專利名稱：油田分層高壓可調(diào)高分辨注水閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注水裝置，特別是一種油田分層高壓可調(diào)高分辨注水閥。
背景技術(shù)：
目前油田中的油井注水方法分籠統(tǒng)注水法和分層注水法，目前給油井注水是通 過兩種方式 一種是通過用大小不同的定流量水嘴投入井下來注水，每次在需要注不同 水流量時需要頻繁的取出水嘴更換水嘴，工人勞動強(qiáng)度大，效率低，另一種是通過分層 可調(diào)堵塞器來實(shí)現(xiàn)，但流量的調(diào)節(jié)范圍小，流量調(diào)節(jié)分辨率低，在小流量時容易堵塞而 無法正常工作，因而大規(guī)模推廣受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)無法做到對油田水井注水進(jìn)行大流量，高分辨率 調(diào)節(jié)，使用安全可靠，生產(chǎn)效率高，成本低的問題。本發(fā)明設(shè)計一種分層高壓可調(diào)高分 辨注水閥裝置，就是這樣一種能夠?qū)τ吞镒⑺M(jìn)行大流量，高分辨率，高效率，低成 本，安全可靠的分層可調(diào)注水裝置。 本發(fā)明的油田分層可調(diào)注水裝置包括傳動軸、測調(diào)儀定位套、套于傳動軸上 的投撈拔取復(fù)位彈簧、投撈拔取頂出裝置殼體、投撈拔取定位凸輪、閥芯連接螺桿、閥 芯連接螺桿調(diào)整彈簧、出水套殼體、陶瓷閥芯、陶瓷閥套、進(jìn)水過濾套。所述閥芯連接 螺桿一端與傳動軸花鍵配合連接，另一端與陶瓷閥芯連接。所述陶瓷閥芯的右端部具有 V形液流口和中部內(nèi)孔為臺階狀的通孔。所述陶瓷閥芯能夠左右往復(fù)直線運(yùn)動，當(dāng)陶瓷 閥芯運(yùn)動到陶瓷閥套的內(nèi)孔內(nèi)時，陶瓷閥芯與陶瓷閥套形成光滑且緊密的配合。
陶瓷閥芯部件是由閥芯連接螺桿和閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧襯套，閥芯連接螺桿 調(diào)整彈簧，加強(qiáng)定位墊圈，陶瓷閥芯和連接螺套連接組成一整體件，閥芯連接螺桿設(shè)計 為帶螺紋的螺桿傳動式結(jié)構(gòu)，陶瓷閥芯端部開有V形流通口，陶瓷閥芯中間是帶臺階的 通孔。閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧襯套為T形狀的環(huán)形套，通過彈簧襯套的大外徑臺階面和 彈簧墊圈分別在殼體內(nèi)左右臺階上的移動定位作用下，使閥芯連接螺桿螺紋與投撈拔取 頂出裝置殼體內(nèi)相應(yīng)配合螺紋嚙合段的螺紋始終處于嚙合狀態(tài)，而不至于滑脫導(dǎo)致嚙合 不到位而無法正常調(diào)節(jié)閥芯的現(xiàn)象發(fā)生，并且大大簡化了設(shè)計結(jié)構(gòu)和材料。
陶瓷閥芯與陶瓷閥套形成光滑且緊密的配合，圓周上沒有方向定位，當(dāng)陶瓷閥 芯外圓與陶瓷閥套內(nèi)孔在關(guān)閉堵塞時，陶瓷閥芯不會因受到圓周方向上產(chǎn)生的扭矩力被 破壞。出水套殼體是圓周上開有至少一個出水口窗口，進(jìn)水過濾套是設(shè)計為帶小孔的過 濾網(wǎng)殼體。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是只需分別在油田注水井各層一次性投下一套本發(fā)明的油田分層 可調(diào)注水裝置，就能在油井深處，通過配套的測調(diào)儀器對注水井進(jìn)行適時高分辨的調(diào)節(jié) 流量和控制，來實(shí)現(xiàn)給井下注水，而且在小流量調(diào)節(jié)時，不容易堵塞，閥芯使用安全可 靠，更大的提高了生產(chǎn)效率和勞動強(qiáng)度，更能滿足油田分層高壓注水的要求。


圖1和圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中陶瓷閥芯10位于左端，圖2中 陶瓷閥芯10運(yùn)動到右端與陶瓷閥套12內(nèi)孔配合；
圖3是閥芯的主剖視圖；
