CN115075787B - 一种基于液压控制的井下多级注水节流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，包括外部封隔部分、滑动套，液压控制部分以及安装在滑动套与外部封隔部分内腔之间的滑动套定位系统，滑动套在外部封隔部分内沿其轴向往复移动以使中心通道通过不同数量的下接头注水孔与下壳体注水槽连通；液压控制部分和滑动套定位系统通过液压进出油路不同的加压次序和大小，可以对滑动套施加轴向的推力，且可以改变锁紧套、漂移球、定位球的位置，从而实现对滑动套在轴向的移动距离的控制。本发明通过控制下缸体在轴向的移动距离，能够改变与下接头注水孔的连通数目，从而实现25种内腔与外部封隔部分不同的连通面积，有效的实现级流量调节，实现保护注水开发储层中的油气层的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油气注采技术领域，具体涉及一种基于液压控制的井下多级注水节流装置。
背景技术
通过注水井向油藏注水，可以在油田开发的过程中维持或恢复层间压力，提高采收效果。要使储层采油能正常实现，注水泵压力应低于储层破裂压力，同时应高于驱油所需的最小压力。目前在智能完井方面的井下注水装备，往往不能实现八级以上的注水压力等级调节，或者在实际操作中调控困难，导致储层破裂或者无法完成驱油，因此需要一种能够更精细调节注水压力，对注水开发储层中的油气层进行保护，防止造成严重地层损害的井下多级注水节流装置，进一步提升智能完井技术。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，利用多级注水滑套的节流功能，可实现对不同层段的流量调节，实现生产的实时控制和优化生产。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，包括有外部封隔部分，套设在外部封隔部分内腔的滑动套，开设在上壳体、中壳体、下壳体上的液压进出油路和插管、液压腔室组成的能够推动滑动套轴向移动的液压控制部分，以及安装在滑动套与外部封隔部分内腔之间的滑动套定位系统，外部封隔部分的一端连接有上接头，另一端连接下接头，滑动套的内部形成有用于流通流体的中心通道，并且中心通道的两端沿滑动套的轴向延伸贯穿滑动套；下接头延伸至外部封隔部分内部段的外壁上轴向等间距的开设有24个与中心通道相连通的下接头注水孔，外部封隔部分的外壁上轴向开设有与所有的下接头注水孔相连通的下壳体注水槽；滑动套在外部封隔部分内沿其轴向往复移动以使中心通道通过不同数量的下接头注水孔与下壳体注水槽连通；液压控制部分和滑动套定位系统通过液压进出油路不同的加压次序和大小，可以对滑动套施加轴向的推力，且可以改变锁紧套、漂移球、定位球的位置，从而实现对滑动套在轴向的移动距离的控制。
优选的，外部封隔部分腔体的内壁和滑动套之间沿其轴向形成有四个液压腔，四个液压腔按是否相互连通分为两组液压腔，各组内的两个液压腔相互连通，两组液压腔之间彼此相互独立，分别与外部的液压控制部分连通，其中液压腔一与第一油路相连，液压腔二与第二油路，同时液压腔三通过第一插管与液压腔一相连，液压腔四通过第二插管与液压腔二相连，液压腔一和液压腔二通过V型大密封圈分隔，通入液压油后可直接作用在上缸体外侧的凸起部分从而推动整个滑动套产生轴向移动的趋势，液压腔三和液压腔四通过锁紧套分隔，通入液压油后可直接作用在锁紧套的上端和锁紧套外侧的凸起部分从而推动整个锁紧套轴向移动；通过液压控制部分交替式向两组液压腔压入流体，当两组液压腔之间的压差大于预设压差时，滑动套在外部封隔部分内轴向滑动。
优选的，上缸体的上端螺纹连接有上缸头，背离上接头的一端通过下缸体连接件与下缸体相连形成一体式结构；上缸头外表面的凹槽上布置两个动密封圈，上缸头和上缸体之间通过布置第一组合密封圈压紧；下接头固定套接于下缸体外部并通过三条密封圈密封连接，下接头的外壁上等间距的开设有24个下接头注水孔，所有的下接头注水孔均和下壳体外壁上的下壳体注水槽连通。
