CN209556990U - 一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器，涉及地球科学领域，其中，一种分层注聚器的流速控制装置，包括：分层注聚器，所述分层注聚器具有注水流道，所述分层注聚器的上接头通过管路与注水水箱连接，所述管路上具有流速传感器，所述流速传感器与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与打压泵连接，所述打压泵还与所述注水水箱连接；所述流速传感器，用于测量进入所述注水流道的流速；所述控制器，用于根据所述流速和设定流速控制所述打压泵工作或者不工作。以解决分层注聚器的出液孔堵塞需反复起下仪器进行投捞或者注入效率低，造成不能按时完成注入的问题。

Description

一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器

技术领域

本实用新型涉及地球科学领域，具体说是一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器。

背景技术

油田分层注聚井测试时，如果该分层注聚器的出液孔堵塞需反复起下仪器进行投捞，造型注入稳定性差等问题，严重影响了测试效率，难以满足聚驱动态快速变化、高频次的测试要求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器，以解决分层注聚器的出液孔堵塞需反复起下仪器进行投捞或者注入效率低，造成不能按时完成注入的问题。

第一方面，本实用新型提供一种分层注聚器的流速控制装置，包括：分层注聚器；

所述分层注聚器具有注水流道，所述分层注聚器的上接头通过管路与注水水箱连接，所述管路上具有流速传感器，所述流速传感器与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与打压泵连接，所述打压泵还与所述注水水箱连接；

所述流速传感器，用于测量进入所述注水流道的流速；

所述控制器，用于根据所述流速和设定流速控制所述打压泵工作或者不工作。

优选地，所述分层注聚器的活动筒与上主体通过传动装置连接，所述上主体与下主体采用间隙配合方式连接，所述下主体沿圆周方向均匀分布有圆形的进液孔，所述进液孔内具有节流阀芯；

所述传动装置与驱动装置的输出端连接，所述驱动装置的输入端与所述控制器的输出端连接；

所述控制器，用于控制所述驱动装置工作以转动所述活动筒带动所述下主体，使所述下主体内的所述进液孔对应不同长度的所述节流阀芯。

优选地，所述管路上还具有流量传感器，所述流量传感器与控制器的输入端连接；

所述流量传感器，用于测量进入所述注水流道的流量；

所述控制器，用于根据所述流量和设定流量控制所述驱动装置工作或者不工作。

优选地，所述驱动装置为步进电机。

优选地，所述步进电机和所述控制器之间还具有步进电机驱动电路；

所述步进电机驱动电路，用于根据所述控制器的控制信号驱动所述步进电机工作或者不工作。

优选地，所述控制器还与人机交互单元连接；

所述人机交互单元，用于输入所述设定流速和所述设定流量以及显示所述流速和所述流量。

优选地，所述人机交互单元，包括：按键和显示屏；

所述按键与所述控制器的输入端连接，所述显示屏与所述控制器的输出端连接；

所述按键，用于输入所述设定流速和所述设定流量；

所述显示屏，用于显示所述流速和所述流量。

优选地，所述控制器为单片机。

第二方面，本实用新型提供一种同心步进分层注聚器，包括：如上述一种分层注聚器的流速控制装置。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器，以解决分层注聚器的出液孔堵塞需反复起下仪器进行投捞或者注入效率低，造成不能按时完成注入的问题。本实用新型不需要改变原有的分层注聚器结构，通过外加流速传感器以及打压泵，对分层注聚器强行打压，以疏通堵塞的出液孔，加快注入效率。

附图说明

通过以下参考附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型实施例一种同心步进分层注聚器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种分层注聚器的流速控制装置的电路框图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是值得说明的是，本实用新型并不限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本实用新型。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本实用新型的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本实用新型实施例一种同心步进分层注聚器的结构示意图。图2是本实用新型实施例一种分层注聚器的流速控制装置的电路框图。

如图1和图2所示，一种同心步进分层注聚器包括：上接头1、密封圈2、上连接套3、定位筒4、活动筒5、上主体6、轴承7、下主体8、下连接套9、销钉10、下接头11、节流阀芯12和备帽13。分层注聚器具有注水流道，分层注聚器的上接头1通过管路与注水水箱G连接，管路上具有流速传感器H，流速传感器H与控制器B的输入端连接，控制器B的输出端与打压泵E连接，打压泵E还与注水水箱G连接；上接头1具有密封槽，密封圈2放置于上接头1的密封槽内，上连接套3通过螺纹与上接头1和下主体8连接，定位筒4通过螺纹与上连接套3连接，活动筒5与上主体6通过齿轮结构传动；轴承7的一端与活动筒5连接，轴承7的另一端与下主体8间隙配合连接，轴承7的另一端与下主体8无螺纹连接，上主体6与下主体8是间隙配合，上主体6与下主体8无螺纹连接；下连接套9与下主体8和下接头11是通过螺纹连接，下连接套9与下接头11螺纹连接处通过销钉10固定，节流阀芯12与备帽13通过螺纹连接，备帽13与下主体8偏孔通过螺纹连接，备帽13可防止节流阀芯12在下主体8中的圆孔脱离。具体地说，打压泵E为电动打压泵，如：扬州冠泰电气设备厂生产的型号为4DSY系列的管道打压泵。流速传感器H可选择潍坊金水华禹信息科技有限公司生产的雷达流速仪HYRDS-1。

在图1和图2中，流速传感器H，用于测量进入注水流道的流速；控制器B，用于根据流速和设定流速控制打压泵E工作或者不工作。具体地说，如果，流速传感器H测量进入注水流道的流速小于设定流速（如50米/秒），则说明此时分层注聚器的出液孔堵塞，此时需要控制器B控制打压泵E工作，分层注聚器的上接头1与注水水箱G连接的管路上流速加大，当流速传感器H测量进入注水流道的流速大于或者等于设定流速时，控制器B控制打压泵E不工作。利用外加流速传感器H以及打压泵E，对分层注聚器强行打压，以疏通堵塞的出液孔，加快注入效率。本领域人员可以根据油田分层注聚井的能力自行设定所需要的设定流速。

在图1和图2中，轴承7可以减少活动筒5转动时的阻力，活动筒5的下端通过轴承套和轴承7的一端连接，轴承7的另一端与下主体8间隙配合连接，活动筒5可以转动，下主体8不进行转动。同心步进分层注聚器内部设置有定位筒4、活动筒5和上主体6和下主体8，定位筒4套接在活动筒5内，下主体8沿圆周方向均布10个圆形进液孔，10个圆形进液孔内分别放置10个不同长度的节流阀芯12，传动装置（如：凸轮-内齿轮）与驱动装置的输出端连接，驱动装置的输入端与控制器B的输出端连接；控制器B，用于控制驱动装置工作以转动活动筒5带动下主体8，使下主体8内的进液孔对应不同长度的节流阀芯12，实现对注入量的快速调节。

在图1和图2中，管路上还具有流量传感器D，流量传感器D与控制器B的输入端连接；流量传感器D，用于测量进入注水流道的流量；控制器B，用于根据流量和设定流量控制驱动装置工作或者不工作。具体地说，流量传感器D测量进入注水流道的流量，如流量传感器D测量进入注水流道的流量小于设定流量，则控制驱动装置工作；如流量传感器D测量进入注水流道的流量等于设定流量，则控制驱动装置不工作。本领域人员可以根据油田分层注聚井的需要自行设定所需要的设定流量。流量传感器D可选择南京迪泰尔仪表机电设备有限公司生产的LWGY液体涡轮流量计传感器。

在图1和图2中，驱动装置可以为液压驱动装置或者电机等常见的驱动装置，在本实用新型中，驱动装置优选步进电机A。步进电机A和控制器B之间还具有步进电机驱动电路F；步进电机驱动电路F，用于根据控制器B的控制信号驱动步进电机A工作或者不工作。步进电机A正向旋转或反向旋转，活动筒5每旋转1周，下主体8内的节流阀芯12的长度改变1次，使当前层注入量发生变化，从而达到控制当前层注入量的目的，实现了聚驱分层注入井快速配注的要求。步进电机驱动电路F可选择申请号为201820198474.5的步进电机驱动电路。也就是说，如流量传感器D测量进入注水流道的流量小于设定流量，则控制器B输出PWM电平信号控制驱动装置工作；如流量传感器D测量进入注水流道的流量等于设定流量，则则控制器B输出低电平信号控制驱动装置不工作。

在图1和图2中，活动筒5与上主体6间通过凸轮-内齿轮（即，传动装置）的方式实现间歇传动，即步进电机A驱动转动活动筒5带动下主体8，使下主体8内的进液孔对应不同长度的节流阀芯12，也就是说，上主体6的内齿轮部分采用10个齿，每转动一周活动筒5，上主体6转动1/10周。

在图1和图2中，控制器B还与人机交互单元C连接；人机交互单元C，用于输入设定流速和设定流量以及显示流速传感器H测量进入注水流道的流速和流量传感器D测量进入注水流道的流量。

在图1和图2中，人机交互单元C，包括：按键C1和显示屏C2；按键C1与控制器B的输入端连接，显示屏C2与控制器B的输出端连接；按键C1，用于输入设定流速和设定流量；显示屏C2，用于显示流速传感器H测量进入注水流道的流速和流量传感器D测量进入注水流道的流量。显示屏C2可采用LCD12864液晶显示模块，LCD12864内置8192个简繁体可选的汉字和128个ASCII字符集，并具有功耗低、性价高、轻便和小巧的特性，所以比较适合本实用新型的显示屏C2，LCD12864是由CMOS驱动的点阵式液晶面板，本实用新型不对显示屏C2做限定。

在图1和图2中，控制器B可以为单片机或者PLC等控制器，但是本实用新型的控制器优选为单片机；因为PLC等控制器一般价格比较昂贵，价格一般在几千到几万之间，但是单片机的价格在几毛到几块钱之间，因此本实用新型的控制器B优选为单片机。如：单片机C8051F121。单片机C8051F121是Silicon Labs公司推出的一款完全集成了单片复合信号系统的微控制器。单片机C8051F121具有32个数字I/O引脚的64脚TQFP封装的单片机，并结合了高度精密的模拟数据转换器和一个高吞吐量8051CPU，这使得单片机C8051F121成为本实用新型的理想选择。

在图1和图2中，具体地说，单片机具有若干输入IO口和输出IO口，单片机的若干输入IO口分别与流量传感器D、流速传感器H和按键C1连接，单片机的若干输出IO口分别与显示屏C2、步进电机A和打压泵E连接。

本实用新型同时提供一种同心步进分层注聚器，包括：如上一种分层注聚器的流速控制装置。以解决分层注聚器的出液孔堵塞需反复起下仪器进行投捞或者注入效率低，造成不能按时完成注入的问题。在图1和图2中，控制器B还用于对打压泵E的工作时间进行，如果打压泵E的工作时间超过设定时间（如：5分钟），则控制器B控制打压泵E工在不作，防止分层注聚器的注水流道压力过高，对分层注聚器的内部器件造成损害。

以上所述实施例仅为表达本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种分层注聚器的流速控制装置，包括：分层注聚器，其特征在于：

所述分层注聚器具有注水流道，所述分层注聚器的上接头(1)通过管路与注水水箱(G)连接，所述管路上具有流速传感器(H)，所述流速传感器(H)与控制器(B)的输入端连接，所述控制器(B)的输出端与打压泵(E)连接，所述打压泵(E)还与所述注水水箱(G)连接；

所述流速传感器(H)，用于测量进入所述注水流道的流速；

所述控制器(B)，用于根据所述流速和设定流速控制所述打压泵(E)工作或者不工作。

2.根据权利要求1所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述分层注聚器的活动筒(5)与上主体(6)通过传动装置连接，所述上主体(6)与下主体(8)采用间隙配合方式连接，所述下主体(8)沿圆周方向均匀分布有圆形的进液孔，所述进液孔内具有节流阀芯(12)；

所述传动装置与驱动装置的输出端连接，所述驱动装置的输入端与所述控制器(B)的输出端连接；

所述控制器(B)，用于控制所述驱动装置工作以转动所述活动筒(5)带动所述下主体(8)，使所述下主体(8)内的所述进液孔对应不同长度的所述节流阀芯(12)。

3.根据权利要求2所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述管路上还具有流量传感器(D)，所述流量传感器(D)与控制器(B)的输入端连接；

所述流量传感器(D)，用于测量进入所述注水流道的流量；

所述控制器(B)，用于根据所述流量和设定流量控制所述驱动装置工作或者不工作。

4.根据权利要求2所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述驱动装置为步进电机(A)。

5.根据权利要求4所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述步进电机(A)和所述控制器(B)之间还具有步进电机驱动电路(F)；

所述步进电机驱动电路(F)，用于根据所述控制器(B)的控制信号驱动所述步进电机(A)工作或者不工作。

6.根据权利要求3所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述控制器(B)还与人机交互单元(C)连接；

所述人机交互单元(C)，用于输入所述设定流速和所述设定流量以及显示所述流速和所述流量。

7.根据权利要求6所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述人机交互单元(C)，包括：按键(C1)和显示屏(C2)；

所述按键(C1)与所述控制器(B)的输入端连接，所述显示屏(C2)与所述控制器(B)的输出端连接；

所述按键(C1)，用于输入所述设定流速和所述设定流量；

所述显示屏(C2)，用于显示所述流速和所述流量。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种分层注聚器的流速控制装置，其特征在于：

所述控制器(B)为单片机。

9.一种同心步进分层注聚器，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述一种分层注聚器的流速控制装置。