CN113969762A - 一种注水阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水阀装置，包括：进水管、进液口、出液口、驱动电机、丝杠、制转销、滑块和球体；进水管的外壁上设有安装腔体；安装腔体两端分别密封连接有上堵头和下堵头；驱动电机的输出端与丝杠的一端传动连接；丝杠与滑块螺纹连接；制转销与滑块滑动连接；球体与滑块固定连接；下堵头上开设有过流通道；进液口，位于进水管上，且与过流通道的进水口连通；出液口，位于安装腔体的腔壁上，与安装腔体和采油层连通。本发明在注水和非注水工作状态时，驱动电机的正反转即可完成过流通道的开启和关闭，在需要时注水阀通电，相关器件进行相应的工作即可，无需连续通电，节约了成本且可靠性较高。

Description

一种注水阀装置

技术领域

本发明属于注水井口设备技术领域，具体涉及一种注水阀装置。

背景技术

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，须对油田进行注水，以保持或恢复油层压力，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。

注水阀作为控制注水井井下流体通道的开闭装置，决定了分注层段的注水量。现有技术中，注水阀采用电磁阀装置，依靠线圈通电、断电完成阀门的开启和关闭，从而实现流体通道的打开、关闭，但为保持流体通道打开则需要长时间通电，不但会导致成本增加，而且长时间通电工作导致注水阀电路容易老化，可靠性较低且使用寿命较短。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种注水阀装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种注水阀装置，包括：进水管、进液口、出液口、驱动电机、丝杠、制转销、滑块和球体；

所述进水管，外壁上设有安装腔体，两端与外部的油管连接；

所述安装腔体，两端分别密封连接有上堵头和下堵头；

所述驱动电机，固设在所述安装腔体内，输出端与所述丝杠的一端传动连接；

所述丝杠，位于所述安装腔体内，与所述滑块螺纹连接；

所述制转销，固设在所述安装腔体内，与所述滑块滑动连接；

所述球体，位于所述安装腔体内，与所述滑块固定连接；

所述下堵头上开设有过流通道；

所述过流通道，一端靠近所述球体且与所述安装腔体连通；

所述进液口，位于所述进水管上，且与所述过流通道的进水口连通；

所述出液口，位于所述安装腔体的腔壁上，与所述安装腔体和采油层连通。

在本发明的一个实施例中，所述进水管上套设有上护管，所述进水管的外壁上开设有容纳腔；

所述上护管和所述进水管之间的腔体以及所述容纳腔构成所述安装腔体；

所述上护管的一端与所述上堵头密封连接，另一端与所述进水管的外壁密封连接；

所述容纳腔远离所述上护管的一端与所述下堵头密封连接；

所述驱动电机、所述丝杠、所述制转销和所述球体均位于所述容纳腔内。

在本发明的一个实施例中，所述驱动电机的输出端通过减速机、联轴器和轴承与所述丝杠的一端传动连接；

所述驱动电机的输出端与所述减速机的输入端传动连接，所述减速机的输出端与所述联轴器的一端传动连接，所述联轴器的另一端与所述丝杠的一端固定连接，所述丝杠的一端与所述轴承的内圈固定连接，所述轴承的外圈与所述容纳腔固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述安装腔体内还设置有密封轴套和至少一个第一密封圈；

所述密封轴套，套设在所述丝杠靠近所述驱动电机的位置处；

所述第一密封圈，与所述丝杠间隙配合，且位于所述丝杠和所述密封轴套之间。

在本发明的一个实施例中，所述滑块的外壁上开设有沿与所述丝杠的轴向平行的方向延伸的滑槽；

所述制转销，与所述滑槽滑动连接。

在本发明的一个实施例中，所述上护管与所述上堵头之间设置有至少一个第二密封圈。

在本发明的一个实施例中，所述丝杠的轴向与所述进水管的轴向平行。

本发明的有益效果：

本发明通过驱动电机反转驱动丝杠转动，滑块在制转销的限位下并在丝杠的带动下沿丝杠的轴向运动，从而带动球体运动，当球体运动到下堵头的过流通道的一端上时，将过流通道封堵关闭，需要开启过流通道时，驱动电机正转工作，带动丝杠正转，从而球体离开过流通道的一端，从而打开过流通道进行注水即可。本发明在注水和非注水工作状态时，驱动电机的正反转即可完成过流通道的开启和关闭，在需要时注水阀通电，相关器件进行相应的工作即可，无需连续通电，节约了成本且可靠性较高。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种注水阀装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种注水阀装置的局部结构示意图。