优选的，上壳体外部开有两条沿周向间隔90度分布的液压进出油路，出口分别与上缸体上半部分和上缸体下半部分连通，上壳体内部下端和中壳体上端布置有一对密封挡圈和第二组合密封圈；滑动套与外部封隔部分的内壁之间形成与外部液控系统连通的腔体，该腔体通过密封挡圈和第二组合密封圈被分隔成两个相互独立的液压腔；液压进出油路中的第一油路与靠近上接头一端的液压腔一底部连通，液压进出油路中的第二油路与液压腔二的顶部连通。
优选的，下缸体的外壁上轴向分布有三十个球槽用于限制下缸体的移动，每个球槽均呈环形结构，下壳体的外壁沿其径向开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有弹簧盖，弹簧盖朝向下缸体的一侧通过第二弹簧连接有定位球，定位球嵌入至球槽内。
优选的，下缸体外部共设有三十个球槽，每相邻的每五个球槽为一组，每组球槽的第一个球槽边缘外径大于其它四个球槽；每组前四个球槽的上侧斜面的倾斜度保持一致，最后一个球槽的倾斜度大于前四个球槽中的任一个，并且不同组之间的最后一个球槽的倾斜度从下缸体上端至下端逐渐减小，每组球槽的下侧斜面的倾斜度从下缸体上端至下端呈逐渐增大分布。
优选的，上壳体和下壳体之间布置有两根沿周向间隔90度分布的插管，插管中的第一插管的进口与靠近上接头一端的液压腔一连通，出口连通至下壳体内部锁紧套的外侧凸起部分，以使第一油路中的液压油通入下壳体与锁紧套下端外部的液压腔三内；插管中的第二插管的进口与远离上接头一端的液压腔二连通，出口连通至下壳体内部锁紧套的上端和定位底座的外部空间处，以使第二油路的液压油通入下壳体与定位底座、锁紧套上端之间的液压腔四内。
优选的，中壳体和下壳体之间布置有定位底座，定位底座被中壳体的下端和下壳体上端内部的台阶卡接固定；定位底座顶部通过静密封圈与中壳体内壁保持密封，底部通过五条密封圈与下壳体内壁保持密封；定位底座的外壁从上至下依次套接有第一弹簧和锁紧套，其中锁紧套与下壳体内壁保持滑动配合，定位底座与锁紧套之间还布置有漂移球，锁紧套内部有两段环形空间，第一段环形空间较大，可以容纳整个漂移球，第二段环形空间较小，只能容纳漂移球的一部分，并且该漂移球可穿过定位底座滑动至下缸体上的球槽内，当漂移球处在第一段环形空间内时，漂移球可从任意球槽脱出，当漂移球处在第二段环形空间内时，漂移球可从每组球槽中四个边缘外径较小的球槽受力脱出，但无法从每组球槽中边缘外径较大的球槽脱出，从而卡在球槽中，限制下缸体的移动，当两条液压进出油路通入液压油时，由于锁紧套上端与液压腔三的接触面积大于锁紧套外侧凸起部分与液压腔四接触面积，在推动锁紧套向下时，液压腔四仅需小于液压腔三中的压力即可推动锁紧套向靠近下接头的方向移动，从而使漂移球进入第一段环形空间内，解除对下缸体移动的限制。
优选的，上缸体下端与下缸体连接件通过螺纹连接固定，并且通过动密封套和第二组合密封圈压紧并密封，下缸体连接件与下缸体通过螺纹连接固定。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，具备以下有益效果：
（1）本发明的上壳体外部开有两条沿周向间隔90度分布的液压进出油路，出口分别与上缸体上半部分和上缸体下半部分连通，上缸体由上壳体内部下端和中壳体上端布置有一对密封挡圈和第二组合密封圈分隔成上下两部分，下壳体和上壳体之间有两根插管，可分别传递上壳体的两条液压进出油路的液压信号到下壳体内部锁紧套的上端液压腔三和外侧液压腔四，从而控制锁紧套的位置，使漂移小球能够进行锁紧和解锁的动作，对下缸体进行限位。
