CN110924911A - 一种井下充电式智能配水器 - Google Patents
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Abstract
一种井下充电式智能配水器。包括上接头、外套筒、充电组、连接体、中心管、电池组、涡街流量计以及磁耦合传动数控堵塞器；液流从次级线圈套筒上的入口进入配水器的腔体内部，从充电组出水口流出再进入连接体内部水道，再进入涡街流量计管道，对流经液流量进行测量，再进入配水器主体内部水道，通过磁耦合传动数控堵塞器入水口进入堵塞器内部，经堵塞器的调节，流水从堵塞器主体上的出水口流出完成配水过程。本种配水器解决了现有配水器配水精度低、注水合格率下降快、不能实现全程自动化注水和井下用电的问题，可以通过外接智能控制系统实现全程自动化注水，提高配水精度，满足智能分注的发展需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于油田分层注水工艺中的流量配注装置。
背景技术
配水器，是油田注水工艺中常用的一种井下工具。注水是我国油田采油工程中普遍采用的重要手段，具有驱油和保压的作用，被各大油田广泛应用推广。我国水驱油田已经进入了高含水开发期，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。现有的工艺技术，多是采用多个封隔器将层与层之间分开，每层安装配水器，通过配水器对各层进行注水来减小层系之间的压差，注入水的水压通过配水器中的堵塞器来调节。目前，油田中采用的配水器大多为纯机械式结构，测调成本高，可靠性低、寿命短，无法满足智能分注的发展需要。智能配水器是目前技术人员正在研究和开发的智能分层注水工艺的核心工具。公告号CN201810042085给出了一种井下电动配水器，但是，这种电动配水器自动化程度不高，还不能实现全程自动化注水。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种井下充电式智能配水器，该种智能配水器利用磁耦合传动数控堵塞器解决了现有技术配水精度低、注水合格率下降较快、不能实现全程自动化注水、调配时间长的问题。为油田稳产，增产提供技术保障。
本发明的技术方案是：该种井下充电式智能配水器，包括上接头1、连接体4、配水器主体12和外套筒2，其独特之处在于：所述配水器还包括充电组3、连接体4、第一螺栓组5、第一耳板6、第二螺栓组501、第二耳板601、电池组7、电池组固定板8、中心管9、控制板安装架10、控制板11、第一O形圈组13、第二O形圈组14、第三O形圈组15、第四O形圈组16、第五O形圈组17、涡街流量计18、磁耦合传动数控堵塞器19、第六O形圈组20、第七O形圈组21、第八O形圈组22、第九O形圈组23、第一三芯插头24、第二三芯插头2401、上压力传感器25、温度传感器26、下压力传感器27、第十O形圈组48、第十一O形圈组51以及第十二O形圈组52；
其中所述上接头1、外套筒2、连接体4以及配水器主体12，从上到下依次通过O形圈组密封和螺纹连接实现对配水器整体的轴向连接；
上接头1中设置有定位轴肩47，充电组3一端嵌套在上接头1中，另一端和连接体4之间采用花键35连接，连接体4和中心管9上端采用第四O形圈组16进行密封，并用第一耳板6和第一螺栓组5将中心管9和连接体4轴向连接；其中电池组7、控制板安装架10、控制板11、涡街流量计18、磁耦合传动数控堵塞器19、上压力传感器25、温度传感器26、下压力传感器27均安装在由连接体4、配水器主体12和外套筒2组成的中间环形密封空间内；其中上压力传感器25和连接体4采用第十O形圈组48进行密封并螺纹连接，电池组固定板8和中心管9之间采用焊接方式连接；所述电池组至少分为三组，分别绕所述中心管均匀环形阵列布置并用防水胶带固定，涡街流量计进水口49和连接体螺纹连接，并采用第五O形圈组17进行密封；涡街流量计出水口50和配水器主体12螺纹连接，并采用O形圈组六20进行密封，磁耦合传动数控堵塞器19与配水器主体12采用螺纹连接，且在入水口99的两端分别采用第九O形圈组23和第七O形圈组21与配水器主体12进行密封；高扭矩直流电机外壳85和中心管9焊接固定；
