CN111364957A - 一种小型化恒流配水结构及其检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种小型化恒流配水结构及其检测装置，属于油田精细分层注水技术领域。本发明提供的一种小型化恒流配水结构，包括：管体，所述管体内具有一个过流通道；恒流弹性部，所述恒流弹性部包括；本体，本体内具有可压缩的压力腔；弹性部；传动部件；和所述传动部件位于所述压力腔的开口部，所述弹性部位于所述压力腔内，所述弹性部一端与压力腔内壁连接，另一端与所述传动部件连接，所述传动部件通过所述弹性部可伸出或缩回所述压力腔；阀门部件；所述过流通道内部与恒流弹性部的传动部件外表面连通，所述传动部件与阀门部件传动连接。恒流配水结构小型化设计，保持了配水器原有结构不变，能与其他测试仪器配套使用，现场使用方便可靠。
Description
技术领域
本发明属于油田精细分层注水技术领域，具体涉及一种小型化恒流配水结构及其检测装置。
背景技术
目前，精细注水技术快速发展，推动油藏水驱开发效果大幅提升，常规分注工艺采用控制仪器机械式对接调节，一次调节达到配注要求后，配水器水嘴位置是不变的，即水嘴开度固定，无法自动调节开度，但受地层吸水能力变化、注水系统压力波动等因素影响，分层注水量在不断发生变化，导致并未实现达标分注，分注合格率下降较快，不能够长期达到配注要求，无法达到地质精细注水需求，制约了油藏井下分注开发的效果，目前恒流控制多为地面控制，无法用于井下小空间恒流应用，无法实现分层恒流注水。
发明内容
本发明提供一种小型化恒流配水结构及其检测装置，目的在于解决上述问题，解决恒流机构小型化设计难度大，井下测试复杂，且增加现场施工成本，没有一种地面测试装置，满足恒流机构地面测试，使其结构优化改进较慢，不能为现场试验提供保障，不能加快工具研发与试验。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种小型化恒流配水结构，包括：
管体，所述管体内具有一个过流通道；
恒流弹性部，所述恒流弹性部包括；
本体，本体内具有可压缩的压力腔；
弹性部；
传动部件；和
所述传动部件位于所述压力腔的开口部，所述弹性部位于所述压力腔内，所述弹性部一端与压力腔内壁连接，另一端与所述传动部件连接，所述传动部件通过所述弹性部可伸出或缩回所述压力腔；
阀门部件；
所述过流通道内部与恒流弹性部的传动部件外表面连通，所述传动部件与阀门部件传动连接。
所述过流通道的第一入水口和第一出水口与外界连通，阀门部件为活动滑套，所述活动滑套内具有第二过流通道，所述第二过流通道的第二入水口和第二出水口与外界连通，所述活动滑套位于所述过流通道内，所述活动滑套与所述过流通道滑动连接，所述过流通道的第一入水口通过第二入水口和第二出水口与所述第一出水口连通，所述传动部件的传动方向与所述活动滑套的滑动方向相同，所述传动部件与所述活动滑套传动连接。
所述第一入水口的开口大小和第二入水口的开口大小相当；
所述第一出水口的开口大小和第二出水口的开口大小相当。
所述活动滑套底部具有导向轴和导向柱子，所述导向柱子中部具有径向限位导向槽，所述导向轴在所述径向限位导向槽的导向方向滑动，所述导向轴固定在活动滑套底部，所述导向槽与所述管体固定连接。
所述管体包括固定座、上护筒、出水套、下护套、外阀套和下固定套，固定座和下固定套分别丝扣连接在外阀套两端，出水套的端部具有出水口，所述出水口的内圈具有连接螺纹，所述过流通道的第一入水口和第一出水口处通过出水套的出水口与外界连通，上护筒两个出水套与下护套夹持在固定座和下固定套之间。
所述恒流弹性部内具有平衡支座和恒流压缩弹簧，平衡支座顶部具有台阶状导向柱,恒流压缩弹簧安装在所述平衡支座顶部的导向柱上，所述导向柱的导向方向与所述传动部件的伸缩方向相同。
一种小型化恒流配水结构检测装置，包括：
缓冲腔体；
压力传感器；
