專利名稱：一種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田上用于油管內(nèi)開關(guān)控制的一種自動化裝置。
背景技術(shù)：
油田注水開發(fā)中后期，對高含水井和高含水 暫閉井進(jìn)行治理，可進(jìn)一步挖掘剩余油，減少注入水無效循環(huán)，控制開發(fā)成本，控制含水上升，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前應(yīng)用在這一領(lǐng)域的井下開關(guān)有多種，但是隨著油田注聚合物采油的措施加大，油井內(nèi)采出液粘稠度過高以及易結(jié)垢堵塞開關(guān)的現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，尋找到一種能夠解決上述問題的井下開關(guān)工具迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中給出的現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型提供一種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)，該種開關(guān)與其它設(shè)備配合使用后能夠通過井口進(jìn)行遠(yuǎn)程自動控制，而且設(shè)置了除垢環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)在含聚合物的油井中的準(zhǔn)確開關(guān)。本實用新型的技術(shù)方案是該種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)，包括油管上接頭、中心管上接頭、中心管以及外套筒、下接頭，其獨特之處在于所述油管上接頭上開有一個導(dǎo)流孔，中心管上接頭與中心管垂直聯(lián)結(jié)后固定于油管上接頭、外套筒與下接頭聯(lián)結(jié)后構(gòu)成的腔體內(nèi)；所述腔體的內(nèi)壁與中心管外壁之間有環(huán)空，此環(huán)空內(nèi)固定有一個環(huán)形絕緣筒，所述環(huán)形絕緣筒內(nèi)固定有電池筒、壓力傳感器、控制器以及電動機(jī)；在此腔體內(nèi)還固定有一個由電動機(jī)驅(qū)動的針式開關(guān)閥，所述針式開關(guān)閥的閥芯上帶有鋸齒形的刮削片，閥座上的通過孔與導(dǎo)流孔相連通，由針式開關(guān)閥的閥芯控制其通斷；其中與壓力傳感器所在位置對應(yīng)的外套筒上開有壓力導(dǎo)入孔，與針式開關(guān)閥的通過孔所在位置對應(yīng)的中心管的管壁上開有帶螺紋的通孔，所述針式開關(guān)閥上的通過孔與中心管上的通孔通過一個兩端帶有外螺紋的空心螺紋管聯(lián)結(jié)；所述電動機(jī)的軸與針式開關(guān)閥上驅(qū)動機(jī)構(gòu)的傳動軸相聯(lián)結(jié)；所述電池筒通過電纜為電動機(jī)供電；所述壓力傳感器測得壓力信號后通過信號電纜輸送至控制器的壓力信號輸入端；所述控制器由放大器、位置編碼器、單片機(jī)以及執(zhí)行控制繼電器構(gòu)成，其中放大器、位置編碼器的輸出端依次聯(lián)結(jié)于單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，所述放大器的正輸入端作為控制器的壓力信號輸入端，所述單片機(jī)的控制信號輸出端連接至執(zhí)行控制繼電器的啟動信號輸入端，此執(zhí)行控制繼電器中啟動后導(dǎo)通的控制信號輸出端作為接入電動機(jī)供電回路中的控制端；所述位置編碼器上的位置感應(yīng)開關(guān)固定于電動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸承上。另外，為了可以監(jiān)測到閥體有無外泄漏，在所述針式開關(guān)閥的閥座下端腔體內(nèi)還固定有一個流體泄漏壓力傳感器。本實用新型具有如下有益效果將本方案中所述的開關(guān)與丟手接頭、油管、封隔器、絲堵等聯(lián)結(jié)后就可以構(gòu)成一個油井控制工藝管柱，之后，就可以通過地面控制打壓的幅度和間隔時間向井下任意層段發(fā)出開啟、關(guān)閉或任意設(shè)定嘴徑分層配產(chǎn)的指令，由該開關(guān)內(nèi)的單片機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序控制電動機(jī)帶動針式開關(guān)閥的閥芯動作，從而實現(xiàn)對井下任意層段的開關(guān)狀態(tài)的有效控制。