下压力传感器27和配水器主体12采用螺纹连接并用第十一O形圈组51密封，温度传感器26与配水器主体12采用螺纹连接并用第十二O形圈组52密封，控制板安装架10和配水器主体12采用螺纹连接，控制板11固定在控制板安装架10上；配水器主体和中心管9下端采用第一O形圈组13进行密封，并用第二耳板601和第二螺栓组501将中心管和配水器主体轴向连接，充电组3和连接体4中设有贯穿主体的出水孔33和入水口53，连接体内部设有导流槽54用于连接上压力传感器25，可测得中心管内部注入压力；
配水器主体12上开孔55与下压力传感器安装孔56贯穿，用于测得配水器外部压力；
所述充电组3包括次级线圈内圈28、次级线圈外套筒29、线圈30和次级线圈套筒31；线圈30套在次级线圈内圈28上，次级线圈内圈28与次级线圈外套筒29为螺纹连接，次级线圈外套筒29与次级线圈套筒31为过盈的嵌套配合；次级线圈外套筒29和次级线圈套筒31上设置有稳压孔32，以实现充电组3内部腔体与外套筒29腔体的压力相等；充电组上的出水口33用于引流；
所述电池组7内至少包括高能电池组和普通电池组；所述高能电池组和普通电池组分别绕中心管均匀环形阵列布置并固定；
所述涡街流量计18包括涡街流量计管道62、旋涡发生体63、共有四组O形圈构成的第十三O形圈组64、涡街探头65、卡套式管螺母66以及安装主体67；其中，涡街流量计管道62和安装主体67采用焊接方式连接，安装主体67与涡街探头65采用第十三O形圈组64密封；安装主体67上设有用于安装涡街探头的安装孔69，所述安装孔中开有四个密封沟槽68，涡街探头安装时涡街探头圆柱表面73与第十三O形圈组64形成柔性密封，防止涡街探头65与安装孔69刚性接触，以避免旋涡发生体63振动对涡街探头65产生的影响；
安装主体67上设有定位槽70，涡街探头65上设有定位平面72，涡街探头安装时，定位槽70与定位平面72通过过盈配合，保证涡街探头振片窄面74垂直于水流方向75；卡套式管螺母66与安装主体67的螺纹段71配合，用于将涡街探头65压紧固定；
所述磁耦合传动数控堵塞器19包括下堵头79、堵塞器主体80、钛合金堵头81、永磁片固定套82、联轴器83、十字槽半沉头螺钉84、高扭矩直流电机外壳85、阀套86、内六角花形半沉头螺钉87、阀芯88、胶圈89、金属挡圈90、传动轴91、永磁片92、减速器93、高扭矩直流电机94、绝对值编码器95、永磁轴96、第十四O形圈组97以及第十五O形圈组98；其中，所述堵塞器主体80与钛合金堵头81采用螺纹连接，并用第十五O形圈组98实现静密封；永磁片固定套82的八个安装孔104中依次各装有1个永磁片92，并用强力胶封装固定，永磁片固定套82的一端通过联轴器83与减速器93输出轴连接，钛合金堵头81套放在永磁片固定套套孔105内，二者为间隙配合；在堵塞器主体80中，永磁轴96和传动轴91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94带动永磁片固定套82转动，永磁轴96在永磁片固定套82内强磁场的作用下转动；
所述磁耦合传动数控堵塞器包括堵塞器主体入水口（99）和堵塞器主体注水口（100），水嘴设置在堵塞器主体注水口处，堵塞器主体注水口位于配水器主体的两个注水口（61）处；
所述下堵头79与堵塞器主体80采用螺纹连接，堵塞器主体80和阀套86采用过渡配合，阀套86上端与胶圈89一侧嵌套配合，金属挡圈90与胶圈89另一侧嵌套配合，堵塞器主体80上设置有定位轴肩102；安装时，通过下堵头将阀套88、胶圈89、金属挡圈90轴向固定在堵塞器主体80内，用一字定位螺钉穿过堵塞器主体80上的定位孔101进入阀套上的定位孔103实现阀套86的径向定位；阀芯88与传动轴91采用内六角花形半沉头螺钉87连接，阀套86和阀芯88采用间隙配合，阀芯88运动至胶圈89处与胶圈紧配，实现出水口全闭；所述传动轴91上半部分设有传动螺纹110，与堵塞器主体螺纹111配合，以实现所述磁耦合传动数控堵塞器工作时，将堵塞器传动轴91转动转换为阀芯88的直线运动，从而达到调节阀芯88和阀套86间的节流口面积进而对流量进行调节；高扭矩直流电机94输出端连有减速器93，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95，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80上的入水孔99流入所述磁耦合传动数控堵塞器，经过金属挡圈90、胶圈89、阀芯88和阀套86及第十四O形圈组97和内六角花形半沉头螺钉87组成的流量阀组件后，由堵塞器注水口100流出；