上述任意一项所述一种小型化恒流配水结构；
流量测量短节；
缓冲腔体通过所述一种小型化恒流配水结构与流量测量短节连接，所述压力传感器并联在缓冲腔体和所述一种小型化恒流配水结构之间的管线上。
所述缓冲腔体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体通过环形通道与所述第二腔体连接，所述第一腔体端部设置有入水口，所述第二腔体的端部设置有出水口。
所述缓冲腔体和所述一种小型化恒流配水结构之间具有压力测试连接管，缓冲腔体通过压力测试连接管与所述一种小型化恒流配水结构连接；
所述一种小型化恒流配水结构和流量测量短节之间具有流量测试连接管，所述一种小型化恒流配水结构通过流量测试连接管和流量测量短节连接。
所述压力传感器为电容式传感器，流量测量短节为电容式传感器。
本发明的有益效果是，1、恒流配水结构小型化设计，保持了配水器原有结构不变，能与其他测试仪器配套使用，现场使用方便可靠；
2、恒流配水结构可以缓解注水系统压力波动导致的分层水量变化，延长分层注水合格时间，提高注水效果；
3、恒流配水结构检测装置可以完成地面测试恒流效果，确保其下井使用效果。
附图说明
图1为本发明一种小型化恒流配水结构检测装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种小型化恒流配水结构示意图。
图中标记为：1、进口；2、进口接头；3、缓冲腔体；4、压力测试连接管；5、压力传感器；6、小型化恒流配水结构；7、流量测试连接管；8、流量测量短节；9、固定座；10、上护筒；11、出水套；12、下护套；13、外阀套；14、下固定套；15、导向柱子；16、导向轴；17、入水口套；18、第二入水口；19、阀门部件；20、第二出水口；21、恒流压缩弹簧；22、平衡支座。
具体实施方式
下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的一种小型化恒流配水结构及其检测装置方案进行详细介绍说明。
实施例1
请参考图2，其示出了本发明一种小型化恒流配水结构的整体结构示意图，该型化恒流配水结构，包括：
管体，所述管体内具有一个过流通道；
恒流弹性部21，所述恒流弹性部21包括；
本体，本体内具有可压缩的压力腔；
弹性部；
传动部件；和
所述传动部件位于所述压力腔的开口部，所述弹性部位于所述压力腔内，所述弹性部一端与压力腔内壁连接，另一端与所述传动部件连接，所述传动部件通过所述弹性部可伸出或缩回所述压力腔；
阀门部件19；
所述过流通道内部与恒流弹性部21的传动部件外表面连通，所述传动部件与阀门部件19传动连接。
上述实施例中，管体内的过流通道负责通水，过流通道的入水口或者出水口安装有阀门部件19，负责对来水进行控流，阀门部件19的开闭由恒流弹性部21的传动部施加动力进行控制。
恒流弹性部21的传动部件的外表面与所述过流通道内部连通，恒流弹性部21可以像图2那样设置在过流通道内部，也可以采用管线与过流通道内部连通。
恒流弹性部21，该部件的作用是根据来水的压力，在过流通道内对过流通道的出口或者入口的出水量进行调节，其原理为，在本体内设置一个可以压缩是气体压力腔，或者该压力腔与过流通道的外界连通，压力腔与外界连通时，压力腔内的介质可以移出至外界，外界也能进入压力腔内；而恒流弹性部21内设置有传动部件，该传动部通过弹性部连接在本体内，且该传动部件在本体内密封式滑动连接；该压力腔为可压缩气体时，该处如要使用密封圈做细致密封，该压力腔与外界连通时，该处可以预留细微间隙，由于水的张力，该处间隙的出水量并不多。
在开始时，阀门部件19被设置为最大开启状态，而在过流通道内具有压力时，恒流弹性部21受到压力，传动部件回缩，传动部件做回缩动作后，带动阀门部件19将阀门关小，过流通道内压力越大，带动阀门部件19的传动部件回缩的幅度约大，阀门部件19控流也越大，过流通道内压力变小时，传动部件回弹，阀门部件19重新开启开大，最终，流出过流通道内的液体量被恒流弹性部21稳流量。
