CN115126457A - 一种井下作业智能配水器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种井下作业智能配水器及其使用方法，涉及油田注水技术领域。该井下作业智能配水器，包括缓冲体，所述缓冲体的底端固定连接有下连接管，所述下连接管的外径顶部安装有安装箍，所述安装箍的外部均匀固定连接有若干减震器，所述缓冲体的顶端通孔内滑动连接有上连接管，所述上连接管的外径底部固定连接有缓冲盘，所述减震器的顶端均固定连接在缓冲盘的底端，所述缓冲体的顶端内壁固定连接有上缓冲垫。通过设置缓冲结构对注水时的冲击力进行缓冲，避免在长期使用过程中所受的机械力对其结构造成的损坏，提高了配水器的使用寿命，同时能够智能化控制注水量，通过合理地利用能量的转换配水器更加节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及油田注水技术领域，具体为一种井下作业智能配水器及其使用方法。
背景技术
配水器是一种油田注水用设备，注水是指为提高油田采收率和达到稳产、高产的目的，由地面通过注水井，将经过净化的水注入到油层中，以补充和保持能量的措施，是我国油田采油工程中普遍采用的驱油工艺。
传统的配水器在安装完成后为一个整体，在注水时产生的冲击能量得不到缓冲，会对配水器的结构以及安装形态产生影响，降低配水器的使用寿命，同时注水量需要通过外部设备控制，会增大电能消耗，不利于节能环保。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种井下作业智能配水器及其使用方法，解决了传统配水器不能对注水冲击力进行缓冲以及需要额外为控制注水量的设备提供电能的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种井下作业智能配水器，包括缓冲体，所述缓冲体的底端固定连接有下连接管，所述下连接管的外径顶部安装有安装箍，所述安装箍的外部均匀固定连接有若干减震器，所述缓冲体的顶端通孔内滑动连接有上连接管，所述上连接管的外径底部固定连接有缓冲盘，所述减震器的顶端均固定连接在缓冲盘的底端，所述缓冲体的顶端内壁固定连接有上缓冲垫，所述缓冲体的外壁固定连接有若干加强筋，所述上连接管的外径底部固定连接有压盘，所述压盘的底端固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的底端固定连接在缓冲体的顶端。
优选的，所述上连接管的内径底部固定连接有内置管，所述内置管的底端固定连接有增压嘴，所述内置管的外径中部固定连接有限位环，所述限位环的底端固定连接有下缓冲垫，所述内置管的顶端设置有卡环，所述卡环的内壁安装有网片，所述缓冲体的底端对应内置管的外侧固定连接有密封圈。
优选的，所述上连接管的顶端固定连接有上连接口，所述上连接口的内壁底部固定连接有导向片，所述上连接管的内壁中部转动连接有传动杆，所述传动杆的杆体中部固定连接有若干桨片，所述传动杆的右端贯穿上连接管且固定连接有线圈，所述上连接管的内壁右侧设置有密封槽。
优选的，所述上连接管的右侧安装有控制盒，所述控制盒的内壁对应线圈的两侧均固定连接有永磁体，所述控制盒的内壁中部固定连接有整流器，所述整流器的顶端固定连接有蓄电池，所述蓄电池的顶端固定连接有PLC控制器，所述上连接管的左侧安装有流量计，所述线圈和蓄电池均与整流器电性连接，所述流量计和PLC控制器均与蓄电池电性连接，所述流量计与PLC控制器通过无线信号相连。
优选的，所述下连接管的底端固定连接有稳定块，所述稳定块的内壁设置有密封槽，所述密封槽的内壁滑动连接有若干阀片，所述阀片的内部均设置有空腔，所述阀片的两侧均固定连接有密封片，所述阀片的外侧一端均固定连接有滑杆，所述滑杆的外侧一端均贯穿稳定块且固定连接有支撑体，所述支撑体的外部均设置有限位槽，所述支撑体的外部对应限位槽的位置处均设置有复位弹簧，所述支撑体的外侧一端均固定连接有多个耐磨凸点，所述稳定块的外壁对应支撑体的位置处均设置有限位扣。
一种井下作业智能配水器的使用方法，包括以下步骤：