圖4是閥芯的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳盡地描述。 如圖1所示，本發(fā)明的可調(diào)注水裝置包括傳動軸l，測調(diào)儀定位套2，投撈拔 取復(fù)位彈簧3，投撈拔取頂出裝置殼體4，投撈拔取定位凸輪5，閥芯連接螺桿6，閥芯連 接螺桿調(diào)整彈簧襯套7，閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧8，出水套殼體9，陶瓷閥芯IO，連接螺 套ll，陶瓷閥套12，進(jìn)水過濾套13，下段密封圈14，陶瓷閥芯密封圈15，上段密封圈 16，加強(qiáng)定位墊圈17。投撈拔取復(fù)位彈簧3從傳動軸1右端套入，然后兩件一起從測調(diào)儀 定位套2右端中心孔中套入，測調(diào)儀定位套2和投撈拔取頂出裝置殼體4通過螺紋連接， 投撈拔取定位凸輪5通過螺栓固定在投撈拔取頂出裝置殼體4的凸輪定位中心槽內(nèi)，傳動 軸1下端面通過投撈拔取復(fù)位彈簧3的作用力頂在投撈拔取定位凸輪5右端臺階面上，從 而限制投撈拔取定位凸輪5任意作反時針轉(zhuǎn)動，起到在水井下的安裝定位作用，閥芯連 接螺桿6通過螺紋連接套入投撈拔取頂出裝置殼體4右端相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)螺紋中，閥芯連接 螺桿6左端小外圓臺階軸從傳動軸1右端中心孔中插入配合，傳動軸1右端孔設(shè)計成花鍵 孔結(jié)構(gòu)，閥芯連接螺桿6左段小外圓臺階軸上設(shè)計成花鍵軸結(jié)構(gòu)，這樣連接配合，傳動 軸1就可將測調(diào)儀器電機(jī)原動力傳遞給閥芯連接螺桿6，閥芯連接螺桿6在傳動軸1右端 花鍵孔中作左右直線運(yùn)動，閥芯連接螺桿6右端光軸上套入閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧襯套 7，再套入閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧8，然后再套入加強(qiáng)定位墊圈17，該墊圈起到對陶瓷閥 芯的強(qiáng)度保護(hù)和對閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧8的定位作用，最后在閥芯連接螺桿6右端套入 陶瓷閥芯，通過連接螺套11與閥芯連接螺桿6連接成整體，然后在出水套殼體9內(nèi)孔密 封槽中裝入密封圈15，將出水套殼體9從陶瓷閥芯右端套入，出水套殼體9左端與投撈拔 取頂出裝置殼體4右端通過螺紋連接固定，再將陶瓷閥套12從出水套殼體9右端中心孔 中套入，然后將進(jìn)水過濾套13從右端套入，通過螺紋連接與出水套殼體9連接固定為一 體，最后在注水裝置整體件外圓密封槽內(nèi)裝配上段密封圈16和下段密封圈14。
在向水井下投入本發(fā)明的注水裝置時，用投撈工具夾住傳動軸l上端臺階軸， 將注水裝置投入水井中，投撈拔取定位凸輪5下方凸點(diǎn)在水井管壁的擠壓作用下順時針 向井口上方旋轉(zhuǎn)，將傳動軸l向上頂，同時投撈拔取定位凸輪5下凸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)藏于定位槽 中，直到整個注水裝置順利落到水井管中定位段定位，投撈拔取定位凸輪5在投撈拔取 復(fù)位彈簧3和傳動軸1的彈簧推力作用下自動復(fù)位并卡在水井管壁定位槽中定位，同時投 撈拔取定位凸輪5的左臺階端面在傳動軸右端的定位作用下卡住，凸輪無法自由任意轉(zhuǎn) 動，這樣在水壓向上的推力作用下也不會自動向上滑出，形成了一個單向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng) 要取出整個注水閥時，用投撈拔取工具夾住傳動軸l左端臺階段，向井外拔取，將傳動 軸1右端面拔離投撈拔取定位凸輪5的左臺階定位面，投撈拔取定位凸輪5下凸點(diǎn)在水井管壁的擠壓下作反時針方向旋轉(zhuǎn)，從而使投撈拔取定位凸輪5順利脫離定位槽，整個注 水裝置便可順利拔出井外。