实施例2
进一步的，请参考图2，本发明一种小型化恒流配水结构的另一实施例，所述过流通道的第一入水口和第一出水口与外界连通，阀门部件19为活动滑套，所述活动滑套内具有第二过流通道，所述第二过流通道的第二入水口18和第二出水口20与外界连通，所述活动滑套位于所述过流通道内，所述活动滑套与所述过流通道滑动连接，所述过流通道的第一入水口通过第二入水口18和第二出水口20与所述第一出水口连通，所述传动部件的传动方向与所述活动滑套的滑动方向相同，所述传动部件与所述活动滑套传动连接。
上述实施例中，阀门部件19具体为可在过流通道内滑动的活动滑套，该活动滑套的外表面与过流通道的内表面滑动连接，并且该活动滑套上具有第二入水口18和第二出水口20，第二入水口18和第二出水口20用于接通第一入水口和第一出水口，当该活动滑套在过流通道滑动时，第二入水口18会和第一入水口产生交叉，能过流水的横截面积变小，最终通过过流通道的水的流量变小，同理第二出水口20会和第一出水口产生交叉，过流通道内能过流水的横截面积变小，能通过过流通道的水的流量变小。
在恒流弹性部21的传动部件处于自然状态时，第一入水口和第一出水口通过第二入水口18和第二出水口20完全导通；
在过流通道内压力升高时，恒流弹性部21的传动部件受到水压继而向压力腔内缩，传动部件位移，传动部件带动活动滑套移动，第一入水口和第二入水口18或第一出水口和第二出水口20之间产生交叉，过流面积减少，最终过流通道内流量减小，输出的流量最终降低。
进一步的，第二入水口18处具有入水口套17，用于连接第一入水口和第二入水口18。
实施例3
进一步的，请参考图2，本发明一种小型化恒流配水结构的另一实施例，所述第一入水口的开口大小和第二入水口18的开口大小相当；
所述第一出水口的开口大小和第二出水口20的开口大小相当。
上述实施例中，
第一入水口的开口大小和第二入水口18的开口大小相当，所述第一出水口的开口大小和第二出水口20的开口大小相当，确保活动滑套在细微移动时，可以进行细微调节，最终使恒流弹性部21和阀门部件19的配合部件可以精确的对过流通道内压力做出控流调整，使小型化恒流配水结构的控流效果更为精确。
实施例4
进一步的，请参考图2，本发明一种小型化恒流配水结构的另一实施例，所述活动滑套底部具有导向轴16和导向柱子15，所述导向柱子15中部具有径向限位导向槽，所述导向轴16在所述径向限位导向槽的导向方向滑动，所述导向轴16固定在活动滑套底部，所述导向槽与所述管体固定连接。
上述实施例中，该导向柱子15中部具有径向限位导向槽，用于防止活动滑套沿其周向旋转，确保活动滑套在滑动时，保活动滑套的出入水口和过流通道的出入水口能对接上，防止活动滑套在不断前后位移时，活动滑套周向旋转后，第一入水口和第二入水口18或第一出水口和第二出水口20不能对接上，在实施例中，导向轴16和径向限位导向槽的横街面积为非圆形。
实施例5
进一步的，请参考图2，本发明一种小型化恒流配水结构的另一实施例，所述管体包括固定座9、上护筒10、出水套11、下护套12、外阀套13和下固定套14，固定座9和下固定套14分别丝扣连接在外阀套13两端，出水套11的端部具有出水口，所述出水口的内圈具有连接螺纹，所述过流通道的第一入水口和第一出水口处通过出水套11的出水口与外界连通，上护筒10两个出水套11与下护套12夹持在固定座9和下固定套14之间。
上述实施例中，本发明一种小型化恒流配水结构采用固定座9、上护筒10、出水套11、下护套12、外阀套13和下固定套14组合的方式组成过流通道，方便该小型化恒流配水结构内部恒流弹性部21与阀门部件19的配合安装，其结构，可以简化后续的一种小型化恒流配水检测装置的实验流程。
实施例6
