专利名称：一种空心井分层注水量的调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田注水井中用的空心井分层注水量的调节装置，属于油田井下工具技术领域。
背景技术：
在油田开发过程中，需要通过注水井将水注入油层，以保持或恢复油层压力。注水 井的深度一般都在几百米甚至上千米，在注水井的不同深度设有配水芯子，现有配水芯子 上的水嘴截面积都是固定的，不能调节。另外，一般下层配水芯子的最大外径大于上层配水 芯子的内径。因此，如要更换某层配水芯子的水嘴，必须将更换层和以上各层的配水芯子全 部取出，更换水嘴后再全部重新投入。重复工作量大，工作效率低。同时，由于捞出配水芯 子后各层的配水量会有较大变化，流场要恢复到稳定状态需要更长时间，影响工作效率的 提尚。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种不用进行更换配水芯子、重复工作量小、工作效 率高的空心井分层注水量的调节装置，以克服现有技术的不足。本实用新型是这样构成的本实用新型的一种空心井分层注水量的调节装置包括 设在井下的可调节配水芯子和与吊索连接的井下调节工具，井下调节工具包括由上至下依 次连接的扶正装置、测量装置、控制装置和调节装置；扶正装置、测量装置、控制装置和调节 装置均为管状结构；在调节装置内设有电机，电机经驱动轴与导向头连接，驱动轴由下至上 依次套有支撑套、调节套、滑套和支爪套；支撑套与调节套下端之间设有一组驱动臂；支爪 套上铰接有一组支爪，支爪上设有驱动缺口 ；调节套上端设有凸环，凸环卡在支爪上的驱动 缺口内。上述支撑套沿圆周设有3个或4个轴向长槽，调节套下端沿圆周设有与轴向长槽 位置对应的短槽；驱动臂的两端分别铰接在长槽和短槽内。所述驱动臂包括经销轴铰接在一起的下连杆和上连杆，下连杆和上连杆的另一端 分别铰接在长槽和短槽内。可调节配水芯子包括螺纹连接的上芯管和下芯管，上芯管下部的管壁上沿圆周均 布有2 4个水嘴，在水嘴处的上芯管内设有调节阀，调节阀与上芯管螺纹连接。在扶正装置上设有与吊索连接的绳帽，扶正装置沿圆周设有3个或4个可自由收 缩的扶正臂；所述测量装置内设有压力和流量采集电路；所述控制装置内设有数据分析和 控制电路。由于采用了上述技术方案，本实用新型将现有不可调节水嘴的配水芯子用本实用 新型的可调节水嘴的配水芯子代替，可调节配水芯子上的上芯管内设有调节阀，调节阀与 上芯管螺纹连接，调节阀上设有可用工具旋转的驱动槽，通过旋转调节阀使调节阀在上芯 管内轴向移动，调节阀上移时，用调节阀遮挡住水嘴的部分变大，流量增加；调节阀下移时，用调节阀遮挡住水嘴的部分变小，流量减小。调节阀的旋转通过井下调节工具进行调节，不需要将该层以上各层的配水芯子全部取出进行更换芯子。大大减小了重复工作量。本实用 新型工作效率高，井下调节工具可自动适应不同直径的空心井配水芯子，伸缩自如，自适应 能力强。由于不用捞出配水芯子，所以不会影响捞出层配水量的变化，流场的稳定不需要恢 复时间，提高了工作效率。因此，本实用新型与现有技术相比，本实用新型不仅具有不用进 行更换配水芯子、重复工作量小、工作效率高的优点，而且还具有能极大改善空心井注水工 艺、有效提高工作效率和降低工人劳动强度等优点。
图1是本实用新型安装在注水井使用时的结构示意图；图2是本实用新型的可调节配水芯子的结构示意图；图3是本实用新型的调节装置的结构示意图。附图中的标记为1-可调配水芯子，2-吊索，3-上芯管，4-下芯管，5-水嘴，6-调 节阀，7-扶正装置，8-测量装置，9-控制装置，10-调节装置，11-绳帽，12-扶正臂，13-电 机，14-驱动轴，15-导向头，16-支撑套，17-调节套，18-滑套，19-支爪套，20-驱动臂， 21-支爪，22-驱动缺口，23-凸环，24-长槽，25-短槽，26-下连杆，27-上连杆，28-注水井。