投撈拔取頂出裝置殼體4的左端和測調(diào)儀定位套2連接段外 徑比其他段外圓大，形成臺階狀，目的在于在水井安裝段起到向下的定位作用，不至于 在任何力的作用下向下滑落，測調(diào)儀定位套2的作用是起到連接其他部件和幫助測調(diào)儀 器的定位作用，給測調(diào)儀器一個作用力受力支撐點(diǎn)，閥芯連接螺桿6設(shè)計成螺紋桿臺階 狀，大螺紋段和投撈拔取頂出裝置殼體4內(nèi)螺紋段設(shè)計為同規(guī)格螺紋配合，右端小螺紋 段便于和連接螺套ll配合固定陶瓷閥芯，閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧襯套7，他的作用是起 到對閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧8的位置定位和支撐作用，陶瓷閥芯10是右端部設(shè)計成V形 液流口 19和內(nèi)孔成臺階通孔18的結(jié)構(gòu)(如圖3和圖4所示)，陶瓷閥芯材質(zhì)為高強(qiáng)度耐磨 損的陶瓷材料，增強(qiáng)了陶瓷閥芯的耐磨損度和與陶瓷閥套12內(nèi)孔的配合光潔度，減小了 兩件的配合間隙漏失量，配合陶瓷閥芯10右端部V形液流口 19，能夠起到使水流量在流 入水井時流量成線性變化，這樣就提高了水流量的分辨率，便于更好的給水井配水，陶 瓷閥套12的材質(zhì)是高強(qiáng)度耐磨損的陶瓷材料，內(nèi)孔設(shè)計成帶喇叭形狀和臺階狀的結(jié)構(gòu)， 喇叭形狀便于陶瓷閥芯順利通過而不被卡住或頂死的現(xiàn)象存在，進(jìn)水過濾套13是連接其 他部件和對進(jìn)水渣滓的過濾作用，上下段密封圈14和16和陶瓷閥芯密封圈15的作用是 對通過注水閥對油田配水層位水井進(jìn)水口位置段的密封作用，不至于水從其他部位流出 而影響對需要層位水量的正確測量。在對水井配水層位都投入配置該注水裝置后，對其 配水，用測調(diào)儀器與傳動軸l對接后，電機(jī)對其施加扭力，便帶動閥芯連接螺桿6和陶瓷 閥芯10整體運(yùn)動，閥芯連接螺桿6大螺紋段在投撈拔取頂出裝置殼體4右段相應(yīng)內(nèi)螺紋 段作螺旋運(yùn)動，從而推動連接在其右段的陶瓷閥芯作左右直線運(yùn)動，測調(diào)儀器電機(jī)作順 時針傳動扭力作用時，陶瓷閥芯10便向陶瓷閥套12推進(jìn)，進(jìn)入陶瓷閥套內(nèi)孔，水流量逐 漸調(diào)小直至閥全部關(guān)閉，此時漏失量為最小，此時電機(jī)可無限制的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到閥芯 連接螺桿6大螺紋段全部脫出內(nèi)螺紋配合段，產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，而對電機(jī)不會產(chǎn)生過載阻礙扭 力的現(xiàn)象，此時閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧8依然對閥芯連接螺桿6產(chǎn)生壓力，使得閥芯連接 螺桿6和投撈拔取頂出裝置殼體4內(nèi)螺紋段緊貼處于配合狀態(tài)，便于閥芯連接螺桿6順利 套入內(nèi)螺紋返回，當(dāng)測調(diào)儀器電機(jī)反時針施加扭力時，陶瓷閥芯10在閥芯連接螺桿6作 螺旋運(yùn)動作用下向左直線運(yùn)動，陶瓷閥芯10和陶瓷閥套12內(nèi)孔密閉段便分離，閥便逐漸 打開，水流量便逐漸調(diào)大，直到陶瓷閥芯10和陶瓷閥套12分離達(dá)到最大極限，水流量調(diào) 節(jié)為最大，測調(diào)儀器仍然可以繼續(xù)施加扭力工作，閥芯連接螺桿6在投撈拔取頂出裝置 殼體4內(nèi)螺紋中向左運(yùn)動直到全部脫離螺紋配合產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，不會對電機(jī)產(chǎn)生過載扭力阻 礙而損壞電機(jī)，同時，閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧8依然對閥芯連接螺桿6產(chǎn)生反壓力而使閥 芯連接螺桿6大螺紋段和投撈拔取頂出裝置殼體4大螺紋段內(nèi)螺紋貼緊配合，便于閥芯連 接螺桿6順利套入內(nèi)螺紋返回，同時，陶瓷閥芯10內(nèi)孔和閥芯連接螺桿6右段是光桿同 心連接，當(dāng)陶瓷閥芯10和陶瓷閥芯12在內(nèi)孔配合遇到渣滓擠壓過緊，陶瓷閥芯10可在 閥芯連接螺桿6的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線拉力下對其進(jìn)行向左或向右的推力或拉力，而不 產(chǎn)生破壞性的過大旋轉(zhuǎn)扭力，這樣提高了陶瓷閥芯的耐用度和使用安全系數(shù)。
權(quán)利要求