附图标记说明：

10-进水管；11-进液口；12-出液口；13-安装腔体；14-上堵头；15-下堵头；151-过流通道；16-上护管；161-第二密封圈；17-容纳腔；18-腔体；20-驱动电机；21-减速机；22-联轴器；23-轴承；24-密封轴套；25-第一密封圈；26-压紧螺栓；30-丝杠；40-制转销；50-滑块；51-滑槽；60-球体。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1和图2，一种注水阀装置，包括：进水管10、进液口11、出液口12、驱动电机20、丝杠30、制转销40、滑块50和球体60。进水管10的外壁上开设有安装腔体13。进水管10位于两段油管之间，进水管10的两端分别与两段油管连接。安装腔体13的两端分别密封连接有上堵头14和下堵头15。驱动电机20固设在安装腔体13内，驱动电机20的输出端与丝杠30的一端传动连接。丝杠30位于安装腔体13内，丝杠30与滑块50螺纹连接。

制转销40固设在安装腔体13内，制转销40与滑块50滑动连接。球体60位于安装腔体13内，球体60与滑块50固定连接。下堵头15上开设有过流通道151。球体60与滑块50朝向过流通道151的一端固定连接。过流通道151的一端靠近球体60且与安装腔体13连通。进液口11位于进水管10上且与过流通道151的进水口连通。出液口12位于安装腔体13的腔壁上，出液口12与安装腔体13和采油层连通。

本实施例中，本实施例中，对油井进行分层注水时，每层需设置一个注水阀装置，注水阀装置安装于一层采油层的两段油管之间。注水从油管进入进水管10中，可以通过进液口11和过流通道151的进水口进入过流通道151中，当过流通道151打开时，注水经过过流通道151从出液口12流出至本层采油层，同时，进水管10中的水继续向下流入下一层采油层的注水阀装置的进水管10中，以此类推进行分层注水。

过流通道151的开启和关闭通过球体60的运动实现，具体地，在需要开启过流通道151时(此时，球体60与过流通道151的一端接触，对过流通道151的一端进行封堵)，驱动电机20上电工作，驱动电机20反转带动丝杠30转动，制转销40固设在安装腔体13内，且制转销40与滑块50滑动连接，在制转销40的限位下，滑块50可以在丝杠30的带动下沿丝杠30的轴向滑动而不会随丝杠30转动，滑块50带动球体60离开过流通道151的一端，从而过流通道151开启，之后驱动电机20停止工作，过流通道151中的水进入安装腔体13内并从出液口12流出至本层采油层。在需要关闭过流通道151时，驱动电机20再次工作，驱动电机20正转带动丝杠30转动，滑块50带动球体60向过流通道151的一端靠近直至接触过流通道151将过流通道151封堵，过流通道151关闭，驱动电机20停止工作即可。

本实施例中注水阀装置，在注水和非注水工作状态时，驱动电机20的正反转即可完成过流通道151的开启和关闭，在需要时注水阀通电，相关器件进行相应的工作即可，无需连续通电，节约了成本，延缓了电路老化速度，可靠性较高且延长了使用寿命，同时，结构简单且易于维护。

在一种可行的实现方式中，进水管10的长轴方向为井下沿竖直方向延伸，丝杠30竖向设置，丝杠30的轴向与进水管10的轴向平行。结构更加紧凑，体积小，便于井下使用。出液口12位于下堵头15的上侧，过流通道151竖向延伸，安装腔体13的长轴竖向延伸。

在一种可行的实现方式中，过流通道151的一端开口，球体60可以抵在开口处以使过流通道151关闭，球体60的一部分位于过流通道151内，其余部分位于过流通道151外，因此，球体60的表面光滑，抵在开口能够较佳地与开口进行贴合，以实现过流通道151的封堵。球体60采用氮化硅材料制成，球体60表面光滑度更佳，能够更好地与过流通道151的开口贴合对过流通道151进行更好地封堵。

进一步地，如图1和图2所示，滑块50的外壁上开设有沿与丝杠30的轴向平行的方向延伸的滑槽51。制转销40与滑槽51滑动连接。本实施例中，制转销40的一端固定在安装腔体13的安装螺孔内，制转销40的另一端伸入滑槽51内，制转销40通过滑槽51对滑块50限位，在丝杠30运动时滑块50可以沿丝杠30运动而不会随丝杠30转动。

进一步地，如图1和图2所示，进水管10上套设有上护管16，进水管10的外壁上开设有容纳腔17。上护管16和进水管10之间的腔体18以及容纳腔17构成安装腔体13。上护管16的一端与上堵头14密封连接，上护管16的另一端与进水管10的外壁密封连接。容纳腔17远离上护管16的一端与下堵头15密封连接。驱动电机20、丝杠30、制转销40和球体60位于容纳腔17内。制转销40固定在容纳腔17内。本实施例中，上护管16和进水管10之间的空间以及进水管10外壁上的容纳腔17构成安装腔体13。上护管16和进水管10之间的空间为密封空间，可以用于安装注水阀装置的电路。