所述配水器内的注入水按照如下路径流动，即液流从出水口33进入由配水器上接头1、外套筒2以及连接体12构成的密封腔体106内部，再经由连接体入水口53进入中心管9，再经入水流道108进入涡街流量计管道62，经配水器主体内部水道109，通过磁耦合传动数控堵塞器的入水口99进入堵塞器内部，最后，从配水器主体12上的两个注水口61流出；
所述配水器内的控制单元线路连接按照如下模式进行，充电组3内线圈30上的连接导线穿过次级线圈内圈28上的穿线孔40，接到第一三芯插头24和第二三芯插头2401上，第一三芯插头24和第二三芯插头2401分别位于穿线孔40两侧，第一三芯插头24上的连接导线经走线槽37连接到次级线圈内圈28上的霍尔元件安装孔107中的霍尔元件上36；第二三芯插头二2401上其中一根芯线起接收信号的作用，另外两根芯线连接电池组，为电池充电；导线连接电池组后连接到控制板11上；控制板11上有驱动电机的引线连接到高扭矩直流电机94，为电机供电，进而实现数控堵塞器自动控制注水流量。
本发明具有如下有益效果：
首先，本发明所述配水器，具有可充电高能电池组，可定期通过投放充电装置补充井下电池组电能，从而为配水器各电器元件提供稳定电源。其次，可实现智能数控自动注水和传感器接收信号，具有实现自动控制的完整结构。另外，所采用的堵塞器控制阀采用磁耦合传动技术在阀门处可以实现压力动态平衡，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，同时保护了堵塞器内部零件，避免了因压力过大而导致的损坏问题。
本发明实现了将流量、压力、温度数据采集配水器装置的一体化设计，完成了智能配水器内的堵塞器的自动控制。此外，采用磁耦合传动技术将动密封转化为静密封，提高了密封的可靠性，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。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。
综上所述，本发明给出的井下充电式智能配水器，解决了现有的配水器配水精度低、注水合格率下降快、不能实现全程自动化注水和井下用电的问题，提高了密封的可靠性，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，实现了数控调节流量的目的，流量控制准确性高。利用本种井下充电式智能配水器可通过智能控制实现全程自动化注水，提高配水精度，满足智能分注的发展需要。
附图说明：
图1是井下智能配水器整体结构的局部剖视图。
图2是井下智能配水器去除外套筒和次级线圈套筒后的等轴测图。
图3是充电阻的整体剖视图。
图4是次级线圈套筒的等轴测图。
图5是次级线圈内圈装有霍尔元件的等轴测图。
图6是霍尔元件的等轴测图。
图7、图8是连接体的等轴测图。
图9是连接体的剖视图。
图10是配水器主体的等轴测图。
图11是配水器主体注水口的剖视图。
图12是配水器主体压力传感器和堵塞器安装位置剖视图。
图13是配水器主体内部流道剖视图。
图14是三芯插头的等轴测图。
图15是一种井下小型化涡街流量计整体结构的等轴测图。
图16是一种井下小型化涡街流量计整体结构的剖视图。
图17是旋涡发生体件63和安装主体67焊接后的等轴测图。
图18是涡街探头件65的等轴测图。
图19是涡街流量计管道件62的正视图。
图20是卡套式管螺母件66的等轴测图。
图21是磁耦合传动数控堵塞器的整体结构体示意图。
图22是磁耦合传动数控堵塞器的整体剖视图和局部放大图。
图23为堵塞器主体零部件图。
图24为阀套零部件图。
图25为永磁片装入永磁片固定套的装配图。