一種油田分層可調(diào)注水裝置，包括傳動軸(1)、測調(diào)儀定位套(2)、套于傳動軸(1)上的投撈拔取復(fù)位彈簧(3)、投撈拔取頂出裝置殼體(4)、投撈拔取定位凸輪(5)、閥芯連接螺桿(6)、閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧襯套(7)、閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧(8)、出水套殼體(9)、陶瓷閥芯(10)、陶瓷閥套(12)、進(jìn)水過濾套(13)，其特征在于所述閥芯連接螺桿(6)一端與傳動軸(1)花鍵配合連接，另一端與陶瓷閥芯(1)連接；所述陶瓷閥芯(10)的右端部具有V形液流口(19)和中部內(nèi)孔為臺階狀的通孔(18)；所述陶瓷閥芯(10)能夠左右往復(fù)直線運(yùn)動，當(dāng)陶瓷閥芯(10)運(yùn)動到陶瓷閥套(12)的內(nèi)孔內(nèi)時，陶瓷閥芯(10)與陶瓷閥套(12)形成光滑且緊密的配合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于所述投撈拔取定位 凸輪(5)通過螺栓固定在投撈拔取頂出裝置殼體(4)的凸輪定位中心槽內(nèi)，所述投撈拔取 定位凸輪(5)用于在水井下的安裝時進(jìn)行定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于所述傳動軸(l)具有 與閥芯連接螺桿(6)左段小外圓臺階軸上的花鍵相互配合的的右端孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于所述油田可調(diào)注 水裝置還包括分別位于所述注水裝置中部和下部外圓密封槽內(nèi)的上段密封圈(16)和下段 密封圈(14)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于投撈拔取頂出裝置 殼體(4)與測調(diào)儀定位套(2)相連接部分的外徑大于投撈拔取頂出裝置殼體(4)其它部分的 外徑，從而形成臺階狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于投撈拔取頂出裝置 殼體(4)與測調(diào)儀定位套(2)相連接部分的外徑大于投撈拔取頂出裝置殼體(4)其它部分的 外徑，從而形成臺階狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于所述陶瓷閥套(12)的 內(nèi)孔具有帶喇叭形狀和臺階狀的結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于閥芯連接螺桿(6)呈 螺紋桿臺階狀，左端大螺紋段和投撈拔取頂出裝置殼體(4)內(nèi)螺紋段設(shè)計為同規(guī)格螺紋配 合，右端小螺紋段與連接螺套(11)配合以便固定陶瓷閥芯(10)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于所述閥芯連接螺桿 調(diào)整彈簧襯套(7)是T形的環(huán)形套。
10. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的油田分層可調(diào)注水裝置，其特征在于出水套殼體(9)下 端開有至少一個出水口窗口，進(jìn)水過濾套(13)為帶小孔的過濾網(wǎng)殼體。
全文摘要
本發(fā)明為一種油田分層高壓可調(diào)高分辨注水閥，其包括傳動軸、測調(diào)儀定位套、套于傳動軸上的投撈拔取復(fù)位彈簧、投撈拔取頂出裝置殼體、投撈拔取定位凸輪、閥芯連接螺桿、閥芯連接螺桿調(diào)整彈簧、出水套殼體、陶瓷閥芯、陶瓷閥套、進(jìn)水過濾套。所述陶瓷閥芯的右端部具有V形液流口和中部內(nèi)孔為臺階狀的通孔。所述陶瓷閥芯能夠左右往復(fù)直線運(yùn)動，當(dāng)陶瓷閥芯運(yùn)動到陶瓷閥套的內(nèi)孔內(nèi)時，陶瓷閥芯與陶瓷閥套形成光滑且緊密的配合。本發(fā)明只需分別在油田注水井各層一次性投下一套本發(fā)明的油田分層可調(diào)注水裝置，就能在油井深處，通過配套的測調(diào)儀器對注水井進(jìn)行適時高分辨的調(diào)節(jié)流量和控制，來實(shí)現(xiàn)給井下注水。
文檔編號E21B43/16GK101691835SQ20091018088
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者劉合 申請人:大慶油田有限責(zé)任公司