（2）上缸头与上缸体、下缸体连接件、下缸体之间通过螺纹连接，利用液压进出油路中的液压信号对下缸体的位置进行直接控制，改变通入液压油的次序和压力大小，上缸体受力带动下缸体产生轴向移动的趋势，下缸体的不同斜度球槽配合漂移小球和定位小球能够控制下缸体的轴向移动。
（3）通过滑动套定位系统的工作原理，可以使两条液压进出油路中各自的输入压力最大不超过8MPa，即可完成对滑动套移动操作的整个过程。
（4）通过控制下缸体在轴向的移动距离，能够改变与下接头上注水孔的连通数目，可以实现25种内腔与外部封隔部分不同的连通面积，有效的实现级流量调节，实现保护注水开发储层中的油气层的目的。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明实施例提出的整个注水滑套的外部结构示意图；
图2为实施例中整个注水滑套的剖面结构示意图；
图3为实施例中整个注水滑套的局部剖面结构示意图；
图4为实施例中下缸体的结构示意图，其中（a）为下缸体的整体结构示意图，（b）为球槽结构的放大示意图；
图5为实施例中两条液压进出油路的剖视图及对应位置的外部结构示意图，其中（a）为第一油路和第一插管在上、下壳体中的剖视图，（b）为第二油路和第二插管在上、下壳体中的剖视图，（c）为两个插管在上、下壳体外部的分布示意图。
图中：1、上接头；2、液压进出油路；2-1、第一油路；2-2、第二油路；3、上壳体；4、动密封圈；5、上缸头；6、上缸体；7、第一组合密封圈；8、液压腔一；9、第二组合密封圈；10、密封挡圈；11、液压腔二；12、中壳体；13、插管；13-1、第一插管；13-2、第二插管；14、动密封套；15、第三组合密封圈；16、下缸体连接件；17、静密封圈；18、液压腔四；19、第一弹簧；20、定位底座；21、漂移球；22、液压腔三；23、五条密封圈；24、锁紧套；25、弹簧盖；26、第二弹簧；27、定位球；28、下缸体；29、下壳体；30、三条密封圈；31、下接头；32、下接头注水孔；33、下壳体注水槽。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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-图5，本实施例提出一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，包括有外部封隔部分，外部封隔部分从上到下依次为上接头1、上壳体3、中壳体12、下壳体29、下接头31，其中上接头1和外部的注水液体注入设备建立连接。外部封隔部分的腔体内设有滑动套，以及由开设在上壳体3、中壳体12、下壳体29上的液压进出油路2和插管13、液压腔室组成的能够推动滑动套轴向移动的液压控制部分，以及安装在滑动套与外部封隔部分内腔之间的由定位底座20、锁紧套24、漂移球21、定位球27组成的滑动套定位系统。滑动套的内部形成有用于流通流体的中心通道，并且中心通道的两端轴向延伸贯穿滑动套，注水液体经过该中心通道进入至下接头31。下接头31延伸至外部封隔部分内部段的外壁上轴向等间距的开设有24个与中心通道相连通的下接头注水孔32，下壳体29与下接头注水孔32对齐的外壁上轴向开设有与所有的下接头注水孔32相连通的下壳体注水槽33，滑动套在外部封隔部分内沿其轴向往复移动以使中心通道通过不同数量的下接头注水孔32与下壳体注水槽33连通，注水液体依次通过下接头注水孔32、下壳体注水槽33注入至储层内，保持或提高储层压力，以实现油田高产稳产。液压控制部分和滑动套定位系统通过液压进出油路2不同的加压次序和大小，可以对滑动套施加轴向的推力，且可以改变锁紧套24、漂移球21、定位球27的位置，从而实现对滑动套在轴向的移动距离的控制。
