CN109931041A - 一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，包括底板、支撑条、注水筒、电液推杆、活塞、第一球阀、注水管、法兰盘、进水管、伺服电机、第一齿轮、第二齿轮、油管、通孔、海绵条、封口帽、第二球阀、油瓶、伺服减速电机、转动条、螺母、螺杆、条形槽、加强筋板、伺服电机控制器、固定杆、提杆、把手套、固定圆环、观察条窗和第三球阀。本发明结构合理，通过固定插地结构的设置，可便于固定在地面上，通过伺服减速电机带动转动条和螺杆转动，螺杆通过螺母的作用，可逐渐插入地面中，实现固定；可为注水筒大部分外表面涂抹防锈油，可减少注水筒生锈现象的发生。

Description

一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于注水装置，具体为一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，属于油气藏开发应用技术领域。

背景技术

缝洞型碳酸盐岩油藏具有埋藏深、非均质性强、开发难度大等特点,国内对此类油藏的开发主要采用注水方式；矿场上根据缝洞之间的连通情况将储集体划分为单井缝洞单元和多井缝洞单元。

一般注水装置安装在地面上，可能需要将固定杆插入地面中，进行固定，可能需要人工手动操作，劳动强度可能较大；而注水装置中装水的容器表面长期暴露在空气中可能会出现生锈现象，虽然涂有防锈漆，但长期暴露在外界，防锈漆可能会出现松动掉落，防锈效果可能不佳。因此，针对上述问题提出一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，包括底板、注水筒、防锈结构、固定插地结构以及电液推杆，所述注水筒的底部两侧通过支撑条与底板表面固接，所述电液推杆固定安装在注水筒的一侧，且电液推杆的输出轴贯穿开设在注水筒一侧的圆孔，所述电液推杆的输出轴末端固定安装有活塞，且活塞与注水筒内壁过盈配合连接，所述注水筒远离电液推杆的一侧固定安装有两个第一球阀，两个所述第一球阀的一侧分别固定安装有注水管和进水管，所述注水筒的正面嵌合安装有观察条窗，且观察条窗的长度方向上标有刻度线；

所述防锈结构包括伺服电机以及油管，所述伺服电机的底部通过固定杆与底板的表面固接，所述伺服电机的输出轴固定套接有第一齿轮，所述电液推杆的外壳转动连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮之间啮合连接，所述油管的一端与第二齿轮的一侧固接，所述油管表面粘合连接有海绵条，且海绵条与注水筒的外表面紧密接触，所述油管表面等间距开有若干个通孔，且若干个通孔位于海绵条顶部，所述油管的表面开有螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有第二球阀，所述第二球阀的顶部固定安装有油瓶，所述油瓶顶部固定安装有第三球阀；

所述固定插地结构包括伺服减速电机以及固定嵌合在底板上的螺母，所述伺服减速电机的顶部与注水筒的底部固接，所述螺母的内圈螺纹连接有螺杆，所述螺杆的内部开有条形槽，所述伺服减速电机的输出轴末端固接有转动条，所述转动条的末端与条形槽的顶部间隙配合连接，所述螺杆的底部为圆锥型结构。

优选的，所述注水管的末端固定安装有法兰盘。

优选的，所述油管的末端固接有封口帽。

优选的，所述底板表面固定安装有两个伺服电机控制器，且两个伺服电机控制器分别与伺服电机和伺服减速电机电性连接。

优选的，所述电液推杆与注水筒的连接处固定安装有若干个呈环型阵列分布的加强筋板。

优选的，所述底板的四角处均固定安装有提杆，且提杆的末端固定套接有把手套。

优选的，所述电液推杆的外壳表面固定套接有固定圆环，所述固定圆环与开设在第二齿轮内圈上的环型槽嵌合连接。

优选的，所述固定插地结构数目为若干个，且若干个固定插地结构等间距设置在注水筒的底部。

优选的，所述支撑条和固定杆的数目均为两个，且两个支撑条和两个固定杆均与底板垂直设置。

优选的，所述注水方法步骤如下：

a、注水装置与地面的安装，通过手动抬起提杆，从而进行底板的移动，然后放置在地面上，伺服减速电机进行正转，通过转动条带动螺杆在螺母中进行转动，螺杆向地面中移动，逐渐插入地面中，对该装置起到固定的作用，避免该装置使用时受到撞击而发生倾倒；

b、注水，通过法兰盘可与外界的管道进行连接，进水管与外界的水源连通，打开与注水管连接的第一球阀，电液推杆进行活塞的推动，使注水筒中的水推入注水管，进行注水，通过观察条窗可进行观察注水的量，便于进行注水量的控制，在注水后，同时关闭第一球阀和电液推杆；

