CN110905465B - 一种磁耦合传动数控堵塞器 - Google Patents

一种磁耦合传动数控堵塞器 Download PDF

Info

Publication number
CN110905465B
CN110905465B CN201911269976.8A CN201911269976A CN110905465B CN 110905465 B CN110905465 B CN 110905465B CN 201911269976 A CN201911269976 A CN 201911269976A CN 110905465 B CN110905465 B CN 110905465B
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
plug
main body
blanking plug
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911269976.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110905465A (zh
Inventor
任福深
刘扬
王茜
王宝金
胡金兆
方天成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Petroleum University
Original Assignee
Northeast Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Petroleum University filed Critical Northeast Petroleum University
Priority to CN201911269976.8A priority Critical patent/CN110905465B/zh
Publication of CN110905465A publication Critical patent/CN110905465A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110905465B publication Critical patent/CN110905465B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/20—Displacing by water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/066—Valve arrangements for boreholes or wells in wells electrically actuated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/14—Obtaining from a multiple-zone well

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

一种磁耦合传动数控堵塞器。包括下堵头、堵塞器主体、钛合金堵头、永磁片固定套、联轴器、阀套、阀芯、胶圈、传动轴、永磁片、减速器、绝对值编码器以及永磁轴；堵塞器主体用第一O形圈组实现静密封；永磁片固定套的永磁片安装孔安装孔中依次各装有1个永磁片，永磁片固定套一端通过联轴器与减速器输出轴连接；钛合金堵头套放在永磁片固定套套孔内，二者为间隙配合；永磁轴和传动轴采用榫卯结构连接，永磁轴在永磁片固定套内强磁场的作用下转动；传动轴上半部分设有传动螺纹，与堵塞器主体螺纹配合；高扭矩直流电机输出端连接减速器，绝对值编码器安装于所述高扭矩直流电机的尾部，用于记录所述高扭矩直流电机转动圈数，以实现间接确定阀芯位置。