上述方案在实施时，外部封隔部分腔体的内壁和滑动套之间沿其轴向形成有四个液压腔，四个液压腔按是否相互连通分为两组液压腔，各组内的两个液压腔相互连通，两组液压腔之间彼此相互独立，分别与外部的液压控制部分连通，其中如图5（a）所示，液压腔一8第一油路2-1相连，如图5（b）所示，液压腔二11与第二油路2-2，同时结合图5（c），液压腔三22通过第一插管13-1与液压腔一8相连，液压腔四18通过第二插管13-2与液压腔二11相连，液压腔一8和液压腔二11通过V型大密封圈分隔，通入液压油后可直接作用在上缸体6外侧的凸起部分从而推动整个滑动套产生轴向移动的趋势，液压腔三22和液压腔四18通过锁紧套24分隔，通入液压油后可直接作用在锁紧套24的上端和锁紧套24外侧的凸起部分从而推动整个锁紧套24轴向移动；通过液压控制部分交替式向两组液压腔压入流体，当两组液压腔之间的压差大于预设压差时，滑动套在外部封隔部分内轴向滑动。
具体的，如图1和图2所示，外部封隔部分包括有依次螺纹相连的上接头1、上壳体3、中壳体12、下壳体29和下接头31，滑动套则包括套设在外部封隔部分内部的上缸头5、上缸体6、下缸体连接件16和下缸体28。上缸体6的上端螺纹连接有上缸头5，上缸体6下端与下缸体连接件16通过螺纹连接固定，并且通过动密封套14和第二组合密封圈9压紧并密封，下缸体连接件16与下缸体28通过螺纹连接固定，上缸头5的移动受到注水滑套上接头1下端的凸起部分限制，下缸体28的移动受到下接头31上端的凸起部分限制，通过改变两条液压进出油路2中液压力的大小和通入次序，可以对滑动套施加轴向的推力，且可以改变锁紧套24、漂移球21、定位球27的位置，从而实现对滑动套在轴向的移动距离的控制。
如图1、图2和图5所示，出口分别与上缸体6上半部分和上缸体6下半部分连通，上壳体3内部下端和中壳体12上端布置有一对密封挡圈10和第二组合密封圈9。滑动套与外部封隔部分的内壁之间形成与外部液控系统连通的腔体，该腔体通过密封挡圈10和第二组合密封圈9被分隔成两个相互独立的液压腔，液压进出油路2中的第一油路2-1与靠近上接头1一端的液压腔一8底部连通，液压进出油路2中的第二油路2-2与液压腔二11的顶部连通。上缸体6由上壳体3内部下端和中壳体12上端布置有一对密封挡圈10和第二组合密封圈9分隔成上下两部分，分别形成液压腔一8和液压腔二11，液压进出油路2中的第一油路2-1与靠近上接头1一端的液压腔一8底部连通，液压进出油路2中的第二油路2-2与液压腔二11的顶部连通，在液压力的作用下，若在第一油路2-1加压，液压腔一8对上缸体6上半部分产生压力，带动上缸头5、下缸体连接件16、下缸体28产生向上轴向移动的趋势。若在第二油路2-2加压，液压腔二11对上缸体6下半部分产生压力，带动上缸头5、下缸体连接件16、下缸体28产生向下轴向移动的趋势。
上缸头5外表面的凹槽上布置两个动密封圈4，上缸头5和上缸体6之间通过布置第一组合密封圈7压紧，能够有效防止注入的注水液体进入上壳体3与上缸体6之间，保证液压进出油路2中的液压油与注水液体分隔。下接头31固定套接于下缸体28外部并通过三条密封圈30密封连接，下接头31的外壁上等间距的开设有24个下接头注水孔32，所有的下接头注水孔32均和下壳体29外壁上的下壳体注水槽33连通。
为了控制下缸体28的运动，本实施例中在下缸体28的外壁上轴向分布有三十个球槽，每个球槽均呈环形结构，下壳体29的外壁沿其径向开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有弹簧盖25，弹簧盖25朝向下缸体28的一侧通过第二弹簧26连接有定位球27，定位球27嵌入至球槽内，初始状态时，定位球27嵌入至球槽内，此时下缸体28保持不动，当外部的液压系统向液压腔内注入液压油并达到一定的压力后，此时下缸体28在液压力的作用下轴向运动，使定位球27从球槽中脱离。