c、注水筒的加水，可打开与进水管连接的第一球阀，电液推杆进行收缩，使外界的水从进水管进入注水筒中；

d、注水筒的防锈，启动伺服电机，打开第二球阀，伺服电机带动第一齿轮进行转动，通过第一齿轮与第二齿轮的传动，使油管沿注水筒表面做圆弧运动，使油管与支撑条正面接触后，油管反向运动，直到与支撑条的背面接触，在此过程中，海绵条对注水筒的表面进行擦拭，油瓶中的防锈油可进入油管，通过通孔进入海绵条，从而为注水筒表面涂抹防锈油，起到防锈的作用，而位于支撑条之间的注水筒外表面可通过人工进行涂抹防锈油；

e、注水装置与地面的分离，在需要搬动该装置时，伺服减速电机进行反转，螺杆逐渐从地面中拔出，可进行该装置的搬动。

本发明的有益效果是：

1、该种注水装置可用于缝洞型碳酸盐岩气藏的注水，通过电液推杆推动活塞进行注水筒中水的推动，使水从注水管流出，配合观察条窗以及刻度线，便于进行注水量的控制；

2、该种注水装置通过固定插地结构的设置，可便于固定在地面上，通过伺服减速电机带动转动条和螺杆转动，螺杆通过螺母的作用，可逐渐插入地面中，实现固定，在此过程中，无需人工手动将螺杆插入地面中，劳动强度较低；

3、该种注水装置通过防锈结构的设置，可为注水筒大部分外表面涂抹防锈油，而位于支撑条之间的注水筒外表面可通过人工进行涂抹防锈油，可减少注水筒生锈现象的发生。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明油管与海绵条结构示意图；

图3为本发明底板与提杆结构示意图；

图4为本发明电液推杆与加强筋板结构示意图；

图5为本发明螺杆截面结构示意图；

图6为本发明转动条与条形槽结构示意图；

图7为本发明注水筒与观察条窗结构示意图。

图中：1、底板，2、支撑条，3、注水筒，4、电液推杆，5、活塞，6、第一球阀，7、注水管，8、法兰盘，9、进水管，10、伺服电机，11、第一齿轮，12、第二齿轮，13、油管，1301、通孔，14、海绵条，15、封口帽，16、第二球阀，17、油瓶，18、伺服减速电机，19、转动条，20、螺母，21、螺杆，2101、条形槽，22、加强筋板，23、伺服电机控制器，24、固定杆，25、提杆，26、把手套，27、固定圆环，28、观察条窗，29、第三球阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示，一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，包括底板1、注水筒3、防锈结构、固定插地结构以及电液推杆4，所述注水筒3的底部两侧通过支撑条2与底板1表面固接，所述电液推杆4固定安装在注水筒3的一侧，且电液推杆4的输出轴贯穿开设在注水筒3一侧的圆孔，所述电液推杆4的输出轴末端固定安装有活塞5，且活塞5与注水筒3内壁过盈配合连接，所述注水筒3远离电液推杆4的一侧固定安装有两个第一球阀6，两个所述第一球阀6的一侧分别固定安装有注水管7和进水管9，所述注水筒3的正面嵌合安装有观察条窗28，且观察条窗28的长度方向上标有刻度线，观察条窗28用于观察注水筒3中的情况；

所述防锈结构包括伺服电机10以及油管13，所述伺服电机10的底部通过固定杆24与底板1的表面固接，所述伺服电机10的输出轴固定套接有第一齿轮11，所述电液推杆4的外壳转动连接有第二齿轮12，所述第一齿轮11与第二齿轮12之间啮合连接，所述油管13的一端与第二齿轮12的一侧固接，所述油管13表面粘合连接有海绵条14，且海绵条14与注水筒3的外表面紧密接触，所述油管13表面等间距开有若干个通孔1301，且若干个通孔1301位于海绵条14顶部，海绵条14用于注水筒3表面的涂抹，使防锈油涂抹到注水筒3表面，所述油管13的表面开有螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有第二球阀16，所述第二球阀16的顶部固定安装有油瓶17，所述油瓶17顶部固定安装有第三球阀29，第三球阀29可打开油瓶17顶部，为油瓶17进行进气；

所述固定插地结构包括伺服减速电机18以及固定嵌合在底板1上的螺母20，所述伺服减速电机18的顶部与注水筒3的底部固接，所述螺母20的内圈螺纹连接有螺杆21，所述螺杆21的内部开有条形槽2101，所述伺服减速电机18的输出轴末端固接有转动条19，所述转动条19的末端与条形槽2101的顶部间隙配合连接，所述螺杆21的底部为圆锥型结构，螺杆21底部可插入地面中，进行固定。