进一步的，请参考图2，本发明一种小型化恒流配水结构的另一实施例，所述恒流弹性部21内具有平衡支座22和恒流压缩弹簧21，平衡支座22顶部具有台阶状导向柱,恒流压缩弹簧21安装在所述平衡支座22顶部的导向柱上，所述导向柱的导向方向与所述传动部件的伸缩方向相同。
上述实施例中，平衡支座22用于调整恒流压缩弹簧21的压缩方向，并确保恒流压缩弹簧21的正常压缩量，在传动部件外表面受到过流通道的压力时，恒流压缩弹簧21能始终提供一个恒定的力，确保阀门部件19能稳定的进行控流。
实施例7
请参考图1，发明一种小型化恒流配水结构检测装置，该小型化恒流配水结构检测装置，包括：
缓冲腔体3；
压力传感器5；
实施例1-6任意一项所述一种小型化恒流配水结构；
流量测量短节8；
缓冲腔体3通过所述一种小型化恒流配水结构与流量测量短节8连接，所述压力传感器5并联在缓冲腔体3和所述一种小型化恒流配水结构之间的管线上。
上述实施例中，缓冲腔体3用于调节用于模拟注水井井筒对注水的缓冲效应，压力传感器5对缓冲腔体3后端输出的注水进行压力测试，一种小型化恒流配水结构后端安装流量测量短节8对小型化恒流配水结构检测装置的出水进行测量，通过获取压力传感器5输出的压力数据及流量测量短节8的流量数据，对小型化恒流配水结构的稳压效果进行试验测量。
由于恒流机构小型化设计难度大，井下测试复杂，且增加现场施工成本，没有一种地面测试装置，满足恒流机构地面测试，使其结构优化改进较慢，不能为现场试验提供保障，不能加快工具研发与试验。本实施例的地面测试装置，满足恒流机构地面测试，指导其结构优化改进，为现场试验提供保障，同时加快工具研发与试验。
进一步的，缓冲腔体3前端还具有进口1和进口接头2，进口1通过进口接头2与缓冲腔体3连通，进口1用于进水。小型化恒流配水结构6用于稳压缓冲腔体3流出的液体。
实施例8
进一步的，本发明一种小型化恒流配水结构检测装置的另一实施例，所述缓冲腔体3包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体通过环形通道与所述第二腔体连接，所述第一腔体端部设置有入水口，所述第二腔体的端部设置有出水口。
上述实施例中，采用双腔环形结构设计，在小空间内最大程度模拟井筒的储集效应，提升测试结果的可靠性。
实施例9
进一步的，本发明一种小型化恒流配水结构检测装置的另一实施例，所述缓冲腔体3和所述一种小型化恒流配水结构之间具有压力测试连接管4，缓冲腔体3通过压力测试连接管4与所述一种小型化恒流配水结构连接；
所述一种小型化恒流配水结构和流量测量短节8之间具有流量测试连接管7，所述一种小型化恒流配水结构通过流量测试连接管7和流量测量短节8连接。
上述实施例中，该压力测试连接管4用于连接缓冲腔体3和所述一种小型化恒流配水结构，流量测试连接管7用于连接小型化恒流配水结构和流量测量短节8，压力测试连接管4和流量测试连接管7对整个装置起到连接的作用。
实施例10
进一步的，本发明一种小型化恒流配水结构检测装置的另一实施例，所述压力传感器5为电容式传感器，流量测量短节8为电容式传感器。
上述实施例中，压力传感器5采用电容式传感器，测试可靠，出水口压力为常压，进而实现恒流装置前后压力同步测试，得到实时压力波动结果。流量测量短节8采用电磁流量计，在地面测试过程中不占用中心通道，测试精度高，提升测试结果的可靠性。
需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…… )仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，涉及“ 第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“ 第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小型化恒流配水结构，其特征在于，包括：