进一步的，如图4所示，下缸体28外部共设有三十个球槽，每相邻的每五个球槽为一组，每组球槽的第一个球槽边缘外径大于其它四个球槽；每组前四个球槽的上侧斜面的倾斜度保持一致，最后一个球槽的倾斜度大于前四个球槽中的任一个，并且不同组之间的最后一个球槽的倾斜度从下缸体28上端至下端逐渐减小，每组球槽的下侧斜面的倾斜度从下缸体28上端至下端呈逐渐增大分布，当定位小球23处在不同的球槽时，下缸体28推开定位小球23所需力的大小也不同，可实现井下多级注水节流装置不同档位的精确调节。
中壳体12和下壳体29之间布置有定位底座20，定位底座20被中壳体12的下端和下壳体29上端内部的台阶卡接固定。定位底座20顶部通过静密封圈17与中壳体12内壁保持密封，底部通过五条密封圈23与下壳体29内壁保持密封。定位底座20的外壁从上至下依次套接有第一弹簧19和锁紧套24，其中锁紧套24与下壳体29内壁保持滑动配合，定位底座20与锁紧套24之间还布置有漂移球21，锁紧套24内部有两段环形空间，第一段环形空间较大，可以容纳整个漂移球21，第二段环形空间较小，只能容纳漂移球21的一部分，并且该漂移球21可穿过定位底座20滑动至下缸体28上的球槽内，当漂移球21处在第一段环形空间内时，漂移球21可从任意球槽脱出，当漂移球21处在第二段环形空间内时，漂移球21可从每组球槽中四个边缘外径较小的球槽受力脱出，但无法从每组球槽中边缘外径较大的球槽脱出，从而卡在球槽中，限制下缸体28的移动，当两条液压进出油路2通入液压油时，由于锁紧套24上端与液压腔三22的接触面积大于锁紧套24外侧凸起部分与液压腔四18接触面积，在推动锁紧套24向下时，液压腔三22仅需不到液压腔四18中的压力即可推动锁紧套24向靠近下接头31的方向移动，从而使漂移球21进入第一段环形空间内，解除对下缸体28移动的限制。上壳体3和下壳体29之间布置有两根沿周向间隔90度分布的插管13，如图5所示，插管13中的第一插管13-1的进口与靠近上接头11一端的液压腔一8连通，出口连通至下壳体29内部锁紧套24的外侧凸起部分，以使第一油路2-1中的液压油通入下壳体29与锁紧套24下端外部的液压腔三22内，使锁紧套24受力产生向上移动的趋势，插管13中的第二插管13-2的进口与远离上接头1一端的液压腔二11连通，出口连通至下壳体29内部锁紧套24的上端和定位底座20之间的液压腔四18，以使第二油路2-2的液压油通入下壳体29与定位底座20、锁紧套24上端之间的液压腔四18内液压腔内。使锁紧套24受力产生向下移动的趋势。
本发明提出一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，工作时：当在第二油路2-2进行加压8MPa后保压的操作后，上缸体6下端会受到液压腔二11的压力带动下缸体28移动到最下端，此时下接头31外侧的24个下接头31注水孔32全部被下缸体28所遮挡，此时注水滑套处于完全关闭状态，注水液体无法通过下壳体注水槽33流入地层，然后对第二油路2-2释压，在第一油路2-1进行加压3Mpa并保压，此时上缸体6上端会受到液压腔一8的压力，带动下缸体28向上移动，此时定位小球23会从当前所在的球槽中脱出，并且由于下一个球槽的斜度更大，当前的压力无法继续推动定位小球23继续脱出，从而控制下缸体28的移动距离不超过一个档位，保证下接头31注水孔32与下壳体29注水槽33的连通数目为1，不同的连通数目对地层的注水压力就会不同，继续在第一油路2-1加压至4MPa并保压，由于第一插管13-1会将该压力信号传递至锁紧套24外侧凸起部分的液压腔四18处，锁紧套24在受到推力的情况下克服弹簧17的阻力从而向上移动，此时漂移球21从第一段环形空间进入第二段环形空间，此时漂移球21可从每组球槽中四个边缘外径较小的球槽受力脱出，但无法从每组球槽中边缘外径较大的球槽脱出，同时定位小球23从当前球槽脱出并在下一个球槽卡住，从而控制下缸体28的移动距离，保证下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