S1、智能配水器下井后，地面的注水系统电磁阀开启，水流经过导向片导向后冲击桨片，能够使线圈切割磁感线并产生电流，电流经过整流器整流后被储存，储存的电能能够反馈至各个负载被利用，实现井下电能自给自足，节省能源的同时方便配水器的布置安装；
S2、水流经过增压嘴时压力增大，并产生一定的冲击力，在减震器的作用下，能够降低水流冲击对配水器造成的损伤，同时结合缓冲弹簧的作用能够极大地削减水流产生的机械能量；
S3、水流从增压嘴喷出并在下连接管的内部产生压力，压力使阀片向活动槽内滑动，阀片之间产生缝隙，水流最终从下连接口流出进入地层；
S4、经流量计测量水流量达到预定值后，通过无线信号传输至PLC控制器，经PLC控制器发出指令关闭电磁阀。
本发明提供了一种井下作业智能配水器及其使用方法。具备以下有益效果：
1、本发明通过向配水器内注水，水流在内置管内通过增压嘴增压后向下连接口排除，在此过程中配水器的内部压力增大并且水流会产生较大的冲击力，内置管在遭受冲击时，冲击的力度通过缓冲盘挤压减震器能够吸收大部分冲击产生的能量，同时通过压盘向下挤压缓冲弹簧，能够进一步削弱冲击力度，避免配水器在长期使用过程中所受的机械力对其结构造成的损坏，提高了配水器的使用寿命。
2、本发明通过导向片将注入水导向桨片并带动桨片与传动杆转动，从而带动线圈切割磁感线，产生的交变电流通过整流器整流后输出直流电并储存至蓄电池，通过蓄电池为PLC控制器与流量计供电，当注水量达到预定值后，流量计输出信号经无线传输至PLC控制器，通过PLC控制器控制外部电磁阀停止供水，能够智能化控制注水量，并且能够通过能量的转换使配水器更加节能环保。
3、本发明注入水通过内置管进入增压嘴增压后喷入下连接管的内部，下连接管内部压力增大并带动阀片向活动槽内撑开，通过滑杆带动支撑体向外部滑动，使支撑体的外部接触井壁，能够在注水时防止配水器剧烈晃动，提高配水器的稳定性，阀片之间形成缝隙，水流最终从下连接口流出进入地层。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的缓冲体剖面结构示意图；
图3为本发明的上连接管剖面结构示意图；
图4为本发明的稳定块结构示意图；
图5为本发明的稳定体剖面结构示意图；
图6为本发明的支撑体结构示意图；
图7为本发明的内置管结构示意图；
图8为本发明的流程框图。
其中，1、缓冲体；2、压盘；3、控制盒；4、上连接口；5、上连接管；6、流量计；7、缓冲弹簧；8、减震器；9、下连接管；10、支撑体；11、下连接口；12、稳定块；13、安装箍；14、加强筋；15、缓冲盘；16、上缓冲垫；17、内置管；18、密封圈；19、导向片；20、密封槽；21、传动杆；22、桨片；23、永磁体；24、线圈；25、整流器；26、蓄电池；27、PLC控制器；28、限位扣；29、阀片；30、活动槽；31、空腔；32、密封片；33、滑杆；34、限位槽；35、耐磨凸点；36、增压嘴；37、限位环；38、下缓冲垫；39、网片；40、卡环；41、复位弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
实施例：
如图1-8所示，本发明实施例提供一种井下作业智能配水器，包括缓冲体1，缓冲体1的底端固定连接有下连接管9，下连接管9的外径顶部安装有安装箍13，安装箍13的外部均匀固定连接有若干减震器8，缓冲体1的顶端通孔内滑动连接有上连接管5，上连接管5的外径底部固定连接有缓冲盘15，减震器8的顶端均固定连接在缓冲盘15的底端，缓冲体1的顶端内壁固定连接有上缓冲垫16，缓冲体1的外壁固定连接有若干加强筋14。
上连接管5的外径底部固定连接有压盘2，压盘2的底端固定连接有缓冲弹簧7，缓冲弹簧7的底端固定连接在缓冲体1的顶端。
上连接管5的内径底部固定连接有内置管17，内置管17的底端固定连接有增压嘴36，内置管17的外径中部固定连接有限位环37，限位环37的底端固定连接有下缓冲垫38，内置管17的顶端设置有卡环40，卡环40的内壁安装有网片39，缓冲体1的底端对应内置管17的外侧固定连接有密封圈18。