由于在針式開關(guān)閥的閥芯上設(shè)置了一個帶有鋸齒形的刮削片，因此，可以將通道內(nèi)的垢刮掉，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確的開與關(guān)。另外，應(yīng)用本方案可實現(xiàn)在正常泵抽狀態(tài)下獲得任意層段的產(chǎn)量和含水?dāng)?shù)據(jù)的功能。


圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型中控制器部分的原理圖。圖中I-油管上接頭，2-中心管上接頭，3-導(dǎo)流孔，4-中心管，5-針式開關(guān)閥，6-電池筒，7-壓力傳感器，8-電動機(jī)，9-控制器，10-外套筒，11-下接頭，12-腔體，13-壓力導(dǎo)入孔，14-流體泄漏壓力傳感器，15-通過孔。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明由圖I所示，該種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)，包括油管上接頭I、中心管上接頭2、中心管4以及外套筒10、下接頭11，其獨特之處在于所述油管上接頭I上開有一個導(dǎo)流孔3，中心管上接頭2與中心管4垂直聯(lián)結(jié)后固定于油管上接頭I、外套筒10與下接頭11聯(lián)結(jié)后構(gòu)成的腔體12內(nèi)；所述腔體12的內(nèi)壁與中心管4外壁之間有環(huán)空，此環(huán)空內(nèi)固定有一個環(huán)形絕緣筒，所述環(huán)形絕緣筒內(nèi)固定有電池筒6、壓力傳感器7、控制器9以及電動機(jī)8 ;在此腔體內(nèi)還固定有一個由電動機(jī)8驅(qū)動的針式開關(guān)閥5，所述針式開關(guān)閥5的閥芯上帶有鋸齒形的刮削片，閥座上的通過孔15與導(dǎo)流孔3相連通，由針式開關(guān)閥5的閥芯控制其通斷；其中與壓力傳感器7所在位置對應(yīng)的外套筒10上開有壓力導(dǎo)入孔13，與針式開關(guān)閥5的通過孔所在位置對應(yīng)的中心管4的管壁上開有帶螺紋的通孔，所述針式開關(guān)閥5上的通過孔15與中心管4上的通孔通過一個兩端帶有外螺紋的空心螺紋管聯(lián)結(jié)；所述電動機(jī)8的軸與針式開關(guān)閥5上驅(qū)動機(jī)構(gòu)的傳動軸相聯(lián)結(jié)。所述電池筒6通過電纜為電動機(jī)8供電；所述壓力傳感器7測得壓力信號后通過信號電纜輸送至控制器9的壓力信號輸入端；所述控制器9由放大器、位置編碼器、單片機(jī)以及執(zhí)行控制繼電器構(gòu)成，其中放大器、位置編碼器的輸出端依次聯(lián)結(jié)于單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，所述放大器的正輸入端作為控制器9的壓力信號輸入端，所述單片機(jī)的控制信號輸出端連接至執(zhí)行控制繼電器的啟動信號輸入端，此執(zhí)行控制繼電器中啟動后導(dǎo)通的控制信號輸出端作為接入電動機(jī)8供電回路中的控制端；所述位置編碼器上的位置感應(yīng)開關(guān)固定于電動機(jī)8的轉(zhuǎn)動軸承上。另外，在所述針式開關(guān)閥5的閥座下端腔體內(nèi)還固定有一個流體泄漏壓力傳感器14，如圖2所示，在控制器內(nèi)為該傳感器增加一個放大器，這樣，控制器就可以及時感應(yīng)到閥體內(nèi)有無液體外泄漏。在控制器9中運行微機(jī)通訊軟件，以USB接口對控制器微處理機(jī)芯片進(jìn)行操作，將層段號、控制壓力及控制編碼等信息輸入微處理芯片內(nèi)的存貯器中。當(dāng)控制器工作時將根據(jù)內(nèi)存信息運行其程序，判斷壓力傳感器7接收到的信息。傳感器感受到的壓力信號經(jīng)放大器放大后送入微處理器進(jìn)行處理。當(dāng)判定接收到的信號為真時，向電動機(jī)發(fā)出驅(qū)動信號，并測量位置編碼器輸出的位置信號。當(dāng)與地面發(fā)送的控制指令相吻合后停止電機(jī)驅(qū)動并定位。當(dāng)判斷出壓力傳感器接收到的信號為假時，作干擾信號處理，等待下一組信號到來。
