CN117684930A - 一种井下智能配水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种井下智能配水器，涉及井下配水器领域，包括配水器主体；所述配水器主体前侧设有注水口，且注水口前侧安装有防护网；所述配水器主体外部安装有导向机构，且导向机构滑动连接在套管内部；所述配水器主体前侧安装有清堵部件。通过防护网的防护作用，避免井内杂物进入到注水口内部，避免造成注水口的堵塞；然后通过水浸传感器、智能控制器与清堵部件的配合，能够在注水的时候，自动将防护网前侧面覆盖的杂物扫除掉，避免影响配水器主体的正常注水工作；解决传统井下配水器在使用过程中，即使部分井下配水器上的注水口外侧安装有防护网，防护网外表面也容易被杂物覆盖，从而给影响井下配水器的正常注水工作的问题。

Description

一种井下智能配水器

技术领域

本发明涉及井下配水器技术领域，尤其涉及一种井下智能配水器。

背景技术

在石油开采过程中，为了保持油层压力和提高油层采收率，需要用到井下配水器把地面的水注入到油层内。配水器，是用于对各油层进行定量注水的井下专用工具。

然而，传统的井下配水器在使用过程中，井下配水器上的注水口在不注水的时候，容易使井内杂物进入到注水口内部，造成注水口的堵塞，且，即使部分井下配水器上的注水口外侧安装有防护网，但是防护网在长时间使用过程中，防护网外表面也容易被杂物覆盖，从而给影响井下配水器的正常注水工作，并且，由于配水器主体的直径远小于套管的直径，而配水器主体外部又缺少有效的居中导向结构，导致配水器主体外壁容易与套管内壁发生摩擦碰撞，从而影响配水器主体的使用寿命。

发明内容

本公开实施例涉及一种井下智能配水器，其通过防护网的防护作用，避免井内杂物进入到注水口内部，避免造成注水口的堵塞；然后通过水浸传感器、智能控制器与清堵部件的配合，能够在注水的时候，通过智能控制器将驱动电机启动，通过驱动电机带着驱动盘转动，然后驱动盘带着连杆下端旋转，然后连杆上端带着清堵毛刷上下往复移动，通过上下往复移动的清堵毛刷将防护网前侧面覆盖的杂物扫除掉，避免影响配水器主体的正常注水工作，且在启动驱动电机的时候，能够实现自动启动，所以无需人为远程操作，从而更加智能。

本公开第一方面，提供了一种井下智能配水器，具体包括：配水器主体；所述配水器主体前侧设有注水口，且注水口前侧安装有防护网；所述配水器主体外部安装有导向机构，且导向机构滑动连接在套管内部；所述配水器主体前侧安装有清堵部件，且配水器主体上端固定连接有水力箱，水力箱上端连接有封隔器；所述清堵部件上安装有水浸传感器。

至少一些实施例中，所述配水器主体前侧位于注水口外侧设置有支撑框，且支撑框内部前侧呈左右对称状固定连接有两根竖向导杆。

至少一些实施例中，所述配水器主体外部下侧安装有环形防水壳，且环形防水壳内部呈环形阵列状安装有四个弧形充电电池。

至少一些实施例中，所述配水器主体外周面后侧安装有防水控制箱，且防水控制箱内部安装有智能控制器；所述配水器主体外周面前侧开设有方形凹槽，方形凹槽位于注水口下方。

至少一些实施例中，所述清堵部件包括防水壳体、驱动盘、连杆、清堵毛刷和驱动电机，所述防水壳体固定安装在方形凹槽内部，且防水壳体内部安装有驱动电机；所述驱动电机的转轴贯穿防水壳体前侧壁，且驱动电机的转轴前端固定连接有驱动盘；所述驱动盘前端面边缘处通过转轴转动连接有连杆，且连杆另一端通过转轴与清堵毛刷前端面中部转动连接；所述清堵毛刷滑动连接在两根竖向导杆外部，且清堵毛刷的刷毛与防护网前侧面紧密接触。

至少一些实施例中，当所述驱动电机带着驱动盘处于转动状态是，驱动盘带着连杆下端旋转，且连杆上端带着清堵毛刷上下往复移动。

至少一些实施例中，所述导向机构包括支撑圈、竖向连接柱和导向滚轮，所述支撑圈的数量为三个，且每上下相邻的两个支撑圈之间均通过六根竖向连接柱固定连接；每个所述支撑圈外周面均转动连接有四组导向滚轮，且每组导向滚轮的数量均为两个；通过导向滚轮的设置，用于与套管内壁滚动连接，实现对配水器主体的导向。