管体，所述管体内具有一个过流通道；
恒流弹性部（21），所述恒流弹性部（21）包括；
本体，本体内具有可压缩的压力腔；
弹性部；
传动部件；和
所述传动部件位于所述压力腔的开口部，所述弹性部位于所述压力腔内，所述弹性部一端与压力腔内壁连接，另一端与所述传动部件连接，所述传动部件通过所述弹性部可伸出或缩回所述压力腔；
阀门部件（19）；
所述过流通道内部与恒流弹性部（21）的传动部件外表面连通，所述传动部件与阀门部件（19）传动连接。
2.如权利要求1所述一种小型化恒流配水结构，其特征在于，所述过流通道的第一入水口和第一出水口与外界连通，阀门部件（19）为活动滑套，所述活动滑套内具有第二过流通道，所述第二过流通道的第二入水口（18）和第二出水口（20）与外界连通，所述活动滑套位于所述过流通道内，所述活动滑套与所述过流通道滑动连接，所述过流通道的第一入水口通过第二入水口（18）和第二出水口（20）与所述第一出水口连通，所述传动部件的传动方向与所述活动滑套的滑动方向相同，所述传动部件与所述活动滑套传动连接。
3.如权利要求2所述一种小型化恒流配水结构，其特征在于，所述第一入水口的开口大小和第二入水口（18）的开口大小相当；
所述第一出水口的开口大小和第二出水口（20）的开口大小相当。
4.如权利要求2所述一种小型化恒流配水结构，其特征在于，所述活动滑套底部具有导向轴（16）和导向柱子（15），所述导向柱子（15）中部具有径向限位导向槽，所述导向轴（16）在所述径向限位导向槽的导向方向滑动，所述导向轴（16）固定在活动滑套底部，所述导向槽与所述管体固定连接。
5.如权利要求1所述一种小型化恒流配水结构，其特征在于，所述管体包括固定座（9）、上护筒（10）、出水套（11）、下护套（12）、外阀套（13）和下固定套（14），固定座（9）和下固定套（14）分别丝扣连接在外阀套（13）两端，出水套（11）的端部具有出水口，所述出水口的内圈具有连接螺纹，所述过流通道的第一入水口和第一出水口处通过出水套（11）的出水口与外界连通，上护筒（10）两个出水套（11）与下护套（12）夹持在固定座（9）和下固定套（14）之间。
6.如权利要求1所述一种小型化恒流配水结构，其特征在于，所述恒流弹性部（21）内具有平衡支座（22）和恒流压缩弹簧（21），平衡支座（22）顶部具有台阶状导向柱,恒流压缩弹簧（21）安装在所述平衡支座（22）顶部的导向柱上，所述导向柱的导向方向与所述传动部件的伸缩方向相同。
7.一种小型化恒流配水结构检测装置，其特征在于，包括：
缓冲腔体（3）；
压力传感器（5）；
权利要求1-6任意一项所述一种小型化恒流配水结构；
流量测量短节（8）；
缓冲腔体（3）通过所述一种小型化恒流配水结构与流量测量短节（8）连接，所述压力传感器（5）并联在缓冲腔体（3）和所述一种小型化恒流配水结构之间的管线上。
8.如权利要求7所述一种小型化恒流配水结构检测装置，其特征在于，所述缓冲腔体（3）包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体通过环形通道与所述第二腔体连接，所述第一腔体端部设置有入水口，所述第二腔体的端部设置有出水口。
9.如权利要求7所述一种小型化恒流配水结构检测装置，其特征在于，所述缓冲腔体（3）和所述一种小型化恒流配水结构之间具有压力测试连接管（4），缓冲腔体（3）通过压力测试连接管（4）与所述一种小型化恒流配水结构连接；
所述一种小型化恒流配水结构和流量测量短节（8）之间具有流量测试连接管（7），所述一种小型化恒流配水结构通过流量测试连接管（7）和流量测量短节（8）连接。
10.如权利要求7所述一种小型化恒流配水结构检测装置，其特征在于，所述压力传感器（5）为电容式传感器，流量测量短节（8）为电容式传感器。
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