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型的实施例本实用新型的结构如图1-3所示，本实用新型是在注水井 28内设置可调节配水芯子1，在井上通过吊索2将井下调节工具放至配水芯子1处，使井下 调节工具上的驱动臂20与配水芯子1上的调节阀6连接，在电机13的驱动下带动调节阀6 旋转，达到调节流量的目的。可调节的配水芯子1是通过阀体对水嘴的遮挡量实现流量调 节的。1所述井下调节工具包括与吊索2连接的扶正装置7、用于测量井下压力和流量的测 量装置8、用于控制电机13运转的控制装置9和用于调节配水芯子1流量的调节装置10。实施本实用新型时，本实用新型的装置包括设在井下的可调节配水芯子1和与吊 索2连接的井下调节工具，可调节配水芯子1包括螺纹连接的上芯管3和下芯管4，上芯管 3下部的管壁上沿圆周均布有2 4个水嘴5，本实施例设有2个水嘴5 ；在水嘴5处的上 芯管3内设有调节阀6，调节阀6与上芯管3螺纹连接；其井下调节工具包括由上至下依次 连接的扶正装置7、测量装置8、控制装置9和调节装置10 ；扶正装置7、测量装置8、控制装 置9和调节装置10均为管状结构；扶正装置上设有与吊索2连接的绳帽11，扶正装置7沿 圆周设有2个或4个可自由收缩的扶正臂12 ；本实施例设有4个扶正臂12 ；所述测量装置 8内设有压力和流量采集电路(采用现有的典型压力和流量采集电路)；所述控制装置9内 设有数据分析和控制电路(采用现有的数据分析和控制典型数据分析和控制采集电路)， 调节装置10内设有电机13，电机13经驱动轴14与导向头15连接，驱动轴14由下至上依 次套有支撑套16、调节套17、滑套18和支爪套19 ；支撑套16与调节套17下端之间设有一 组驱动臂20 ；支爪套19上铰接有一组支爪21，支爪21上设有驱动缺口 22 ；调节套17上端 设有凸环23，凸环23卡在支爪21上的驱动缺口 22内。支撑套19沿圆周设有3个或4个 轴向长槽24，调节套17下端沿圆周设有与轴向长槽25位置对应的短槽26 ；驱动臂20的两端分别铰接在长槽25和短槽26内。驱动臂20包括经销轴铰接在一起的下连杆27和上连 杆28，下连杆27和上连杆28的另一端分别铰接在长槽25和短槽26内。本实用新型的工作过程及原理如下使用本实用新型时，应自下而上进行调节，本实用新型的主要功能是解决水量调节功能，另外就是解决了仪器自下而上时能够顺利通过井中的配水芯子，通过之后需要座 入该级配水芯子时，本实用新型却不会通过该配水芯子，而是座入该配水芯子开始测试或 调节，这一点也是本实用新型的一个特点；将本实用新型下井前，应人为收起仪器并锁死， 到达指定位置后(一般为最下一级配水芯子)，依靠系统自身判断环境，控制电机旋转从而 在弹簧力的作用下弹开，这时才开始调节。本实用新型的可调节配水芯子1分成上芯管3和下芯管4，在上芯管3上设置水 嘴，在上芯管3内设有调节阀6，调节阀6与上芯管3螺纹连接，调节阀6上设有可用工具旋 转的驱动槽，通过旋转调节阀6使调节阀在上芯管3内轴向移动，调节阀6上移时，用调节 阀6遮挡住水嘴5的部分变大，流量增加；调节阀6下移时，用调节阀6遮挡住水嘴5的部 分变小，流量减小。井下调节工具包括与吊索2连接的扶正装置7、用于测量井下压力和流量的测量 装置8、用于控制电机13运转的控制装置9和用于调节配水芯子1流量的调节装置10。扶 正装置7、测量装置8和控制装置9均可采用现有的。本实用新型主要是对调节装置10进 行了改进。调节装置10包括支爪套6，支爪套6是与测量装置或调节装置连接的。使用时， 用吊索2绑着扶正装置7，调节装置10上的导向头15向下从井口放入注水井内，当遇到注 水井28内的配水芯子1时，导向头15头部的锥形可以起到很好的导向作用，进入配水芯子 1的孔，再继续向下放，调节装置10上的驱动臂20的下连杆26会最先抵在配水芯子1的 孔壁上，由于受到井下调节工具自身的重力作用，配水芯子1的孔壁挤压下连杆26向内收 缩，使与下连杆26铰接在一起的上连杆27向上顶，由于上连杆27是与调节套17铰接在一 起的，所以上连杆27也会顶着调节套17克服压簧的力量向上移动，设在调节套17上端的 凸环23通过设在支爪21上的驱动缺口 22将支爪21向上顶，由于支爪21是经销轴铰接在 支爪套19上的，所以支爪21不能向上移动，只能以销轴为支点转动向支爪套19上的支爪 槽内收缩，使支爪套19上的支爪21收缩至可以通过配水芯子的尺寸，使调节装置10能够 带着测量装置或调节装置一起向下通过以上各层的配水芯子1。当到达需要调节层的配水 芯子1时，座入配水芯子1后即可开始测试或调节；这时驱动臂20弹出，卡在调节阀6上的 槽内，然后启动电机13，电机13带着调节阀6旋转。通过旋转调节阀6使调节阀在上芯管 3内轴向移动，调节阀6上移时，用调节阀6遮挡住水嘴5的部分变大，流量增加；调节阀6 下移时，用调节阀6遮挡住水嘴5的部分变小，流量减小。井下调节工具在上升过程中是支爪21先收缩带动驱动臂20收缩顺利向上通过配 水芯子的，向上升的时候，一般没有什么问题，主要解决的向下放的过程中，防止井下调节 工具卡在配水芯子处。
权利要求一种空心井分层注水量的调节装置，包括设在井下的可调节配水芯子(1)和与吊索(2)连接的井下调节工具，其特征在于井下调节工具包括由上至下依次连接的扶正装置(7)、测量装置(8)、控制装置(9)和调节装置(10)；扶正装置(7)、测量装置(8)、控制装置(9)和调节装置(10)均为管状结构；在调节装置(10)内设有电机(13)，电机(13)经驱动轴(14)与导向头(15)连接，驱动轴(14)由下至上依次套有支撑套(16)、调节套(17)、滑套(18)和支爪套(19)；支撑套(16)与调节套(17)下端之间设有一组驱动臂(20)；支爪套(19)上铰接有一组支爪(21)，支爪(21)上设有驱动缺口(22)；调节套(17)上端设有凸环(23)，凸环(23)卡在支爪(21)上的驱动缺口(22)内。
2.根据权利要求1所述的空心井分层注水量的调节装置，其特征在于所述支撑套(19)沿圆周设有3个或4个轴向长槽(24)，调节套(17)下端沿圆周设有与轴向长槽(24) 位置对应的短槽(25)；驱动臂(20)的两端分别铰接在长槽(24)和短槽(25)内。
3.根据权利要求2所述的空心井分层注水量的调节装置，其特征在于所述驱动臂(20)包括经销轴铰接在一起的下连杆(26)和上连杆(27)，下连杆(26)和上连杆(27)的 另一端分别铰接在长槽(24)和短槽(25)内。
4.根据权利要求1所述的空心井分层注水量的调节装置，其特征在于可调节配水芯 子(1)包括螺纹连接的上芯管(3)和下芯管(4)，上芯管(3)下部的管壁上沿圆周均布有 2 4个水嘴(5)，在水嘴(5)处的上芯管(3)内设有调节阀(6)，调节阀(6)与上芯管(3) 螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的空心井分层注水量的调节装置，其特征在于在扶正装置(7) 上设有与吊索⑵连接的绳帽(11)，扶正装置⑵沿圆周设有3个或4个可自由收缩的扶 正臂(12)；所述测量装置(8)内设有压力和流量采集电路；所述控制装置(9)内设有数据 分析和控制电路。
专利摘要本实用新型公开了一种空心井分层注水量的调节装置，其井下调节工具包括由上至下依次连接的扶正装置、测量装置、控制装置和调节装置；扶正装置、测量装置、控制装置和调节装置均为管状结构；在调节装置内设有电机，电机经驱动轴与导向头连接，驱动轴由下至上依次套有支撑套、调节套、滑套和支爪套；支撑套与调节套下端之间设有一组驱动臂；支爪套上铰接有一组支爪，支爪上设有驱动缺口；调节套上端设有凸环，凸环卡在支爪上的驱动缺口内。本实用新型不仅具有不用进行更换配水芯子、重复工作量小、工作效率高的优点，而且还具有能极大改善空心井注水工艺、有效提高工作效率和降低工人劳动强度等优点。
文档编号E21B43/20GK201574739SQ20092031936
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者庞云伟, 林涛, 田赁, 谢雪峰, 陈勇 申请人:贵州航天凯山石油仪器有限公司