所述注水管7的末端固定安装有法兰盘8，法兰盘8用于注水管7与外界的管道进行连接；所述油管13的末端固接有封口帽15，封口帽15对油管13末端进行封闭；所述底板1表面固定安装有两个伺服电机控制器23，且两个伺服电机控制器23分别与伺服电机10和伺服减速电机18电性连接，可对伺服电机10和伺服减速电机18进行控制；所述电液推杆4与注水筒3的连接处固定安装有若干个呈环型阵列分布的加强筋板22，加强筋板22对电液推杆4与注水筒3连接进行加强；所述底板1的四角处均固定安装有提杆25，且提杆25的末端固定套接有把手套26，通过提杆25可用于该装置的抬起；所述电液推杆4的外壳表面固定套接有固定圆环27，所述固定圆环27与开设在第二齿轮12内圈上的环型槽嵌合连接，实现第二齿轮12与电液推杆4的转动连接；所述固定插地结构数目为若干个，且若干个固定插地结构等间距设置在注水筒3的底部，固定插地结构用于该装置与地面进行固定；所述支撑条2和固定杆24的数目均为两个，且两个支撑条2和两个固定杆24均与底板1垂直设置，支撑条2和固定杆24分别用于注水筒3和伺服电机10的固定支撑。

所述注水方法步骤如下：

a、注水装置与地面的安装，通过手动抬起提杆25，从而进行底板1的移动，然后放置在地面上，伺服减速电机18进行正转，通过转动条19带动螺杆21在螺母20中进行转动，螺杆21向地面中移动，逐渐插入地面中，对该装置起到固定的作用，避免该装置使用时受到撞击而发生倾倒；

b、注水，通过法兰盘8可与外界的管道进行连接，进水管9与外界的水源连通，打开与注水管7连接的第一球阀6，电液推杆4进行活塞5的推动，使注水筒3中的水推入注水管7，进行注水，通过观察条窗28可进行观察注水的量，便于进行注水量的控制，在注水后，同时关闭第一球阀6和电液推杆4；

c、注水筒3的加水，可打开与进水管9连接的第一球阀6，电液推杆4进行收缩，使外界的水从进水管9进入注水筒3中；

d、注水筒3的防锈，启动伺服电机10，打开第二球阀16，伺服电机10带动第一齿轮11进行转动，通过第一齿轮11与第二齿轮12的传动，使油管13沿注水筒3表面做圆弧运动，使油管13与支撑条2正面接触后，油管13反向运动，直到与支撑条2的背面接触，在此过程中，海绵条14对注水筒3的表面进行擦拭，油瓶17中的防锈油可进入油管13，通过通孔1301进入海绵条14，从而为注水筒3表面涂抹防锈油，起到防锈的作用，而位于支撑条2之间的注水筒3外表面可通过人工进行涂抹防锈油；

e、注水装置与地面的分离，在需要搬动该装置时，伺服减速电机18进行反转，螺杆21逐渐从地面中拔出，可进行该装置的搬动。

综上所述本发明可用于缝洞型碳酸盐岩气藏的注水，通过电液推杆4推动活塞5进行注水筒3中水的推动，使水从注水管7流出，配合观察条窗28以及刻度线，便于进行注水量的控制。

电液推杆4采用的是阿里巴巴扬州市神威机械设备有限公司销售的DYTZ型号电液推杆及其相关的配套电源和电路。

伺服电机10采用的是阿里巴巴宁波海得工业控制系统有限公司销售的ACSM130-G010015LZ型号伺服电机及其相关的配套电源和电路。

伺服减速电机18采用的是阿里巴巴深圳市伟力拓科技有限公司销售的CMP系列伺服减速电机及其相关的配套电源和电路。

伺服电机控制器23采用的是阿里巴巴佛山市庆军电子有限公司销售的QJ-2M4-200型号伺服电机控制器及其相关的配套电源和电路。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：包括底板(1)、注水筒(3)、防锈结构、固定插地结构以及电液推杆(4)，所述注水筒(3)的底部两侧通过支撑条(2)与底板(1)表面固接，所述电液推杆(4)固定安装在注水筒(3)的一侧，且电液推杆(4)的输出轴贯穿开设在注水筒(3)一侧的圆孔，所述电液推杆(4)的输出轴末端固定安装有活塞(5)，且活塞(5)与注水筒(3)内壁过盈配合连接，所述注水筒(3)远离电液推杆(4)的一侧固定安装有两个第一球阀(6)，两个所述第一球阀(6)的一侧分别固定安装有注水管(7)和进水管(9)，所述注水筒(3)的正面嵌合安装有观察条窗(28)，且观察条窗(28)的长度方向上标有刻度线；

