8)；

配水器主体(1)下部螺纹密封连接连接套(18)，连接套(18)下部密封连接下连接套(20)，下连接套(20)内部的下端有一锥形环面过渡，该锥形环面的上方，悬空置有弹簧芯套(21)，弹簧芯套(21)尾部螺纹连接弹簧尾帽(22)，弹簧(19)套在弹簧尾帽(22)上方，弹簧(19)上平面环面上均匀布置若干压杆(17)，压杆(17)上端螺纹连接花篮(16)，花篮(16)上端有台阶孔，通过台阶孔和台阶孔下方设置的销钉连接的钢环(23)将滑套(14)下端固定在花篮(16)上端，滑套(14)的下部外圆柱表面与定子(10)内表面间隙配合连接，滑套(14)上部圆柱表面延伸出圆柱形台阶轴，该台阶轴下端的环面上凸起有主动齿(5)，与主动齿(5)相对布置的被动齿(6)凸起在转子(25)上的环形台面上，转子(25)内表面与滑套(14)间隙配合连接，外表面上有内凹的半圆形导向槽(7)，导向槽(7)为沿转子(25)圆柱表面连续圆滑闭合环形结构，该导向槽(7)环形结构的所在平面与转子(25)圆柱中心线呈倾斜角度，该导向槽(7)环形结构的最高点和最低点之间的距离大于陶瓷水嘴(3)的直径，导向槽(7)与柱塞阀杆(4)下部的导向滑块(8)间隙配合连接，转子(25)的底部台阶轴上有环形内凹槽，该凹槽截面为半圆形；定子(10)上端台阶孔上有环形内凹槽，该凹槽截面为半圆形；在两个半圆形凹槽内置有钢珠(9)。

2.根据权利要求1所述的油田注水井线性配水装置，其特征在于：所述的定子(10)内孔与滑套(14)间隙配合连接，定子(10)的上部圆管管壁上通过通孔螺纹固定有滑键(11)，滑键(11)伸入至滑套(14)中部的凹进部位，定子(10)下部的外台阶圆柱表面螺纹连接中心连接套(15)，中心连接套(15)上端螺纹连接配水器主体(1)。

3.根据权利要求2所述的油田注水井线性配水装置，其特征在于：所述的滑键(11)伸入滑套(14)中部的凹进部位，该部位由上凹槽(12)和下凹槽(13)组成，上凹槽(12)、下凹槽(13)顶部的圆弧凹槽的中心相错开布置，距离等于圆弧的直径。

4.根据权利要求3所述的油田注水井线性配水装置，其特征在于：上凹槽(12)与主动齿(5)之间存在位置关系，上凹槽(12)两相邻凹进的圆弧形中心距离等于主动齿(5)齿距的整倍数加四分之一齿距。

5.根据权利要求4所述的油田注水井线性配水装置，其特征在于：所述的滑键(11)，若干滑键(11)沿定子(10)的上部管壁均匀布置。

6.根据权利要求5所述的油田注水井线性配水装置，其特征在于：所述定子(10)的下部的外台阶圆柱表面螺纹连接中心连接套(15)，该台阶上开有通透的过流孔(24)；滑套(14)顶部与配水器主体(1)内部孔道之间存在空隙；花篮(16)外表面与中心连接套(15)内壁之间存在空隙。