目为2，同理在第一油路2-1加压至5MPa并保压可以使下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目为3，加压至6MPa并保压可以使连通数目为4，加压至7MPa并保压可以使连通数目为5，此时漂移球21碰到球槽中外径较大的球槽并卡在该球槽，从而使下缸体28无法继续移动，此时先在第二油路2-2进行加压至4Mpa并保压，由于锁紧套24上端与液压腔三22的接触面积大于锁紧套24外侧凸起部分与液压腔四18接触面积，此时锁紧套24向下移动，使漂移球21进入第一段环形空间内，解除对下缸体28移动的限制，同时液压腔一8与液压腔二11形成3MPa压差，使定位小球从当前球槽脱出并在下一个球槽卡住保证下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目为6，实现降低液压进出油路22的最大输入压力，同时防止定位小球23出现连续从球槽脱出等失去控制的情况产生，此时若想增加连通数目至7，降低第一油路2-1的压力至4Mpa，此时再对第二油路2-2进行释压操作，漂移球21重新进入第二段环形空间内，可从该组球槽中四个边缘外径较小的球槽受力脱出，仅在遇到该组边缘外径较大的球槽会卡在该球槽，因此从第二组球槽开始，在第一油路2-1分别输入4MPa到7Mpa的不同压力并保压便可控制下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目，当第一油路2-1输入压力达到7Mpa时在第二油路2-2进行加压至4Mpa并保压，便可使下缸体28继续移动并进入下一组控制阶段，然后降低第一油路2-1的压力至4Mpa，此时再对第二油路2-2进行释压操作，从而继续增加下接头注水孔32与下壳体29注水槽33的连通数目。若需减小下接头31注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目，可以根据当前定位小球23所处的位置，若其处第27个至第30个球槽这四个位置时，在第二油路2-2输入4MPa压力并保压，然后对第一油路2-1进行释压，即可使定位小球23从当前球槽脱出并卡在第26个球槽位置，从而使下缸体28向下移动减少下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目，若其处第22个至第25个球槽这四个位置时，在第二油路2-2输入5MPa压力并保压，然后对第一油路2-1进行释压，即可使定位小球23从当前球槽脱出并卡在第21个球槽位置，从而使下缸体28向下移动减少下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目，同理当定位小球23处第17个至第20个球槽这四个位置时，在第二油路2-2输入6MPa压力并保压，然后对第一油路2-1进行释压，即可使定位小球23从当前球槽脱出并卡在第16个球槽位置，当定位小球23处第12个至第15个球槽这四个位置时，在第二油路2-2输入7MPa压力并保压，然后对第一油路2-1进行释压，即可使定位小球23从当前球槽脱出并卡在第11个球槽位置，从而使下缸体28向下移动减少下接头注水孔32与下壳体注水槽33的连通数目，若需直接关闭所有下接头注水孔32，直接对第一油路2-1释压并在第二油路2-2输入8Mpa压力即可使下缸体28向下快速移动并关闭所有下接头注水孔32，最终实现25种注水滑套内腔与外部封隔部分不同的连通面积，有效的实现25级流量调节。