图中：1-上接头；2-外套筒；3-充电组；4-连接体；5-第一螺栓组；6-第一耳板；501-第二螺栓组；601-第二耳板；7-电池组；8-电池组固定板；9-中心管；10-控制板安装架；11-控制板；12-配水器主体；13- 第一O形圈组；14- 第二O形圈组；15- 第三O形圈组；16- 第四O形圈组；17- 第五O形圈组；18-涡街流量计；19-磁耦合传动数控堵塞器；20- 第六O形圈组；21- 第七O形圈组；22- 第八O形圈组；23- 第九O形圈组；24-第一三芯插头；2401-第二三芯插头；25-上压力传感器；26-温度传感器；27-下压力传感器；28-次级线圈内圈；29-次级线圈外套筒；30-线圈；31-次级线圈套筒；32-次级线圈外套筒和次级线圈套筒上开孔；33-出水口；34-测调仪定位面；35-次级线圈套筒上花键；36-霍尔元件；37-走线槽；38-第一三芯插头安装位置；3801-第二三芯插头安装位置；39-螺纹连接；40-次级线圈内圈穿线孔；41-花键槽；42-三芯插头安装螺纹孔；43-上压力传感器安装孔；44-耳板固定螺栓孔；45-连接体穿线孔；46-涡街流量计安装孔；47-定位轴肩；48- 第十O形圈组；49-涡街流量计进水口；50-涡街流量计出水口；51-第十一O形圈组；52- 第十二O形圈组；53-入水口；54-上压力传感器的导流槽；55-配水器主体上孔；56-下压力传感器安装孔；57-控制板安装架安装孔；58-涡街流量计固定孔；59-磁耦合传动数控堵塞器安装孔；60-温度传感器安装孔；61-配水器主体的两个注水口；62-涡街流量计管道；63-旋涡发生体；64- 第十三O形圈组；65-涡街探头；66-卡套式管螺母；67-安装主体；68-密封沟槽；69-涡街探头在旋涡发生体上的安装孔；70-旋涡发生体上的定位槽；71-安装主体的螺纹段；72-涡街探头上的定位平面；73-涡街探头圆柱表面；74-涡街探头振片窄面；75-水流方向；76-涡街流量计管道安装槽孔；77-涡街流量计管道安装槽平面；78-涡街流量计管道上涡街探头安装孔；79-下堵头；80-堵塞器主体；81-钛合金堵头；82-永磁片固定套；83-联轴器；84-十字槽半沉头螺钉；85-高扭矩直流电机外壳；86-阀套；87-内六角花形半沉头螺钉；88-阀芯；89-胶圈；90-金属挡圈；91-传动轴；92-永磁片；93-减速器；94-高扭矩直流电机；95-绝对值编码器；96-永磁轴；97-第十四O形圈组；98-第十五O形圈组；99-堵塞器主体入水口；100-堵塞器主体注水口；101-定位孔；102-定位轴肩；103-阀套上的定位孔；104-永磁片的安装孔；105-永磁片固定套套孔；106-上接头、外套筒、连接体构成的密封腔体；107-霍尔元件安装孔；108-连接体入水流道；109-配水器主体内部水道；110-传动轴上的传动螺纹；111-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：
如图1、图2所示，所述智能配水器包括：上接头1、外套筒2、充电组3、连接体4、第一螺栓组5、第一耳板6、第二螺栓组501、第二耳板601、电池组7、电池组固定板8、中心管9、控制板安装架10、控制板11、配水器主体12、第一O形圈组13、第二O形圈组14、第三O形圈组15、第四O形圈组16、第五O形圈组17、涡街流量计18、磁耦合传动数控堵塞器19、第六O形圈组20、第七O形圈组21、第八O形圈组22、第九O形圈组23、第一三芯插头24、第二三芯插头2401、上压力传感器25、温度传感器26、下压力传感器27、第十O形圈组48、第十一O形圈组51、第十二O形圈组52。