至少一些实施例中，所述水力箱上下两端分别设置有进水管头和出水管头，且进水管头与封隔器下端固定连接，出水管头下端与配水器主体上端固定连接；所述水力箱内部转动连接有转动轴，且转动轴外部固定安装有水力叶轮；所述转动轴后端固定安装有第一同步带轮。

至少一些实施例中，所述水力叶轮位于水力箱内部左侧，当水流从水力叶轮右侧流过时，将带着水力叶轮转动。

至少一些实施例中，还包括有发电装置，所述发电装置设置在水力箱右侧，所述发电装置包括微型发电机、防水壳罩和第二同步带轮，所述微型发电机安装在水力箱右端面，且微型发电机外部设置有防水壳罩，防水壳罩固定安装在水力箱右端面；所述微型发电机的转轴贯穿防水壳罩后侧壁，且微型发电机的转轴后端固定安装有第二同步带轮，第二同步带轮通过同步带与第一同步带轮传动连接。

本发明提供了一种井下智能配水器，具有如下有益效果：

通过防护网的防护作用，避免井内杂物进入到注水口内部，避免造成注水口的堵塞；然后通过水浸传感器、智能控制器与清堵部件的配合，能够在注水的时候，通过智能控制器将驱动电机启动，通过驱动电机带着驱动盘转动，然后驱动盘带着连杆下端旋转，然后连杆上端带着清堵毛刷上下往复移动，通过上下往复移动的清堵毛刷将防护网前侧面覆盖的杂物扫除掉，避免影响配水器主体的正常注水工作，且在启动驱动电机的时候，能够实现自动启动，所以无需人为远程操作，从而更加智能。

通过支撑圈、竖向连接柱和导向滚轮的配合，使得配水器主体的轴线与套管的轴线始终处于同一轴线，从而确保配水器主体处于套管内部的居中位置，避免导致配水器主体外壁容易与套管内壁发生摩擦碰撞，从而提高了配水器主体的使用寿命。

通过水力箱、转动轴、水力叶轮、第一同步带轮和发电装置的配合，能够在注水过程中，水在经过水力箱内部的时候，向下流动的水流将带着水力叶轮转动，然后水力叶轮带着转动轴和第一同步带轮转动，然后再通过同步带带着第二同步带轮和微型发电机的转轴转动，然后微型发电机开始发电，最后发出的电能通过弧形充电电池进行储存，从而使得本井下智能配水器更加节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

在附图中：

图1示出了本申请的整体结构的结构示意图；

图2示出了本申请的去掉配水器主体和套管后的结构示意图；

图3示出了本申请的图2中A处局部放大的结构示意图；

图4示出了本申请的配水器主体、支撑框、防护网和清堵部件轴视的结构示意图；

图5示出了本申请的配水器主体、支撑框、防护网和清堵部件拆分后的结构示意图；

图6示出了本申请的防水壳体局部剖视的结构示意图；

图7示出了本申请的清堵部件的结构示意图；

图8示出了本申请的导向机构的结构示意图；

图9示出了本申请的水力箱、进水管头、出水管头和防水壳罩局部剖视的结构示意图；

图10示出了本申请的水力箱、进水管头、出水管头和水力叶轮局部剖视的结构示意图；

图11示出了本申请的环形防水壳局部剖视的结构示意图。

附图标记列表

配水器主体；101、支撑框；102、环形防水壳；103、防水控制箱；104、智能控制器；105、防护网；106、注水口；107、方形凹槽；108、竖向导杆；109、弧形充电电池；

清堵部件；201、防水壳体；202、驱动盘；203、连杆；204、清堵毛刷；205、驱动电机；

导向机构；301、支撑圈；302、竖向连接柱；303、导向滚轮；

水力箱；401、进水管头；402、出水管头；403、转动轴；404、水力叶轮；405、第一同步带轮；

发电装置；501、微型发电机；502、防水壳罩；503、第二同步带轮；

封隔器；7、套管；8、水浸传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：请参考图1至图11：

本发明提出了一种井下智能配水器，包括配水器主体1；配水器主体1前侧设有注水口106，且注水口106前侧安装有防护网105；配水器主体1外部安装有导向机构3，且导向机构3滑动连接在套管7内部；配水器主体1前侧安装有清堵部件2，且配水器主体1上端固定连接有水力箱4，水力箱4上端连接有封隔器6，封隔器6的设置，用于对套管7进行封堵；清堵部件2上安装有水浸传感器8，用于触发驱动电机205运作。