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”、“又一”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特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，包括上接头(1)、上壳体(3)、中壳体(12)、下壳体(29)、下接头(31)组成的外部封隔部分，以及套设在外部封隔部分内腔的由上缸头(5)、上缸体(6)、下缸体连接件(16)、下缸体(28)组成的滑动套，以及由开设在上壳体(3)、中壳体(12)、下壳体(29)上的液压进出油路(2)和插管(13)、液压腔室组成的能够推动滑动套轴向移动的液压控制部分，以及安装在滑动套与外部封隔部分内腔之间的由定位底座(20)、锁紧套(24)、漂移球(21)、定位球(27)组成的滑动套定位系统，其特征在于：滑动套的内部形成用于流通流体的中心通道，并且中心通道的两端沿滑动套的轴向延伸贯穿滑动套；下接头(31)延伸至外部封隔部分内部段的外壁上轴向等间距的开设有24个与中心通道相连通的下接头注水孔(32)，外部封隔部分的外壁上轴向开设有与所有的下接头注水孔(32)相连通的下壳体注水槽(33)；滑动套在外部封隔部分内沿其轴向往复移动以使中心通道通过不同数量的下接头注水孔(32)与下壳体注水槽(33)连通；液压控制部分和滑动套定位系统通过液压进出油路(2)不同的加压次序和大小，可以对滑动套施加轴向的推力，且可以改变锁紧套(24)、漂移球(21)、定位球(27)的位置，从而实现对滑动套在轴向的移动距离的控制；
外部封隔部分腔体的内壁和滑动套之间沿其轴向形成有四个液压腔，四个液压腔按是否相互连通分为两组液压腔，各组内的两个液压腔相互连通，两组液压腔之间彼此相互独立且分别与外部的液压控制部分连通，其中液压腔一(8)与第一油路(2-1)相连，液压腔二(11)与第二油路(2-2)，同时液压腔三(22)通过第一插管(13-1)与液压腔一(8)相连，液压腔四(18)通过第二插管(13-2)与液压腔二(11)相连，液压腔一(8)和液压腔二(11)通过V型大密封圈分隔，通入液压油后可直接作用在上缸体(6)外侧的凸起部分从而推动整个滑动套产生轴向移动的趋势，液压腔三(22)和液压腔四(18)通过锁紧套(24)分隔，通入液压油后可直接作用在锁紧套(24)的上端和锁紧套(24)外侧的凸起部分，从而推动整个锁紧套(24)轴向移动；通过液压控制部分交替式向两组液压腔压入流体，当两组液压腔之间的压差大于预设压差时，滑动套在外部封隔部分内轴向滑动。
2.根据权利要求1的一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，其特征在于：上缸体(6)的的上端螺纹连接有上缸头(5)，下端通过下缸体连接件(16)与下缸体(28)螺纹连接形成一体式结构；上缸头(5)外表面的凹槽上布置两个动密封圈(4)，上缸头(5)和上缸体(6)之间通过布置第一组合密封圈(7)压紧；下接头(31)固定套接于下缸体(28)外部并通过三条密封圈(30)密封连接，下接头(31)的外壁上等间距的开设有24个下接头注水孔(32)，所有的下接头注水孔(32)均和下壳体(29)外壁上的下壳体注水槽(33)连通。
3.根据权利要求2的一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，其特征在于：上壳体(3)外部开有两条沿周向间隔90度分布的液压进出油路(2)，出口分别与上缸体(6)上半部分和上缸体(6)下半部分连通，上壳体(3)内部下端和中壳体(12)上端布置有一对密封挡圈(10)和第二组合密封圈(9)；滑动套与外部封隔部分的内壁之间形成与外部液控系统连通的腔体，该腔体通过密封挡圈(10)第二组合密封圈(9)被分隔成两个相互独立的液压腔；液压进出油路(2)中的第一油路(2-1)与靠近上接头(1)一端的液压腔一(8)底部连通，液压进出油路(2)中的第二油路(2-2)与液压腔二(11)的顶部连通。