Description

一种磁耦合传动数控堵塞器
技术领域
本发明涉及一种应用于油田开采井下注水流量控制技术领域中的注水井分层流量控制装置。
背景技术
注水是目前提高采油率的重要手段，被各大油田广泛应用推广。为提高注水驱油质量，注水工艺由笼统注水技术逐步发展到现在的细分精细注水技术，智能化和高效化已经成为分层注水的发展方向，其中，智能配水器是目前智能分层注水工艺的核心工具，智能配水器能够实现井上对井下流量实时测调，主要执行部件为数控堵塞器。但是现有的数控堵塞器仍然采用机械密封结构，这种机械密封结构的构成复杂并且可靠性低，寿命短。一旦机械密封结构出现问题，就需要通过井下作业方式将堵塞器打捞至井上更换，更换之后经测试不合适还需要反复更换，提高了注水作业的作业成本。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种磁耦合传动数控堵塞器，该种数控堵塞器采用磁力耦合传动技术，将动密封转化为静密封，避免了复杂的动密封结构和加工成本问题，大大降低了密封难度，并结合磁传动技术和绝对值编码器控制阀芯的绝对位置，实现阀门处压力动态平衡，解决了配水过程中阀门出口处压力大导致堵塞器堵转的问题，并实现了数控调节流量的目的，流量控制准确性高。
本发明的技术方案是：所述磁耦合传动数控堵塞器包括数控堵塞器主体以及下堵头、钛合金堵头、永磁片固定套、联轴器、十字槽半沉头螺钉、高扭矩直流电机外壳、阀套、内六角花形半沉头螺钉、阀芯、胶圈、金属挡圈、传动轴、永磁片、减速器、高扭矩直流电机、绝对值编码器、永磁轴、第一O形圈组和第二O形圈组。
其中，所述堵塞器主体与钛合金堵头采用螺纹连接，并用第一O形圈组实现静密封；永磁片固定套的八个永磁片安装孔中依次各装有1个永磁片，并用强力胶封装固定，永磁片固定套的一端通过联轴器与减速器输出轴连接，钛合金堵头套放在永磁片固定套套孔内，二者为间隙配合。在堵塞器主体中，永磁轴和传动轴采用榫卯结构连接，传动轴设有卯孔，永磁轴一端设有榫轴，工作时高扭矩直流电机带动永磁片固定套转动，永磁轴在永磁片固定套内强磁场的作用下转动。
所述下堵头与堵塞器主体采用螺纹连接，堵塞器主体和阀套采用过渡配合，阀套上端与胶圈一侧嵌套配合，金属挡圈与胶圈另一侧嵌套配合，堵塞器主体上设置有定位轴肩；安装时，通过下堵头将阀套、胶圈、金属挡圈轴向固定在堵塞器主体内，用一字定位螺钉穿过堵塞器主体上的定位孔进入阀套上的定位孔实现阀套的径向定位。阀芯与传动轴采用内六角花形半沉头螺钉连接，阀套和阀芯采用间隙配合，阀芯运动至胶圈处与胶圈紧配，实现注水孔全闭。
所述传动轴上半部分设有传动螺纹，与堵塞器主体螺纹配合。数控堵塞器工作时，此结构将堵塞器传动轴转动转换为阀芯的直线运动，从而达到调节阀芯和阀套间的节流口面积进而对流量进行调节；高扭矩直流电机输出端连有减速器，用于提高输出扭矩，高扭矩直流电机尾部装有绝对值编码器，用于记录高扭矩直流电机转动圈数，间接确定阀芯位置。液流从堵塞器主体上的进水孔流入数控堵塞器，经过金属挡圈、胶圈、阀芯和阀套及第一O形圈组和内六角花形半沉头螺钉组成的流量阀组件后，由注水孔流出。
本发明具有如下有益效果：
首先，本发明采用磁传动技术实现软启动，利用绝对值编码器记录高扭矩直流电机转动圈数，间接确定阀芯位置，从而实现数控自动化调节流量的目的、流量控制准确性高。传动轴上半部分设有传动螺纹，与堵塞器主体螺纹配合, 将堵塞器传动轴转动转换为阀芯的直线运动，进而调节阀套和阀芯间节流口面积、对流量进行调节。
其次，本发明采用磁力耦合传动技术将动密封转化为静密封，优于传统堵塞器的O形圈密封结构，避免了复杂的动密封结构和降低了加工成本，大大降低了密封难度，提高了系统可靠性。实现了阀门处压力动态平衡，解决了配水过程中阀门出口处压力大导致堵塞器堵转的问题，并实现了数控调节流量的目的，流量控制准确性高。
附图说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体剖视图和局部放大图。
图3为本发明组成部件堵塞器主体的结构示意图。
图4为本发明组成部件阀套的结构示意图。
图5为本发明组成部件永磁片装入永磁片固定套的装配图。
图中：1-下堵头；2-堵塞器主体；3-钛合金堵头；4-永磁片固定套；5-联轴器；6-内六角花形半沉头螺钉；7-高扭矩直流电机外壳；8-阀套；9-内六角花形半沉头螺钉；10- 阀芯；11-胶圈；12-金属挡圈；13-传动轴；14-永磁片；15-减速器；16-高扭矩直流电机；17-绝对值编码器；18-永磁轴；19-第一O形圈组；20-第二O形圈组；21-定位轴肩； 22-堵塞器主体进水孔；23-堵塞器主体注水孔；24-定位孔；25-阀套上的定位孔； 26-永磁片的安装孔；27-永磁片固定套套孔；28-传动螺纹；29-堵塞器主体螺纹。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1所示，所述磁耦合传动数控堵塞器包括数控堵塞器主体2、下堵头1、钛合金堵头3、永磁片固定套4、联轴器5、十字槽半沉头螺钉6以及高扭矩直流电机外壳7。
图2所示为本发明所述磁耦合传动数控堵塞器的整体剖视图和局部放大图。由图2可见阀套8、内六角花形半沉头螺钉9、阀芯10、胶圈11、金属挡圈12、传动轴13、永磁片14、减速器15、高扭矩直流电机16、绝对值编码器17、永磁轴18、第一O形圈组19、第二O形圈组20、定位轴肩21、传动螺纹28和堵塞器主体螺纹29。
图3为本发明组成部件堵塞器主体的结构示意图，图中可见堵塞器主体进水孔22、堵塞器主体注水孔23和定位孔24。
图5为本发明组成部件永磁片装入永磁片固定套的装配图，图中可见永磁片固定套4、永磁片安装孔26、永磁片固定套套孔27和永磁片14。
如图1至图5所示，所述磁耦合传动数控堵塞器包括下堵头1、堵塞器主体2、钛合金堵头3、永磁片固定套4、联轴器5、十字槽半沉头螺钉6、高扭矩直流电机外壳7、阀套8、内六角花形半沉头螺钉9、阀芯10、胶圈11、金属挡圈12、传动轴13、永磁片14、减速器15、高扭矩直流电机16、绝对值编码器17、永磁轴18、第一O形圈组19和第二O形圈组20。
其中，所述堵塞器主体2与钛合金堵头3采用螺纹连接，并用第二O形圈组20实现静密封；永磁片固定套4的八个永磁片安装孔26中依次各装有1个永磁片14，并用强力胶封装固定，永磁片固定套4的一端通过联轴器5与减速器15输出轴连接，钛合金堵头3套放在永磁片固定套套孔27内，二者为间隙配合；其中在堵塞器主体2中，永磁轴18和传动轴13采用榫卯结构连接，传动轴设有卯孔，永磁轴一端设有榫轴，工作时高扭矩直流电机16带动永磁片固定套4转动，永磁轴18在永磁片固定套4内强磁场的作用下转动。
所述下堵头1与堵塞器主体2采用螺纹连接，堵塞器主体2和阀套8采用过渡配合，阀套8上端与胶圈11一侧嵌套配合，金属挡圈12与胶圈11另一侧嵌套配合，堵塞器主体2上设置有定位轴肩21；安装时，通过下堵头将阀套8、胶圈11、金属挡圈12轴向固定在堵塞器主体2内，用一字定位螺钉穿过堵塞器主体2上的定位孔24进入阀套上的定位孔25实现阀套8的径向定位。阀芯10与传动轴13采用内六角花形半沉头螺钉9连接，阀套8和阀芯10采用间隙配合，阀芯10运动至胶圈11处与胶圈紧配，实现注水孔全闭。
传动轴13上半部分设有传动螺纹28，与堵塞器主体螺纹29配合。数控堵塞器工作时，此结构将堵塞器传动轴13的转动转换为阀芯10的直线运动，从而达到调节阀芯10和阀套8间的节流口面积进而对流量进行调节。高扭矩直流电机16输出端安装减速器15，用于提高输出扭矩，高扭矩直流电机尾部装有绝对值编码器17，用于记录高扭矩直流电机转动圈数，间接确定阀芯位置。
液流从堵塞器主体2上的进水孔22流入数控堵塞器，经过金属挡圈12、胶圈11、阀芯10和阀套8及第一O形圈组19和内六角花形半沉头螺钉9组成的流量阀组件后，由注水孔23流出。
与现有技术的对比：经过实验性应用证明，本发明所述数控堵塞器通过磁力耦合传动，将动密封转化为静密封，并结合磁传动技术和绝对值编码器控制阀芯的绝对位置，实现阀门处压力动态平衡，解决了配水过程中阀门出口处压力大导致堵塞器堵转的问题，并实现了数控调节流量的目的，降低了密封难度，提高了系统可靠性，流量控制准确性高。