其中上接头1、外套筒2、连接体4、配水器主体12，从上到下依次O形圈组密封和螺纹连接，对配水器整体实现轴向连接；上接头1中设置有定位轴肩47，充电组3一端嵌套在上接头1中，另一端和连接体4之间采用花键35连接，连接体4和中心管9上端采用O形圈组四16进行密封，并用第一耳板6和第一螺栓组5将中心管9和连接体4轴向连接；其中电池组7、控制板安装架10、控制板11、涡街流量计18、磁耦合传动数控堵塞器19、上压力传感器25、温度传感器26、下压力传感器27均安装在由连接体4、配水器主体12、外套筒2组成的中间环形密封空间内，其中上压力传感器25和连接体4采用O形圈组十48进行密封并螺纹连接，电池组固定板8和中心管9之间采用焊接方式连接，电池组分三组、分别绕中心管均匀环形阵列布置并用防水胶带固定，涡街流量计进水口49和连接体螺纹连接，并采用O形圈组五17进行密封。涡街流量计出水口50和配水器主体12螺纹连接，并采用O形圈组六20进行密封，磁耦合传动数控堵塞器19与配水器主体12采用螺纹连接，且在入水口99的a、b两端分别采用第九O形圈组23和第七O形圈组21与配水器主体12进行密封，有效控制进入数控堵塞器的进水流量，其中高扭矩直流电机外壳85和中心管9焊接固定。下压力传感器27和配水器主体12采用螺纹连接并用O形圈组十一51密封，温度传感器26与配水器主体12采用螺纹连接并用O形圈组十二52密封，控制板安装架10和配水器主体12采用螺纹连接，控制板11固定在控制板安装架10上；配水器主体和中心管9下端采用第一O形圈组13进行密封，并用第二耳板601和第二螺栓组501将中心管和配水器主体轴向连接，充电组3和连接体4中设有贯穿主体的出水孔33和入水口53，连接体内部设有导流槽54连接上压力传感器25，可测得中心管内部注入压力。配水器主体12上开孔55与下压力传感器安装孔56贯穿，可测得配水器外部压力即环空压力。
充电组包括：次级线圈内圈28、次级线圈外套筒29、线圈30、次级线圈套筒31。线圈30套在次级线圈内圈28上，次级线圈内圈28与次级线圈外套筒29为螺纹连接，次级线圈外套筒29与次级线圈套筒31为过盈的嵌套配合。其次次级线圈外套筒29和次级线圈套筒31上设置有稳压孔32，保证充电组3内部腔体与外套筒29腔体的压力相等；此外充电组上的出水口33具有引流的作用，保证测调仪能稳定的定位在所要求的位置。
电池组包括：高能电池组和普通电池组。有三层、分别绕中心管均匀环形阵列布置并固定，电池组具有储蓄电能且耐高温的作用。为一体化智能配水器稳定工作提供保障。
涡街流量计包括：涡街流量计管道62、旋涡发生体63、第十三O形圈组64、涡街探头65、卡套式管螺母66、安装主体67，其中涡街流量计管道62和安装主体67采用焊接方式连接，安装主体67与涡街探头65采用四组O形圈构成的第十三O形圈组64密封，卡套式管螺母66与安装主体67和涡街探头65均采用螺纹连接。其中安装主体67上设有安装涡街探头的安装孔69，安装孔中开有四个密封沟槽68，涡街探头安装时涡街探头圆柱表面73与四组O形圈构成的第十三O形圈组64形成柔性密封，防止涡街探头65与安装孔69刚性接触，直接避免了旋涡发生体63振动对涡街探头65产生的影响。安装主体67上设有定位槽70，涡街探头65上设有定位平面72，涡街探头安装时，定位槽70与定位平面72通过过盈配合，保证涡街探头振片窄面74垂直于水流方向75，再将卡套式管螺母66与安装主体67的螺纹段71拧紧配合，将涡街探头65压紧固定，完成对涡街探头的定位安装。旋涡发生体安装时分两种情况：情况一：确定涡街探头65与旋涡发生体63的最佳位置试验时，只需将旋涡发生体63装在涡街流量计管道62上的直槽孔76，在无过大注水压力试验时用胶封装即可，便于之后因检测位置不佳需将旋涡发生体63取下的情况发生，并且在安装槽平面77上设有涡街探头65安装孔78和旋涡发生体安装直槽孔76，安装主体67与涡街流量计管道62通过焊接方式连接，当需要改变旋涡发生体63与涡街探头65距离时，只需将旋涡发生体63车削，再调整位置焊接即可，直槽孔留有足够大的调整空间，无需重新整体更换旋涡发生体。情况二：在情况一的情况下完成对涡街探头65与旋涡发生体63的最佳位置的确定后，取下涡街探头65，将旋涡发生体63焊接在涡街流量计管道直槽孔76内，最后根据上述安装方式依次将涡街探头65、卡套式管螺母66、第十三O形圈组64安装。