上连接管5的顶端固定连接有上连接口4，上连接口4的内壁底部固定连接有导向片19，上连接管5的内壁中部转动连接有传动杆21，传动杆21的杆体中部固定连接有若干桨片22，传动杆21的右端贯穿上连接管5且固定连接有线圈24，上连接管5的内壁右侧设置有密封槽20，水流在内置管17内通过增压嘴36增压后向下连接口11排除，在此过程中配水器的内部压力增大并且水流会产生较大的冲击力，内置管17在遭受冲击时，冲击的力度通过缓冲盘15挤压减震器8能够吸收大部分冲击产生的能量，同时通过压盘2向下挤压缓冲弹簧7，能够进一步削弱冲击力度，避免配水器在长期使用过程中所受的机械力对其结构造成的损坏，提高了配水器的使用寿命。
上连接管5的右侧安装有控制盒3，控制盒3的内壁对应线圈24的两侧均固定连接有永磁体23，控制盒3的内壁中部固定连接有整流器25，整流器25的顶端固定连接有蓄电池26，蓄电池26的顶端固定连接有PLC控制器27，上连接管5的左侧安装有流量计6，线圈24和蓄电池26均与整流器25电性连接，流量计6和PLC控制器27均与蓄电池26电性连接，流量计6与PLC控制器27通过无线信号相连，通过导向片19将注入水导向桨片22并带动桨片22与传动杆21转动，从而带动线圈24切割磁感线，产生的交变电流通过整流器整流后输出直流电并储存至蓄电池26，通过蓄电池26为PLC控制器27与流量计6供电，当注水量达到预定值后，流量计6输出信号经无线传输至PLC控制器27，通过PLC控制器27控制外部电磁阀停止供水，能够智能化控制注水量，并且能够通过能量的转换节能环保。
下连接管9的底端固定连接有稳定块12，稳定块12的内壁设置有密封槽20，密封槽20的内壁滑动连接有若干阀片29，阀片29的内部均设置有空腔31，能够降低阀片29的质量，阀片29的两侧均固定连接有密封片32，阀片29的外侧一端均固定连接有滑杆33，滑杆33的外侧一端均贯穿稳定块12且固定连接有支撑体10，支撑体10的外部均设置有限位槽34，支撑体10的外部对应限位槽34的位置处均设置有复位弹簧41，支撑体10的外侧一端均固定连接有多个耐磨凸点35，稳定块12的外壁对应支撑体10的位置处均设置有限位扣28，通过内置管17进入增压嘴36增压后喷入下连接管9的内部，下连接管9内部压力增大并带动阀片29向活动槽30内撑开，通过滑杆33带动支撑体10向外部滑动，使支撑体10的外部接触井壁，能够在注水时防止配水器剧烈晃动，提高配水器的稳定性，阀片29之间形成缝隙，水流最终从下连接口流出进入地层。
一种井下作业智能配水器的使用方法，包括以下步骤：
S1、智能配水器下井后，地面的注水系统电磁阀开启，水流经过导向片19导向后冲击桨片22，能够使线圈24切割磁感线并产生电流，电流经过整流器25整流后被储存，储存的电能能够反馈至各个负载被利用，实现井下电能自给自足，节省能源的同时方便配水器的布置安装；
S2、水流经过增压嘴36时压力增大，并产生一定的冲击力，在减震器8的作用下，能够降低水流冲击对配水器造成的损伤，同时结合缓冲弹簧7的作用能够极大地削减水流产生的机械能量；
S3、水流从增压嘴36喷出并在下连接管9的内部产生压力，压力使阀片29向活动槽30内滑动，阀片29之间产生缝隙，水流最终从下连接口11流出进入地层；
S4、经流量计6测量水流量达到预定值后，通过无线信号传输至PLC控制器27，经PLC控制器27发出指令关闭电磁阀。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种井下作业智能配水器，包括缓冲体（1），其特征在于：所述缓冲体（1）的底端固定连接有下连接管（9），所述下连接管（9）的外径顶部安装有安装箍（13），所述安装箍（13）的外部均匀固定连接有若干减震器（8），所述缓冲体（1）的顶端通孔内滑动连接有上连接管（5），所述上连接管（5）的外径底部固定连接有缓冲盘（15），所述减震器（8）的顶端均固定连接在缓冲盘（15）的底端，所述缓冲体（1）的顶端内壁固定连接有上缓冲垫（16），所述缓冲体（1）的外壁固定连接有若干加强筋（14），所述上连接管（5）