Claims (1)

1.一种磁耦合传动数控堵塞器，包括堵塞器主体(2)，其特征在于：
所述数控堵塞器还包括下堵头(1)、钛合金堵头(3)、永磁片固定套(4)、联轴器(5)、十字槽半沉头螺钉(6)、高扭矩直流电机外壳(7)、阀套(8)、内六角花形半沉头螺钉(9)、阀芯(10)、胶圈(11)、金属挡圈(12)、传动轴(13)、永磁片(14)、减速器(15)、高扭矩直流电机(16)、绝对值编码器(17)、永磁轴(18)、第一O形圈组(19)以及第二O形圈组(20)；
其中，所述堵塞器主体(2)与钛合金堵头(3)采用螺纹连接，并用第二O形圈组(20)实现静密封；永磁片固定套(4)的八个安装孔(26)中依次各装有1个永磁片(14)，并用强力胶封装固定，永磁片固定套(4)的一端通过联轴器(5)与减速器(15)输出轴连接；钛合金堵头(3)套放在永磁片固定套套孔(27)内，二者为间隙配合；
在堵塞器主体(2)中，永磁轴(18)和传动轴(13)采用榫卯结构连接，所述传动轴设有卯孔，所述永磁轴一端设有榫轴，工作时高扭矩直流电机(16)带动永磁片固定套(4)转动，永磁轴(18)在永磁片固定套(4)内强磁场的作用下转动；
所述下堵头(1)与堵塞器主体(2)采用螺纹连接，堵塞器主体(2)和阀套(8)采用过渡配合，阀套(8)上端与胶圈(11)一侧嵌套配合，金属挡圈(12)与胶圈(11)另一侧嵌套配合，堵塞器主体(2)上设置有定位轴肩(21)；安装时，通过下堵头将阀套(8)、胶圈(11)、金属挡圈(12)轴向固定在堵塞器主体(2)内，用一字定位螺钉穿过堵塞器主体(2)上的定位孔(24)进入阀套上的定位孔(25)实现阀套(8)的径向定位；阀芯(10)与传动轴(13)采用内六角花形半沉头螺钉(9)连接；阀套(8)和阀芯(10)采用间隙配合，阀芯(10)运动至胶圈(11)处与胶圈紧配，实现注水孔全闭；
所述传动轴(13)上半部分设有传动螺纹(28)与堵塞器主体螺纹(29)配合；当所述数控堵塞器工作时，相配合的传动螺纹(28)与堵塞器主体螺纹(29)将堵塞器传动轴(13)的转动转换为阀芯(10)的直线运动，从而达到调节阀芯(10)和阀套(8)间的节流口面积以实现对流量进行调节；
高扭矩直流电机(16)输出端连接减速器(15)，用于提高输出扭矩；绝对值编码器(17)安装于所述高扭矩直流电机的尾部，用于记录所述高扭矩直流电机转动圈数，以实现间接确定阀芯位置；
液流从堵塞器主体(2)上的进水孔(22)流入所述数控堵塞器，经过金属挡圈(12)、胶圈(11)、阀芯(10)和阀套(8)及第一O形圈组(19)和内六角花形半沉头螺钉(9)组成的流量阀组件后，由注水孔(23)流出。
CN201911269976.8A 2019-12-11 2019-12-11 一种磁耦合传动数控堵塞器 Active CN110905465B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911269976.8A CN110905465B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种磁耦合传动数控堵塞器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911269976.8A CN110905465B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种磁耦合传动数控堵塞器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110905465A CN110905465A (zh) 2020-03-24
CN110905465B true CN110905465B (zh) 2020-09-22