其中，当过流通道151打开时，注水经过过流通道151进入容纳腔17内并从出液口12流出至本层采油层。

进一步地，如图1和图2所示，驱动电机20的输出端通过减速机21、联轴器22和轴承23与丝杠30的一端传动连接。驱动电机20的输出端与减速机21的输入端传动连接，减速机21的输出端与联轴器22的一端传动连接，联轴器22的另一端与丝杠30的一端固定连接，丝杠30的一端还与轴承23的内圈固定连接，轴承23的外圈与容纳腔17固定连接。轴承23的内圈与本实施例中，轴承23的外圈固定固定不动，内圈可以转动，轴承23能够对丝杠30起到起到支撑作用。本实施例中，驱动电机20通过端部设置的压紧螺栓26压紧在容纳腔17内。本实施例驱动电机20通过联轴器22驱动丝杠30运动，轴承23对丝杠30形成支撑，使丝杠30运动更加平稳。

进一步地，如图1和图2所示，安装腔体13内还设置有密封轴套24和至少一个第一密封圈25。密封轴套24套设在丝杠30靠近驱动电机20的位置处。第一密封圈25第一密封圈25位于丝杠30和密封轴套24之间与丝杠30间隙配合。密封轴套24和第一密封圈25能够使丝杠30转动且进入安装腔体13中的水不会通过密封轴套24进入驱动电机20一侧，密封性较佳。

具体地，密封轴套24设置在容纳腔17内。

进一步地，如图1和图2所示，上护管16与上堵头14之间设置有至少一个第二密封圈161。本实施例中，上护管16与进水管10之间的空间用于安装注水阀装置的电路，第二密封圈161可以将上堵头14和上护管16之间密封，避免井下的流体进入上护管16内对电路造成损坏，提升了安全性和可靠性。

同时，上护管16的另一端与进水管10的外壁之间通过密封圈密封连接。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种注水阀装置，其特征在于，包括：进水管(10)、进液口(11)、出液口(12)、驱动电机(20)、丝杠(30)、制转销(40)、滑块(50)和球体(60)；

所述进水管(10)，外壁上设有安装腔体(13)，两端与外部的油管连接；

所述安装腔体(13)，两端分别密封连接有上堵头(14)和下堵头(15)；

所述驱动电机(20)，固设在所述安装腔体(13)内，输出端与所述丝杠(30)的一端传动连接；

所述丝杠(30)，位于所述安装腔体(13)内，与所述滑块(50)螺纹连接；

所述制转销(40)，固设在所述安装腔体(13)内，与所述滑块(50)滑动连接；

所述球体(60)，位于所述安装腔体(13)内，与所述滑块(50)固定连接；

所述下堵头(15)上开设有过流通道(151)；

所述过流通道(151)，一端靠近所述球体(60)且与所述安装腔体(13)连通；

所述进液口(11)，位于所述进水管(10)上，且与所述过流通道(151)的进水口连通；

所述出液口(12)，位于所述安装腔体(13)的腔壁上，与所述安装腔体(13)和采油层连通。

2.根据权利要求1所述的一种注水阀装置，其特征在于，所述进水管(10)上套设有上护管(16)，所述进水管(10)的外壁上开设有容纳腔(17)；

所述上护管(16)和所述进水管(10)之间的腔体(18)以及所述容纳腔(17)构成所述安装腔体(13)；

所述上护管(16)的一端与所述上堵头(14)密封连接，另一端与所述进水管(10)的外壁密封连接；

所述容纳腔(17)远离所述上护管(16)的一端与所述下堵头(15)密封连接；

所述驱动电机(20)、所述丝杠(30)、所述制转销(40)和所述球体(60)均位于所述容纳腔(17)内。

3.根据权利要求2所述的一种注水阀装置，其特征在于，所述驱动电机(20)的输出端通过减速机(21)、联轴器(22)和轴承(23)与所述丝杠(30)的一端传动连接；

所述驱动电机(20)的输出端与所述减速机(21)的输入端传动连接，所述减速机(21)的输出端与所述联轴器(22)的一端传动连接，所述联轴器(22)的另一端与所述丝杠(30)的一端固定连接，所述丝杠(30)的一端与所述轴承(23)的内圈固定连接，所述轴承(23)的外圈与所述容纳腔(17)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种注水阀装置，其特征在于，所述安装腔体(13)内还设置有密封轴套(24)和至少一个第一密封圈(25)；

所述密封轴套(24)，套设在所述丝杠(30)靠近所述驱动电机(20)的位置处；

所述第一密封圈(25)，与所述丝杠(30)间隙配合，且位于所述丝杠(30)和所述密封轴套(24)之间。

5.根据权利要求1所述的一种注水阀装置，其特征在于，所述滑块(50)的外壁上开设有沿与所述丝杠(30)的轴向平行的方向延伸的滑槽(51)；

所述制转销(40)，与所述滑槽(51)滑动连接。

6.根据权利要求2所述的一种注水阀装置，其特征在于，所述上护管(16)与所述上堵头(14)之间设置有至少一个第二密封圈(161)。

7.根据权利要求1所述的一种注水阀装置，其特征在于，所述丝杠(30)的轴向与所述进水管(10)的轴向平行。

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