磁耦合传动数控堵塞器是由下堵头79、堵塞器主体80、钛合金堵头81、永磁片固定套82、联轴器83、十字槽半沉头螺钉84、高扭矩直流电机外壳85、阀套86、内六角花形半沉头螺钉87、阀芯88、胶圈89、金属挡圈90、传动轴91、永磁片92、减速器93、高扭矩直流电机94、绝对值编码器95、永磁轴96、第十四形圈组97、第十五O形圈组98组成。其中，所述堵塞器主体80与钛合金堵头81采用螺纹连接，并用第十五O形圈组98实现静密封；永磁片固定套82的八个安装孔104中依次各装有1个永磁片92，并用强力胶封装固定，永磁片固定套82一端通过联轴器83与减速器93输出轴连接，钛合金堵头81套放在永磁片固定套套孔105内，二者为间隙配合；其中在堵塞器主体80中，永磁轴96和传动轴91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94带动永磁片固定套82转动，永磁轴96在永磁片固定套82内强磁场的作用下转动。所述下堵头79与堵塞器主体80采用螺纹连接，堵塞器主体80和阀套86采用过渡配合，阀套86上端与胶圈89一侧嵌套配合，金属挡圈90与胶圈89另一侧嵌套配合，堵塞器主体80上设置有定位轴肩102；安装时，通过下堵头将阀套88、胶圈89、金属挡圈90轴向固定在堵塞器主体80内，用一字定位螺钉穿过堵塞器主体80上的定位孔101进入阀套上的定位孔103实现阀套86的径向定位。阀芯88与传动轴91采用内六角花形半沉头螺钉87连接，阀套86和阀芯88采用间隙配合，阀芯88运动至胶圈89处与胶圈紧配，实现出水口全闭。所述传动轴91上半部分设有传动螺纹110，与堵塞器主体螺纹111配合。数控堵塞器工作时，此结构将堵塞器传动轴91转动转换为阀芯88的直线运动，从而达到调节阀芯88和阀套86间的节流口面积进而对流量进行调节；高扭矩直流电机94输出端连有减速器93，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95，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80上的入水孔99流入数控堵塞器，经过金属挡圈90、胶圈89、阀芯88和阀套86及第十四O形圈组97和内六角花形半沉头螺钉87组成的流量阀组件后，由堵塞器注水口100流出。本发明采用磁力耦合传动技术将动密封转化为静密封，降低了密封难度，提高了系统可靠性。
配水器内注入水流道为：液流从充电组上的出水口33进入配水器上接头1、外套筒2、连接体4构成的密封腔体106内部，再进入连接体入水口53进入中心管9，为方便说明将水道剖开如图9所示，原连接体为密封整体，液流经入水流道108进入涡街流量计管道62，对流经液流量进行测量，液流经入配水器主体内部水道109，通过磁耦合传动数控堵塞器入水口99进入堵塞器内部，经堵塞器的调节，流水从配水器主体12上的出水口61流出完成配水过程。磁耦合传动数控堵塞器包括堵塞器主体入水口（99）和堵塞器主体注水口（100），水嘴设置在堵塞器主体注水口处，堵塞器主体注水口位于配水器主体的两个注水口（61）处；
配水器内的控制单元线路连接按照如下模式进行，即充电组3内线圈30上的连接导线穿过次级线圈内圈28上的穿线孔40，接到第一三芯插头24和第二三芯插头2401上，三芯插头分别位于穿线孔40两侧如图2所示；第一三芯插头24上的连接导线经走线槽37连接到次级线圈内圈28上的霍尔元件安装孔107中的霍尔元件上36如图5所示；第二三芯插头2401的其中一芯线起接收信号的作用，另外两芯线连接电池组，为电池充电；导线连接电池组后连接到控制板11上；控制板11上有驱动电机的引线连接到高扭矩直流电机94，为电机供电，进而实现数控堵塞器自动控制注水流量。配水器内部要对配水温度和压力数据进行采集，线路在管线内分布，使用卡套式连接方式连接到控制板上并保证线路系统的密封性，传感器采集数据传输给控制板完成数据的采集。
Claims (1)
1.一种井下充电式智能配水器，包括上接头（1）、外套筒（2）、连接体（4）和配水器主体（12），其特征在于：所述配水器还包括充电组（3）、连接体（4）、第一螺栓组（5）、第一耳板（6）、第二螺栓组（501）、第二耳板（601）、电池组（7）、电池组固定板（8）、中心管（9）、控制板安装架（10）、控制板（11）、第一O形圈组（13）、第二O形圈组（14）、第三O形圈组（15）、第四O形圈组（16）、第五O形圈组（17）、涡街流量计（18）、磁耦合传动数控堵塞器（19）、第六O形圈组（20）、第七O形圈组（21）、第八O形圈组（22）、第九O形圈组（23）、第一三芯插头（24）、第二三芯插头（2401）、上压力传感器（25）、温度传感器（26）、下压力传感器（27）、第十O形圈组（48）、第十一O形圈组（51）以及第十二O形圈组（52）；
其中所述上接头（1）、外套筒（2）、连接体（4）以及配水器主体（12），从上到下依次通过O形圈组密封和螺纹连接实现对配水器整体的轴向连接；
上接头（1）中设置有定位轴肩（47），充电组（3）一端嵌套在上接头（1）中，另一端和连接体（4）之间采用花键（35）连接，连接体（4）和中心管（9）上端采用第四O形圈组（16）进行密封，并用第一耳板（6）和第一螺栓组（5）将中心管（9）和连接体（4）轴向连接；其中电池组（7）、控制板安装架（10）、控制板（11）、涡街流量计（18）、磁耦合传动数控堵塞器（19）、上压力传感器（25）、温度传感器（26）、下压力传感器（27）均安装在由连接体（4）、配水器主体（12）和外套筒（2）组成的中间环形密封空间内；其中上压力传感器（25）和连接体（4）采用第十O形圈组（48）进行密封并螺纹连接，电池组固定板（8）和中心管（9）之间采用焊接方式连接；所述电池组至少分为三组，分别绕所述中心管均匀环形阵列布置并用防水胶带固定，涡街流量计进水口（49）和连接体螺纹连接，并采用第五O形圈组（17）进行密封；涡街流量计出水口（50）和配水器主体（12）螺纹连接，并采用O形圈组六（20）进行密封，磁耦合传动数控堵塞器（19）与配水器主体（12）采用螺纹连接，且在入水口（99）的两端分别采用第六O形圈组（20）和第七O形圈组（21）与配水器主体（12）进行密封；高扭矩直流电机外壳（85）和中心管（9）焊接固定；
下压力传感器（27）和配水器主体（12）采用螺纹连接并用第十一O形圈组（51）密封，温度传感器（26）与配水器主体（12）采用螺纹连接并用第十二O形圈组（52）密封，控制板安装架（10）和配水器主体（12）采用螺纹连接，控制板（11）固定在控制板安装架（10）上；配水器主体和中心管（9）下端采用第一O形圈组（13）进行密封，并用第二耳板（601）和第二螺栓组（501）将中心管和配水器主体轴向连接，充电组（3）和连接体（4）中设有贯穿主体的出水孔（33）和入水口（53），连接体内部设有导流槽（54）用于连接上压力传感器（25），可测得中心管内部注入压力；
配水器主体（12）上开孔（55）与下压力传感器安装孔（56）贯穿，用于测得配水器外部压力；
所述充电组（3）包括次级线圈内圈（28）、次级线圈外套筒（29）、线圈（30）和次级线圈套筒（31）；线圈（30）套在次级线圈内圈（28）上，次级线圈内圈（28）与次级线圈外套筒（29）为螺纹连接，次级线圈外套筒（29）与次级线圈套筒（31）为过盈的嵌套配合；次级线圈外套筒（29）和次级线圈套筒（31）上设置有稳压孔（32），以实现充电组（3）内部腔体与外套筒（29）腔体的压力相等；充电组上的出水口（33）用于引流；
所述电池组（7）内至少包括高能电池组和普通电池组；所述高能电池组和普通电池组分别绕中心管均匀环形阵列布置并固定；
所述涡街流量计（18）包括涡街流量计管道（62）、旋涡发生体（63）、共有四组O形圈构成的第十三O形圈组（64）、涡街探头（65）、卡套式管螺母（66）以及安装主体（67）；其中，涡街流量计管道（62）和安装主体（67）采用焊接方式连接，安装主体（67）与涡街探头（65）采用第十三O形圈组（64）密封；安装主体（67）上设有用于安装涡街探头的安装孔（69），所述安装孔中开有四个密封沟槽（68），涡街探头安装时涡街探头圆柱表面（73）与第十三O形圈组形成柔性密封，防止涡街探头（65）与安装孔（69）刚性接触，以避免旋涡发生体（63）振动对涡街探头（65）产生的影响；
安装主体（67）上设有定位槽（70），涡街探头（65）上设有定位平面（72），涡街探头安装时，定位槽（70）与定位平面（72）通过过盈配合，保证涡街探头振片窄面（74）垂直于水流方向（75）；卡套式管螺母（66）与安装主体（67）的螺纹段（71）配合，用于将涡街探头（65）压紧固定；