Family

ID=69824762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911269976.8A Active CN110905465B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种磁耦合传动数控堵塞器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110905465B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111425164B (zh) * 2020-03-30 2021-04-06 中国石油大学(华东) 一种全电驱动的井下安全阀及其数字孪生控制方法与系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201588620U (zh) * 2010-02-09 2010-09-22 汤志忠 一种免投捞偏心配水器
CN101936149B (zh) * 2010-09-17 2013-12-04 中国石油化工股份有限公司 自动循环开关器及分层注水系统以及自动循环注水方法
CN103422839B (zh) * 2012-05-15 2016-03-09 中国石油天然气股份有限公司 无级差调节可密闭水咀堵塞器
CN103244084B (zh) * 2013-05-21 2015-10-21 牡丹江市蓝天石油仪器有限责任公司 一种石油分层开采控制方法和磁控配产器
RU2620820C1 (ru) * 2016-02-17 2017-05-30 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Индукционный скважинный нагреватель

Also Published As

Publication number Publication date
CN110905465A (zh) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110905465B (zh) 一种磁耦合传动数控堵塞器
CN106639955B (zh) 一种自锁式采油树扭转辅助工具
CN208518997U (zh) 一种基于滚珠丝杠的外置摩擦机械自锁液压缸
CN102829207A (zh) 一种电动调节自动补偿旋塞阀
CN103256022B (zh) 一种流量自动测控装置
CN102434701B (zh) 用于深海的采样阀直线驱动装置
CN103062462A (zh) 一种增量式数字插装溢流阀
CN112161090A (zh) 一种轴流式止回阀
CN207420489U (zh) 防过载螺杆钻具
CN113565466B (zh) 一种电控液驱式井下流量控制阀
CN202832301U (zh) 钻机液压系统
CN201953353U (zh) 活塞式螺杆钻具旁通阀
CN205135614U (zh) 旋转式泥浆连续波发生器
CN210637552U (zh) 一种深孔钻机用单向接头
CN205779968U (zh) 水下用深度自适应高频开关阀
CN203214902U (zh) 一种流量自动测控装置
CN106641386A (zh) 压力补偿电比例座阀
CN107701538B (zh) 阀芯内置活塞式液压滑阀结构
CN110700756A (zh) 井下动力钻具投捞式套管钻井装置
CN219345533U (zh) 一种内平衡电子膨胀阀
CN211549660U (zh) 非接触式涡轮传动自发电智能配水器
CN210948483U (zh) 井下动力钻具投捞式套管钻井装置
CN212407009U (zh) 一种抽油泵活塞下部连接装置
CN112682377B (zh) 一种阀芯、轴流式调节阀及轴流式调节阀系统
CN220505458U (zh) 一种耐高压比例减压阀阀套

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant