CN202531105U - 一种可实现井下自动化控制的开关 - Google Patents

Abstract

一种可实现井下自动化控制的开关。解决现有技术中的井下开关容易因聚合物或油井结垢造成开关难以打开或关闭的问题。其特征在于：所述油管上接头上开有一个导流孔，中心管上接头与中心管垂直联结后固定于油管上接头、外套筒与下接头联结后构成的腔体内；所述腔体的内壁与中心管外壁之间有环空，此环空内固定有一个环形绝缘筒，所述环形绝缘筒内固定有电池筒、压力传感器、控制器以及电动机；在此腔体内还固定有一个由电动机驱动的针式开关阀，所述针式开关阀的阀芯上带有锯齿形的刮削片，阀座上的通过孔与导流孔相连通，由针式开关阀的阀芯控制其通断。所述开关可通过井口进行远程自动控制，而且设置了除垢环节，实现准确开关。

Description

一种可实现井下自动化控制的开关

技术领域

 本实用新型涉及油田上用于油管内开关控制的一种自动化装置。

背景技术

油田注水开发中后期，对高含水井和高含水暂闭井进行治理，可进一步挖掘剩余油，减少注入水无效循环，控制开发成本，控制含水上升，具有很高的经济效益和社会效益。目前应用在这一领域的井下开关有多种，但是随着油田注聚合物采油的措施加大，油井内采出液粘稠度过高以及易结垢堵塞开关的现象时有发生。因此，寻找到一种能够解决上述问题的井下开关工具迫在眉睫。

发明内容

为了解决背景技术中给出的现有技术问题，本实用新型提供一种可实现井下自动化控制的开关，该种开关与其它设备配合使用后能够通过井口进行远程自动控制，而且设置了除垢环节，可以实现在含聚合物的油井中的准确开关。

本实用新型的技术方案是：该种可实现井下自动化控制的开关，包括油管上接头、中心管上接头、中心管以及外套筒、下接头，其独特之处在于：所述油管上接头上开有一个导流孔，中心管上接头与中心管垂直联结后固定于油管上接头、外套筒与下接头联结后构成的腔体内；所述腔体的内壁与中心管外壁之间有环空，此环空内固定有一个环形绝缘筒，所述环形绝缘筒内固定有电池筒、压力传感器、控制器以及电动机；在此腔体内还固定有一个由电动机驱动的针式开关阀，所述针式开关阀的阀芯上带有锯齿形的刮削片，阀座上的通过孔与导流孔相连通，由针式开关阀的阀芯控制其通断；其中与压力传感器所在位置对应的外套筒上开有压力导入孔，与针式开关阀的通过孔所在位置对应的中心管的管壁上开有带螺纹的通孔，所述针式开关阀上的通过孔与中心管上的通孔通过一个两端带有外螺纹的空心螺纹管联结；所述电动机的轴与针式开关阀上驱动机构的传动轴相联结；

所述电池筒通过电缆为电动机供电；所述压力传感器测得压力信号后通过信号电缆输送至控制器的压力信号输入端；所述控制器由放大器、位置编码器、单片机以及执行控制继电器构成，其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于单片机的数据输入端，所述放大器的正输入端作为控制器的压力信号输入端，所述单片机的控制信号输出端连接至执行控制继电器的启动信号输入端，此执行控制继电器中启动后导通的控制信号输出端作为接入电动机供电回路中的控制端；所述位置编码器上的位置感应开关固定于电动机的转动轴承上。

另外，为了可以监测到阀体有无外泄漏，在所述针式开关阀的阀座下端腔体内还固定有一个流体泄漏压力传感器。

本实用新型具有如下有益效果：将本方案中所述的开关与丢手接头、油管、封隔器、丝堵等联结后就可以构成一个油井控制工艺管柱，之后，就可以通过地面控制打压的幅度和间隔时间向井下任意层段发出开启、关闭或任意设定嘴径分层配产的指令，由该开关内的单片机按照预先设定的程序控制电动机带动针式开关阀的阀芯动作，从而实现对井下任意层段的开关状态的有效控制。由于在针式开关阀的阀芯上设置了一个带有锯齿形的刮削片，因此，可以将通道内的垢刮掉，从而实现准确的开与关。另外，应用本方案可实现在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据的功能。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中控制器部分的原理图。