權(quán)利要求1.ー種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)，包括油管上接頭(I)、中心管上接頭(2)、中心管(4)以及外套筒(10)、下接頭(11 )，其特征在于所述油管上接頭(I)上開有ー個導(dǎo)流孔(3)，中心管上接頭(2)與中心管(4)垂直聯(lián)結(jié)后固定于油管上接頭(I)、外套筒(10)與下接頭(11)聯(lián)結(jié)后構(gòu)成的腔體(12)內(nèi)；所述腔體(12)的內(nèi)壁與中心管(4)外壁之間有環(huán)空，此環(huán)空內(nèi)固定有ー個環(huán)形絕緣筒，所述環(huán)形絕緣筒內(nèi)固定有電池筒(6)、壓カ傳感器(7)、控制器(9)以及電動機(jī)(8);在此腔體內(nèi)還固定有ー個由電動機(jī)(8)驅(qū)動的針式開關(guān)閥(5)，所述針式開關(guān)閥(5)的閥芯上帯有鋸齒形的刮削片，閥座上的通過孔(15)與導(dǎo)流孔(3)相連通，由針式開關(guān)閥(5)的閥芯控制其通斷；其中與壓力傳感器(7)所在位置對應(yīng)的外套筒(10)上開有壓力導(dǎo)入孔(13)，與針式開關(guān)閥(5)的通過孔所在位置對應(yīng)的中心管(4)的管壁上開有帶螺紋的通孔，所述針式開關(guān)閥(5)上的通過孔(15)與中心管(4)上的通孔通過一個兩端帶有外螺紋的空心螺紋管聯(lián)結(jié)；所述電動機(jī)(8)的軸與針式開關(guān)閥(5)上驅(qū)動機(jī)構(gòu)的傳動軸相聯(lián)結(jié)； 所述電池筒(6)通過電纜為電動機(jī)(8)供電；所述壓カ傳感器(7)測得壓力信號后通過信號電纜輸送至控制器(9)的壓カ信號輸入端；所述控制器(9)由放大器、位置編碼器、單片機(jī)以及執(zhí)行控制繼電器構(gòu)成，其中放大器、位置編碼器的輸出端依次聯(lián)結(jié)于單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，所述放大器的正輸入端作為控制器(9)的壓カ信號輸入端，所述單片機(jī)的控制信號輸出端連接至執(zhí)行控制繼電器的啟動信號輸入端，此執(zhí)行控制繼電器中啟動后導(dǎo)通的控制信號輸出端作為接入電動機(jī)(8)供電回路中的控制端； 所述位置編碼器上的位置感應(yīng)開關(guān)固定于電動機(jī)(8)的轉(zhuǎn)動軸承上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)，其特征在于所述針式開關(guān)閥(5)的閥座下端腔體內(nèi)還固定有ー個流體泄漏壓力傳感器(14)。
專利摘要一種可實現(xiàn)井下自動化控制的開關(guān)。解決現(xiàn)有技術(shù)中的井下開關(guān)容易因聚合物或油井結(jié)垢造成開關(guān)難以打開或關(guān)閉的問題。其特征在于所述油管上接頭上開有一個導(dǎo)流孔，中心管上接頭與中心管垂直聯(lián)結(jié)后固定于油管上接頭、外套筒與下接頭聯(lián)結(jié)后構(gòu)成的腔體內(nèi)；所述腔體的內(nèi)壁與中心管外壁之間有環(huán)空，此環(huán)空內(nèi)固定有一個環(huán)形絕緣筒，所述環(huán)形絕緣筒內(nèi)固定有電池筒、壓力傳感器、控制器以及電動機(jī)；在此腔體內(nèi)還固定有一個由電動機(jī)驅(qū)動的針式開關(guān)閥，所述針式開關(guān)閥的閥芯上帶有鋸齒形的刮削片，閥座上的通過孔與導(dǎo)流孔相連通，由針式開關(guān)閥的閥芯控制其通斷。所述開關(guān)可通過井口進(jìn)行遠(yuǎn)程自動控制，而且設(shè)置了除垢環(huán)節(jié)，實現(xiàn)準(zhǔn)確開關(guān)。
文檔編號E21B34/16GK202531105SQ201220199438
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者付保紅, 劉宇, 熊春宇, 王傳英, 王鳳嬪, 王艷芹 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 大慶石油管理局