4.根据权利要求2或3的一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，其特征在于：下缸体(28)的外壁上轴向分布有三十个球槽用于限制下缸体(28)的移动，每个球槽均呈环形结构，下壳体(29)的外壁沿其径向开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有弹簧盖(25)，弹簧盖(25)朝向下缸体(28)的一侧通过第二弹簧(26)连接有定位球(27)，定位球(27)嵌入至球槽内。
5.根据权利要求4的一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，其特征在于：下缸体(28)外部共设有三十个球槽，每相邻的每五个球槽为一组，每组球槽的第一个球槽边缘外径大于其它四个球槽；每组前四个球槽的上侧斜面的倾斜度保持一致，最后一个球槽的倾斜度大于前四个球槽中的任一个，并且不同组之间的最后一个球槽的倾斜度从下缸体(28)上端至下端逐渐减小，每组球槽的下侧斜面的倾斜度从下缸体(28)上端至下端呈逐渐增大分布。
6.根据权利要求5的一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，其特征在于：中壳体(12)和下壳体(29)之间布置有定位底座(20)，定位底座(20)被中壳体(12)的下端和下壳体(29)上端内部的台阶卡接固定；定位底座(20)顶部通过静密封圈(17)与中壳体(12)内壁保持密封，底部通过五条密封圈(23)与下壳体(29)内壁保持密封；定位底座(20)的外壁从上至下依次套接有第一弹簧(19)和锁紧套(24)，其中锁紧套(24)与下壳体(29)内壁保持滑动配合，定位底座(20)与锁紧套(24)之间还布置有漂移球(21)，锁紧套(24)内部有两段环形空间，第一段环形空间可以容纳整个漂移球(21)，第二段环形空间容纳漂移球(21)的一部分，并且该漂移球(21)可穿过定位底座(20)滑动至下缸体(28)上的球槽内，当漂移球(21)处在第一段环形空间内时，漂移球(21)可从任意球槽脱出，当漂移球(21)处在第二段环形空间内时，漂移球(21)可从每组球槽中四个边缘外径较小的球槽受力脱出，但无法从每组球槽中边缘外径较大的球槽脱出，从而卡在球槽中，限制下缸体(28)的移动；当两条液压进出油路(2)通入液压油时，由于锁紧套(24)上端与液压腔三(22)的接触面积大于锁紧套(24)外侧凸起部分与液压腔四(18)接触面积，在推动锁紧套(24)向下时，液压腔四(18)仅需小于液压腔三(22)中的压力即可推动锁紧套(24)向靠近下接头(31)的方向移动，从而使漂移球(21)进入第一段环形空间内，解除对下缸体(28)移动的限制；上壳体(3)和下壳体(29)之间布置有两根沿周向间隔90度分布的插管(13)，插管(13)中的第一插管(13-1)的进口与靠近上接头(1)一端的液压腔一(8)连通，出口连通至下壳体(29)内部锁紧套(24)的外侧凸起部分，以使第一油路(2-1)中的液压油通入下壳体(29)与锁紧套(24)下端外部的液压腔三(22)内；插管(13)中的第二插管(13-2)的进口与远离上接头(1)一端的液压腔二(11)连通，出口连通至下壳体(29)内部锁紧套(24)的上端和定位底座(20)的外部空间处，以使第二油路(2-2)的液压油通入下壳体(29)与定位底座(20)、锁紧套(24)上端之间的液压腔四(18)内。
7.根据权利要求2的一种基于液压控制的井下多级注水节流装置，其特征在于：上缸体(6)下端与下缸体连接件(16)通过螺纹连接固定，并且通过动密封套(14)和第三组合密封圈(15)压紧并密封，下缸体连接件(16)与下缸体(28)通过螺纹连接固定。
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