所述磁耦合传动数控堵塞器（19）包括下堵头（79）、堵塞器主体（80）、钛合金堵头（81）、永磁片固定套（82）、联轴器（83）、十字槽半沉头螺钉（84）、高扭矩直流电机外壳（85）、阀套（86）、内六角花形半沉头螺钉（87）、阀芯（88）、胶圈（89）、金属挡圈（90）、传动轴（91）、永磁片（92）、减速器（93）、高扭矩直流电机（94）、绝对值编码器（95）、永磁轴（96）、第十四O形圈组（97）以及第十五O形圈组（98）；其中，所述堵塞器主体（80）与钛合金堵头（81）采用螺纹连接，并用第十五O形圈组（98）实现静密封；永磁片固定套（82）的八个安装孔（104）中依次各装有1个永磁片（92），并用强力胶封装固定，永磁片固定套（82）的一端通过联轴器（83）与减速器（93）输出轴连接，钛合金堵头（81）套放在永磁片固定套套孔（105）内，二者为间隙配合；在堵塞器主体（80）中，永磁轴（96）和传动轴（91）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（85）带动永磁片固定套（82）转动，永磁轴（96）在永磁片固定套（82）内强磁场的作用下转动；
所述磁耦合传动数控堵塞器包括堵塞器主体入水口（99）和堵塞器主体注水口（100），水嘴设置在堵塞器主体注水口处，堵塞器主体注水口位于配水器主体的两个注水口（61）处；
所述下堵头（79）与堵塞器主体（80）采用螺纹连接，堵塞器主体（80）和阀套（86）采用过渡配合，阀套（86）上端与胶圈（89）一侧嵌套配合，金属挡圈（90）与胶圈（89）另一侧嵌套配合，堵塞器主体（80）上设置有定位轴肩（102）；安装时，通过下堵头将阀套（88）、胶圈（89）、金属挡圈（90）轴向固定在堵塞器主体（80）内，用一字定位螺钉穿过堵塞器主体（80）上的定位孔（101）进入阀套上的定位孔（103）实现阀套（86）的径向定位；阀芯（88）与传动轴（91）采用内六角花形半沉头螺钉（87）连接，阀套（86）和阀芯（88）采用间隙配合，阀芯（88）运动至胶圈（89）处与胶圈紧配，实现出水口全闭；所述传动轴（91）上半部分设有传动螺纹（110），与堵塞器主体螺纹（111）配合，以实现所述磁耦合传动数控堵塞器工作时，将堵塞器传动轴（91）转动转换为阀芯（88）的直线运动，从而达到调节阀芯（88）和阀套（86）间的节流口面积进而对流量进行调节；高扭矩直流电机（94）输出端连有减速器（93），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（95），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（80）上的入水孔（99）流入所述磁耦合传动数控堵塞器，经过金属挡圈（90）、胶圈（89）、阀芯（88）和阀套（86）及第十四O形圈组（97）和内六角花形半沉头螺钉（87）组成的流量阀组件后，由堵塞器主体注水口（100）流出；
所述配水器内的注入水按照如下路径流动，即液流从出水口（33）进入由配水器上接头（1）、外套筒（2）以及连接体（4）构成的密封腔体（106）内部，再经由连接体入水口（53）进入中心管（9），再经入水流道（108）进入涡街流量计管道（62），经配水器主体内部水道（109），通过磁耦合传动数控堵塞器的入水口（99）进入堵塞器内部，最后，从配水器主体（12）上的两个注水口（61）流出；
所述配水器内的控制单元线路连接按照如下模式进行，充电组（3）内线圈（30）上的连接导线穿过次级线圈内圈（28）上的穿线孔（40），接到第一三芯插头（24）和第二三芯插头（2401）上，第一三芯插头（24）和第二三芯插头（2401）分别位于穿线孔（40）两侧，第一三芯插头（24）上的连接导线经走线槽（37）连接到次级线圈内圈（28）上的霍尔元件安装孔（107）中的霍尔元件上（36）；第二三芯插头二（2401）上其中一根芯线起接收信号的作用，另外两根芯线连接电池组，为电池充电；导线连接电池组后连接到控制板（11）上；控制板（11）上有驱动电机的引线连接到高扭矩直流电机（94），为电机供电，进而实现数控堵塞器自动控制注水流量。
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