CN105805332B - 一种井下流量无级调节电动控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种井下流量无级调节电动控制阀，包括外筒、空心电机驱动机构、流量无极调节机构，所述外筒上下端分别连接上接头和下接头，所述流量无极调节机构包括动轴、内管，所述下接头中部内侧设有轴向凹槽，所述内管穿插在外筒和下接头内腔，并且内管上半段与外筒之间形成环空，而内管下半段外壁紧贴下接头上半段内壁，所述下接头上半段开设入液口，所述内管下端与下接头的轴向凹槽配合，所述动轴通过螺纹安装在内管外侧，所述外筒和动轴之间安装空心电机驱动机构，所述空心电机驱动机构带动动轴旋转，动轴带动内管升降改变入液口大小。本发明具有结构简单、受载对称等特点，实现了井下流量无级调节。

Description

一种井下流量无级调节电动控制阀
技术领域
本发明涉及井下流量控制工具，具体地说是一种井下流量无级调节电动控制阀。
背景技术
随着油田开发向智能化发展，尤其边远油藏的开发，需要更多的智能技术及其产品适用智能油田需要，尤其是智能油井井下工具的开发显得特别重要。目前诸多油田也开发了各种类型的油水井井下流量控制开关类的工具，但面对井下这看不见摸不着的环境下实用性较差，现场应用范围受限，其中受载恶劣、可靠性差、流量调节不连续等都是现有井下流量控制工具面临的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井下流量无级调节电动控制阀，具有结构简单、受载对称等特点，实现了井下流量无级调节。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种井下流量无级调节电动控制阀，包括外筒、空心电机驱动机构、流量无极调节机构，所述外筒上下端分别连接上接头和下接头，所述流量无极调节机构包括动轴、内管，所述下接头中部内侧设有轴向凹槽，所述内管穿插在外筒和下接头内腔，并且内管上半段与外筒之间形成环空，而内管下半段外壁紧贴下接头上半段内壁，所述下接头上半段开设入液口，所述内管下端与下接头的轴向凹槽配合，所述动轴通过螺纹安装在内管外侧，所述外筒和动轴之间安装空心电机驱动机构，所述空心电机驱动机构带动动轴旋转，动轴带动内管升降改变入液口大小。
所述空心电机驱动机构包括铠装电缆、密封塞、电刷架、定子、动子，所述动子安装在动轴外侧，动子上端设有压环，所述定子安装在外筒内腔，定子上端设有压套，所述密封塞安装于外筒与动轴之间环空中，所述电刷架安装在压套上方与动轴外侧环空内，铠装电缆穿越密封塞并通过内压钉密封，铠装电缆上端穿过上接头侧孔，下端则连接电刷架。
所述压套与压环通过上部轴承连接，压套与动轴之间通过密封圈密封，所述动轴下端与外筒通过下部轴承连接，并通过密封圈密封。
所述外筒中部内腔设有安装定子的台阶和下部轴承的台阶。
所述密封塞与外筒、动轴通过密封圈密封，同时与外筒通过防转钉定位；所述的密封塞与压套接触部分通过密封胶密封；所述的压套下部设有一油孔。
所述动轴中上部外侧安装有接电环，与电刷架上电极配合。
所述的动轴上端设有止位台阶；所述的动子上缠有动子绕组，定子上缠有定子绕组。
所述外筒下部内壁一内孔中安装行程触发器并用沉孔钉紧固，行程触发器与内管下端相紧贴段配合。
所述入液口为细长缝型入液口，长度逐渐递减或递增，沿圆周均布。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
该发明主要有空心电机驱动机构和流量无极调节机构组成，电源通过铠装电缆导入电刷架中的电刷，借助动轴上的接电环进入动子上的励磁绕组，电流的交替变化以及定子上励磁绕组的组合作用使得动子旋转，动子带动动轴旋转，动轴的转动使得内管上下移动，开启或关闭下接头圆柱面上的流量调节通道。在下接头圆柱面上流量调节通道沿圆柱面均布，并长度渐次增长，使得流量通道随着内管的上下移动呈现逐渐递增的近似线性变化规律，实现无极调节功能。
总之，（1）设计空心轴电机，受载对称均布，驱动力大。（2）可适用于压差大、含沙、小井眼、稠油等油水井工况。（3）流量可实现线性连续变化的无级调节。
附图说明
图1为本发明一种井下流量无级调节电动控制阀的结构示意图；
图2为本发明的B-B剖面图；
图3为本发明下接头17的入液口布局示意图。
图中：上接头1，铠装电缆2，外压钉3、外筒4、内压钉5、密封塞6、动轴7、电刷架8、压套9、上部轴承10、压环11、内管12、定子13、动子14、下部轴承15、行程触发器16、下接头17。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
根据图1，一种井下流量无级调节电动控制阀，包括上接头1，铠装电缆2，外压钉3，外筒4，内压钉5，密封塞6，动轴7，电刷架8，压套9，上部轴承10，压环11，内管12，定子13，动子14，下部轴承15，行程触发器16和下接头17。所述上接头1与外筒4螺纹连接，并用防松钉401紧固，用密封圈102密封，所述铠装电缆2穿过上接头1侧孔，用外压钉3紧固密封，所述外筒4与下接头17螺纹连接，并通过密封圈404密封，所述内管12穿插在外筒4和下接头17内腔，内管12下端与下接头17中部轴向凹槽配合，外侧与下接头内侧通过密封圈1701密封，所述动轴7通过螺纹安装在内管12外侧，所述动轴7下端与外筒4通过下部轴承15连接，并通过密封圈403密封，所述动子14安装在动轴7外侧，动子14上端设有压环11，所述定子13安装在外筒4内腔，定子13上端设有压套9，压套9与压环11通过上部轴承10连接，压套9与动轴7之间通过密封圈901密封，所述密封塞6安装于外筒4与动轴7之间环空中，与外筒4和动轴7通过密封圈601、602密封，与外筒4通过防转钉402定位，所述电刷架8安装在压套9上方，动轴7外侧环空内，铠装电缆2穿越密封塞6，通过内压钉5密封。
所述的外筒4中部内腔设有安装定子13的台阶405和下部轴承15的台阶406。
所述的行程触发器16安装在外筒4下部一内孔中，用沉孔钉1601紧固。
所述的下接头17中部内侧设有轴向凹槽，槽内安装密封圈1703。
所述的动轴7与内管12之间为运动螺纹副1201。
所述的动轴7上端设有止位台阶702。
所述的动轴7中上部外侧安装有接电环701，与电刷架8上电极801配合。
所述的密封塞6与压套9接触部分通过密封胶603密封。
所述的压套9下部设有一油孔902。
所述的压套9与外筒4之间设有注入润滑油的环型空腔。
根据图2，所述的动子14上缠有动子绕组1401，定子13上缠有定子绕组1301。
根据图3，所述的下接头17中部设有均匀设置的多个细长缝型入液口1702，长度逐渐递减（或递增），沿圆周均布。
现场实施中，根据图1，电源通过铠装电缆2导入电刷架8中的电极801，借助动轴7上的接电环701进入动子14上的励磁绕组1401，电流的交替变化以及定子13上励磁绕组1301的组合作用使得动子14旋转，动子14带动动轴7旋转，动轴7的转动使得内管12上下移动，开启或关闭下接头17圆柱面上的入液口1702。在下接头17圆柱面上细长缝型入液口1702沿圆柱面均布，并长度渐次增长或递减，使得流量通道随着内管12的上下移动呈现逐渐递增的近似线性变化规律，实现无极调节功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (3)

1.一种井下流量无级调节电动控制阀，其特征在于，包括外筒、空心电机驱动机构、流量无级调节机构，所述外筒上下端分别连接上接头和下接头，所述流量无级调节机构包括动轴、内管，所述下接头中部内侧设有轴向凹槽，所述内管穿插在外筒和下接头内腔，并且内管上半段与外筒之间形成环空，而内管下半段外壁紧贴下接头上半段内壁，所述下接头上半段开设入液口，所述内管下端与下接头的轴向凹槽配合，所述动轴通过螺纹安装在内管外侧，所述外筒和动轴之间安装空心电机驱动机构，所述空心电机驱动机构带动动轴旋转，动轴带动内管升降改变入液口大小；所述空心电机驱动机构包括铠装电缆、密封塞、电刷架、定子、动子，所述动子安装在动轴外侧，动子上端设有压环，所述定子安装在外筒内腔，定子上端设有压套，所述密封塞安装于外筒与动轴之间环空中，所述电刷架安装在压套上方与动轴外侧环空内，铠装电缆穿越密封塞并通过内压钉密封，铠装电缆上端穿过上接头侧孔，下端则连接电刷架；所述压套与压环通过上部轴承连接，压套与动轴之间通过密封圈密封，所述动轴下端与外筒通过下部轴承连接，并通过密封圈密封；所述的压套与外筒之间设有注入润滑油的环空；所述密封塞与外筒、动轴通过密封圈密封，同时与外筒通过防转钉定位；所述的密封塞与压套接触部分通过密封胶密封；所述的压套下部设有一油孔；所述的动轴上端设有止位台阶；所述的动子上缠有动子绕组，定子上缠有定子绕组；所述外筒下部内壁一内孔中安装行程触发器并用沉孔钉紧固，行程触发器与内管下端相紧贴段配合；所述入液口为细长缝型入液口，长度逐渐递减或递增，沿圆周均布。
2.根据权利要求1所述的一种井下流量无级调节电动控制阀，其特征在于，所述外筒中部内腔设有安装定子的台阶和下部轴承的台阶。
3.根据权利要求1所述的一种井下流量无级调节电动控制阀，其特征在于，所述动轴中上部外侧安装有接电环，与电刷架上电极配合。
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