图中1-油管上接头，2-中心管上接头，3-导流孔，4-中心管，5-针式开关阀，6-电池筒，7-压力传感器，8-电动机，9-控制器，10-外套筒，11-下接头，12-腔体，13-压力导入孔，14-流体泄漏压力传感器，15-通过孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该种可实现井下自动化控制的开关，包括油管上接头1、中心管上接头2、中心管4以及外套筒10、下接头11，其独特之处在于：所述油管上接头1上开有一个导流孔3，中心管上接头2与中心管4垂直联结后固定于油管上接头1、外套筒10与下接头11联结后构成的腔体12内；所述腔体12的内壁与中心管4外壁之间有环空，此环空内固定有一个环形绝缘筒，所述环形绝缘筒内固定有电池筒6、压力传感器7、控制器9以及电动机8；在此腔体内还固定有一个由电动机8驱动的针式开关阀5，所述针式开关阀5的阀芯上带有锯齿形的刮削片，阀座上的通过孔15与导流孔3相连通，由针式开关阀5的阀芯控制其通断；其中与压力传感器7所在位置对应的外套筒10上开有压力导入孔13，与针式开关阀5的通过孔所在位置对应的中心管4的管壁上开有带螺纹的通孔，所述针式开关阀5上的通过孔15与中心管4上的通孔通过一个两端带有外螺纹的空心螺纹管联结；所述电动机8的轴与针式开关阀5上驱动机构的传动轴相联结。

所述电池筒6通过电缆为电动机8供电；所述压力传感器7测得压力信号后通过信号电缆输送至控制器9的压力信号输入端；所述控制器9由放大器、位置编码器、单片机以及执行控制继电器构成，其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于单片机的数据输入端，所述放大器的正输入端作为控制器9的压力信号输入端，所述单片机的控制信号输出端连接至执行控制继电器的启动信号输入端，此执行控制继电器中启动后导通的控制信号输出端作为接入电动机8供电回路中的控制端；

所述位置编码器上的位置感应开关固定于电动机8的转动轴承上。

另外，在所述针式开关阀5的阀座下端腔体内还固定有一个流体泄漏压力传感器14，如图2所示，在控制器内为该传感器增加一个放大器，这样，控制器就可以及时感应到阀体内有无液体外泄漏。

在控制器9中运行微机通讯软件，以USB接口对控制器微处理机芯片进行操作，将层段号、控制压力及控制编码等信息输入微处理芯片内的存贮器中。当控制器工作时将根据内存信息运行其程序，判断压力传感器7接收到的信息。传感器感受到的压力信号经放大器放大后送入微处理器进行处理。当判定接收到的信号为真时，向电动机发出驱动信号，并测量位置编码器输出的位置信号。当与地面发送的控制指令相吻合后停止电机驱动并定位。当判断出压力传感器接收到的信号为假时，作干扰信号处理，等待下一组信号到来。

Claims (2)

1.一种可实现井下自动化控制的开关，包括油管上接头（1）、中心管上接头（2）、中心管（4）以及外套筒（10）、下接头（11），其特征在于：所述油管上接头（1）上开有一个导流孔（3），中心管上接头（2）与中心管（4）垂直联结后固定于油管上接头（1）、外套筒（10）与下接头（11）联结后构成的腔体（12）内；所述腔体（12）的内壁与中心管（4）外壁之间有环空，此环空内固定有一个环形绝缘筒，所述环形绝缘筒内固定有电池筒（6）、压力传感器（7）、控制器（9）以及电动机（8）；在此腔体内还固定有一个由电动机（8）驱动的针式开关阀（5），所述针式开关阀（5）的阀芯上带有锯齿形的刮削片，阀座上的通过孔（15）与导流孔（3）相连通，由针式开关阀（5）的阀芯控制其通断；其中与压力传感器（7）所在位置对应的外套筒（10）上开有压力导入孔（13），与针式开关阀（5）的通过孔所在位置对应的中心管（4）的管壁上开有带螺纹的通孔，所述针式开关阀（5）上的通过孔（15）与中心管（4）上的通孔通过一个两端带有外螺纹的空心螺纹管联结；所述电动机（8）的轴与针式开关阀（5）上驱动机构的传动轴相联结；

所述电池筒（6）通过电缆为电动机（8）供电；所述压力传感器（7）测得压力信号后通过信号电缆输送至控制器（9）的压力信号输入端；所述控制器（9）由放大器、位置编码器、单片机以及执行控制继电器构成，其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于单片机的数据输入端，所述放大器的正输入端作为控制器（9）的压力信号输入端，所述单片机的控制信号输出端连接至执行控制继电器的启动信号输入端，此执行控制继电器中启动后导通的控制信号输出端作为接入电动机（8）供电回路中的控制端；

所述位置编码器上的位置感应开关固定于电动机（8）的转动轴承上。

2.根据权利要求1所述的一种可实现井下自动化控制的开关，其特征在于：所述针式开关阀（5）的阀座下端腔体内还固定有一个流体泄漏压力传感器（14）。

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