配水器主体1前侧位于注水口106外侧设置有支撑框101，且支撑框101内部前侧呈左右对称状固定连接有两根竖向导杆108；配水器主体1外部下侧安装有环形防水壳102，且环形防水壳102内部呈环形阵列状安装有四个弧形充电电池109；配水器主体1外周面后侧安装有防水控制箱103，且防水控制箱103内部安装有智能控制器104；配水器主体1外周面前侧开设有方形凹槽107，方形凹槽107位于注水口106下方；通过配水器主体1的设置，用于对井内油层进行注水。

清堵部件2包括防水壳体201、驱动盘202、连杆203、清堵毛刷204和驱动电机205，防水壳体201固定安装在方形凹槽107内部，且防水壳体201内部安装有驱动电机205；驱动电机205的转轴贯穿防水壳体201前侧壁，且驱动电机205的转轴前端固定连接有驱动盘202；驱动盘202前端面边缘处通过转轴转动连接有连杆203，且连杆203另一端通过转轴与清堵毛刷204前端面中部转动连接；清堵毛刷204滑动连接在两根竖向导杆108外部，且清堵毛刷204的刷毛与防护网105前侧面紧密接触；当驱动电机205带着驱动盘202处于转动状态是，驱动盘202带着连杆203下端旋转，且连杆203上端带着清堵毛刷204上下往复移动；通过水浸传感器8、智能控制器104与清堵部件2的配合，能够在注水的时候，带着清堵毛刷204上下往复移动，然后通过上下往复移动的清堵毛刷204将防护网105前侧面覆盖的杂物扫除掉，避免影响配水器主体1的正常注水工作，且在启动驱动电机205的时候，能够实现自动启动，所以无需人为远程操作，从而更加智能。

导向机构3包括支撑圈301、竖向连接柱302和导向滚轮303，支撑圈301的数量为三个，且每上下相邻的两个支撑圈301之间均通过六根竖向连接柱302固定连接；每个支撑圈301外周面均转动连接有四组导向滚轮303，且每组导向滚轮303的数量均为两个；通过导向滚轮303的设置，用于与套管7内壁滚动连接，实现对配水器主体1的导向；通过导向机构3的设置，确保配水器主体1处于套管7内部的居中位置，避免导致配水器主体1外壁容易与套管7内壁发生摩擦碰撞。

水力箱4上下两端分别设置有进水管头401和出水管头402，且进水管头401与封隔器6下端固定连接，出水管头402下端与配水器主体1上端固定连接；水力箱4内部转动连接有转动轴403，且转动轴403外部固定安装有水力叶轮404；转动轴403后端固定安装有第一同步带轮405；水力叶轮404位于水力箱4内部左侧，当水流从水力叶轮404右侧流过时，将带着水力叶轮404转动；通过水力箱4、转动轴403、水力叶轮404和第一同步带轮405和第二同步带轮503的配合，能够在注水过程中，通过水力带着微型发电机501的转轴转动，然后微型发电机501开始发电。

实施例二，在实施例一的基础上，如图9所示，还包括有发电装置5，发电装置5设置在水力箱4右侧，发电装置5包括微型发电机501、防水壳罩502和第二同步带轮503，微型发电机501安装在水力箱4右端面，且微型发电机501外部设置有防水壳罩502，防水壳罩502固定安装在水力箱4右端面；微型发电机501的转轴贯穿防水壳罩502后侧壁，且微型发电机501的转轴后端固定安装有第二同步带轮503，第二同步带轮503通过同步带与第一同步带轮405传动连接；微型发电机501与弧形充电电池109电性连接；通过发电装置5的设置，用于将水力叶轮404产生的动能转换成电能，最后通过弧形充电电池109进行储存，从而使得本井下智能配水器更加节能环保。

本实施例的工作原理：在石油开采过程中，当需要把地面的水注入到油层内时，首先将配水器主体1下井，然后在支撑圈301、竖向连接柱302和导向滚轮303的配合作用下，使得配水器主体1的轴线与套管7的轴线始终处于同一轴线，从而确保配水器主体1处于套管7内部的居中位置，避免导致配水器主体1外壁容易与套管7内壁发生摩擦碰撞。

当配水器主体1到达指定位置后，通过地面输水设备将地面的水经封隔器6内部、进水管头401内部、水力箱4内部和出水管头402内部输送到配水器主体1内部，再由配水器主体1上的注水口106将地面的水注入到油层内。