的外径底部固定连接有压盘（2），所述压盘（2）的底端固定连接有缓冲弹簧（7），所述缓冲弹簧（7）的底端固定连接在缓冲体（1）的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种井下作业智能配水器，其特征在于：所述上连接管（5）的内径底部固定连接有内置管（17），所述内置管（17）的底端固定连接有增压嘴（36），所述内置管（17）的外径中部固定连接有限位环（37），所述限位环（37）的底端固定连接有下缓冲垫（38），所述内置管（17）的顶端设置有卡环（40），所述卡环（40）的内壁安装有网片（39），所述缓冲体（1）的底端对应内置管（17）的外侧固定连接有密封圈（18）。
3.根据权利要求2所述的一种井下作业智能配水器，其特征在于：所述上连接管（5）的顶端固定连接有上连接口（4），所述上连接口（4）的内壁底部固定连接有导向片（19），所述上连接管（5）的内壁中部转动连接有传动杆（21），所述传动杆（21）的杆体中部固定连接有若干桨片（22），所述传动杆（21）的右端贯穿上连接管（5）且固定连接有线圈（24），所述上连接管（5）的内壁右侧设置有密封槽（20）。
4.根据权利要求3所述的一种井下作业智能配水器，其特征在于：所述上连接管（5）的右侧安装有控制盒（3），所述控制盒（3）的内壁对应线圈（24）的两侧均固定连接有永磁体（23），所述控制盒（3）的内壁中部固定连接有整流器（25），所述整流器（25）的顶端固定连接有蓄电池（26），所述蓄电池（26）的顶端固定连接有PLC控制器（27），所述上连接管（5）的左侧安装有流量计（6），所述线圈（24）和蓄电池（26）均与整流器（25）电性连接，所述流量计（6）和PLC控制器（27）均与蓄电池（26）电性连接，所述流量计（6）与PLC控制器（27）通过无线信号相连。
5.根据权利要求4所述的一种井下作业智能配水器，其特征在于：所述下连接管（9）的底端固定连接有稳定块（12），所述稳定块（12）的内壁设置有密封槽（20），所述密封槽（20）的内壁滑动连接有若干阀片（29），所述阀片（29）的内部均设置有空腔（31），所述阀片（29）的两侧均固定连接有密封片（32），所述阀片（29）的外侧一端均固定连接有滑杆（33），所述滑杆（33）的外侧一端均贯穿稳定块（12）且固定连接有支撑体（10），所述支撑体（10）的外部均设置有限位槽（34），所述支撑体（10）的外部对应限位槽（34）的位置处均设置有复位弹簧（41），所述支撑体（10）的外侧一端均固定连接有多个耐磨凸点（35），所述稳定块（12）的外壁对应支撑体（10）的位置处均设置有限位扣（28）。
6.根据权利要求5所述的一种井下作业智能配水器的使用方法，其特征在于：一种井下作业智能配水器的使用方法基于权利要求1所述的一种井下作业智能配水器的运用方法，包括以下步骤：
S1、智能配水器下井后，地面的注水系统电磁阀开启，水流经过导向片（19）导向后冲击桨片（22），能够使线圈（24）切割磁感线并产生电流，电流经过整流器（25）整流后被储存，储存的电能能够反馈至各个负载被利用，实现井下电能自给自足，节省能源的同时方便配水器的布置安装；
S2、水流经过增压嘴（36）时压力增大，并产生一定的冲击力，在减震器（8）的作用下，能够降低水流冲击对配水器造成的损伤，同时结合缓冲弹簧（7）的作用能够极大地削减水流产生的机械能量；
S3、水流从增压嘴（36）喷出并在下连接管（9）的内部产生压力，压力使阀片（29）向活动槽（30）内滑动，阀片（29）之间产生缝隙，水流最终从下连接口（11）流出进入地层；
S4、经流量计（6）测量水流量达到预定值后，通过无线信号传输至PLC控制器（27），经PLC控制器（27）发出指令关闭电磁阀。
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| CN115126457B (zh) | 2022-11-11 |
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