所述防锈结构包括伺服电机(10)以及油管(13)，所述伺服电机(10)的底部通过固定杆(24)与底板(1)的表面固接，所述伺服电机(10)的输出轴固定套接有第一齿轮(11)，所述电液推杆(4)的外壳转动连接有第二齿轮(12)，所述第一齿轮(11)与第二齿轮(12)之间啮合连接，所述油管(13)的一端与第二齿轮(12)的一侧固接，所述油管(13)表面粘合连接有海绵条(14)，且海绵条(14)与注水筒(3)的外表面紧密接触，所述油管(13)表面等间距开有若干个通孔(1301)，且若干个通孔(1301)位于海绵条(14)顶部，所述油管(13)的表面开有螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有第二球阀(16)，所述第二球阀(16)的顶部固定安装有油瓶(17)，所述油瓶(17)顶部固定安装有第三球阀(29)；

所述固定插地结构包括伺服减速电机(18)以及固定嵌合在底板(1)上的螺母(20)，所述伺服减速电机(18)的顶部与注水筒(3)的底部固接，所述螺母(20)的内圈螺纹连接有螺杆(21)，所述螺杆(21)的内部开有条形槽(2101)，所述伺服减速电机(18)的输出轴末端固接有转动条(19)，所述转动条(19)的末端与条形槽(2101)的顶部间隙配合连接，所述螺杆(21)的底部为圆锥型结构。

2.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述注水管(7)的末端固定安装有法兰盘(8)。

3.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述油管(13)的末端固接有封口帽(15)。

4.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述底板(1)表面固定安装有两个伺服电机控制器(23)，且两个伺服电机控制器(23)分别与伺服电机(10)和伺服减速电机(18)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述电液推杆(4)与注水筒(3)的连接处固定安装有若干个呈环型阵列分布的加强筋板(22)。

6.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述底板(1)的四角处均固定安装有提杆(25)，且提杆(25)的末端固定套接有把手套(26)。

7.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述电液推杆(4)的外壳表面固定套接有固定圆环(27)，所述固定圆环(27)与开设在第二齿轮(12)内圈上的环型槽嵌合连接。

8.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述固定插地结构数目为若干个，且若干个固定插地结构等间距设置在注水筒(3)的底部。

9.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法，其特征在于：所述支撑条(2)和固定杆(24)的数目均为两个，且两个支撑条(2)和两个固定杆(24)均与底板(1)垂直设置。

10.根据权利要求1-9所述的一种缝洞型碳酸盐注水装置及方法得到一种缝洞型碳酸盐注水方法，其特征在于：所述注水方法步骤如下：

a、注水装置与地面的安装，通过手动抬起提杆(25)，从而进行底板(1)的移动，然后放置在地面上，伺服减速电机(18)进行正转，通过转动条(19)带动螺杆(21)在螺母(20)中进行转动，螺杆(21)向地面中移动，逐渐插入地面中，对该装置起到固定的作用，避免该装置使用时受到撞击而发生倾倒；

b、注水，通过法兰盘(8)可与外界的管道进行连接，进水管(9)与外界的水源连通，打开与注水管(7)连接的第一球阀(6)，电液推杆(4)进行活塞(5)的推动，使注水筒(3)中的水推入注水管(7)，进行注水，通过观察条窗(28)可进行观察注水的量，便于进行注水量的控制，在注水后，同时关闭第一球阀(6)和电液推杆(4)；

c、注水筒(3)的加水，可打开与进水管(9)连接的第一球阀(6)，电液推杆(4)进行收缩，使外界的水从进水管(9)进入注水筒(3)中；

d、注水筒(3)的防锈，启动伺服电机(10)，打开第二球阀(16)，伺服电机(10)带动第一齿轮(11)进行转动，通过第一齿轮(11)与第二齿轮(12)的传动，使油管(13)沿注水筒(3)表面做圆弧运动，使油管(13)与支撑条(2)正面接触后，油管(13)反向运动，直到与支撑条(2)的背面接触，在此过程中，海绵条(14)对注水筒(3)的表面进行擦拭，油瓶(17)中的防锈油可进入油管(13)，通过通孔(1301)进入海绵条(14)，从而为注水筒(3)表面涂抹防锈油，起到防锈的作用，而位于支撑条(2)之间的注水筒(3)外表面可通过人工进行涂抹防锈油；

e、注水装置与地面的分离，在需要搬动该装置时，伺服减速电机(18)进行反转，螺杆(21)逐渐从地面中拔出，可进行该装置的搬动。