当注水口106停止出水时，在防护网105的防护作用下，避免井内杂物进入到注水口106内部，避免造成注水口106的堵塞，且在注水的时候，水浸传感器8感应到水后，将有水的信号传递至智能控制器104，再由智能控制器104将驱动电机205启动，通过驱动电机205带着驱动盘202转动，然后驱动盘202带着连杆203下端旋转，然后连杆203上端带着清堵毛刷204上下往复移动，通过上下往复移动的清堵毛刷204将防护网105前侧面覆盖的杂物扫除掉，避免影响配水器主体1的正常注水工作。

在注水过程中，水在经过水力箱4内部的时候，向下流动的水流将带着水力叶轮404转动，然后水力叶轮404带着转动轴403和第一同步带轮405转动，然后再通过同步带带着第二同步带轮503和微型发电机501的转轴转动，然后微型发电机501开始发电，最后发出的电能通过弧形充电电池109进行储存。

本文中，有以下几点需要注意：

1.本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其它结构可参考通常设计。

2.在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种井下智能配水器，包括配水器主体（1）；所述配水器主体（1）前侧设有注水口（106），且注水口（106）前侧安装有防护网（105）；其特征在于，所述配水器主体（1）外部安装有导向机构（3），且导向机构（3）滑动连接在套管（7）内部；所述配水器主体（1）前侧安装有清堵部件（2），且配水器主体（1）上端固定连接有水力箱（4），水力箱（4）上端连接有封隔器（6）；所述清堵部件（2）上安装有水浸传感器（8）。

2.根据权利要求1所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述配水器主体（1）前侧位于注水口（106）外侧设置有支撑框（101），且支撑框（101）内部前侧固定连接有两根竖向导杆（108）。

3.根据权利要求1所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述配水器主体（1）外部下侧安装有环形防水壳（102），且环形防水壳（102）内部安装有四个弧形充电电池（109）。

4.根据权利要求2所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述配水器主体（1）外周面后侧安装有防水控制箱（103），且防水控制箱（103）内部安装有智能控制器（104）；所述配水器主体（1）外周面前侧位于注水口（106）下方开设有方形凹槽（107）。

5.根据权利要求4所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述清堵部件（2）包括防水壳体（201）、驱动盘（202）、连杆（203）、清堵毛刷（204）和驱动电机（205），所述防水壳体（201）固定安装在方形凹槽（107）内部，且防水壳体（201）内部安装有驱动电机（205）；所述驱动电机（205）的转轴贯穿防水壳体（201）前侧壁，且驱动电机（205）的转轴前端固定连接有驱动盘（202）；所述驱动盘（202）前端面边缘处通过转轴转动连接有连杆（203），且连杆（203）另一端通过转轴与清堵毛刷（204）前端面中部转动连接；所述清堵毛刷（204）滑动连接在两根竖向导杆（108）外部，且清堵毛刷（204）的刷毛与防护网（105）前侧面紧密接触。

6.根据权利要求5所述的一种井下智能配水器，其特征在于：当所述驱动电机（205）带着驱动盘（202）处于转动状态是，驱动盘（202）带着连杆（203）下端旋转，且连杆（203）上端带着清堵毛刷（204）上下往复移动。

7.根据权利要求1所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述导向机构（3）包括支撑圈（301）、竖向连接柱（302）和导向滚轮（303），所述支撑圈（301）的数量为三个，且每上下相邻的两个支撑圈（301）之间均通过六根竖向连接柱（302）固定连接；每个所述支撑圈（301）外周面均转动连接有四组导向滚轮（303），且每组导向滚轮（303）的数量均为两个。

8.根据权利要求1所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述水力箱（4）上下两端分别设置有进水管头（401）和出水管头（402），且进水管头（401）与封隔器（6）下端固定连接，出水管头（402）下端与配水器主体（1）上端固定连接；所述水力箱（4）内部转动连接有转动轴（403），且转动轴（403）外部固定安装有水力叶轮（404）；所述转动轴（403）后端固定安装有第一同步带轮（405）。

9.根据权利要求8所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述水力叶轮（404）位于水力箱（4）内部左侧，当水流从水力叶轮（404）右侧流过时，将带着水力叶轮（404）转动。

10.根据权利要求8所述的一种井下智能配水器，其特征在于：还包括有发电装置（5），所述发电装置（5）设置在水力箱（4）右侧，所述发电装置（5）包括微型发电机（501）、防水壳罩（502）和第二同步带轮（503），所述微型发电机（501）安装在水力箱（4）右端面，且微型发电机（501）外部设置有防水壳罩（502），防水壳罩（502）固定安装在水力箱（4）右端面；所述微型发电机（501）的转轴贯穿防水壳罩（502）后侧壁，且微型发电机（501）的转轴后端固定安装有第二同步带轮（503），第二同步带轮（503）通过同步带与第一同步带轮（405）传动连接。