CN211314177U - 桥式同心配水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥式同心配水器，涉及油田注水技术领域，包括依次连接的第一接头、护套、开关本体和第二接头，在护套内设置的用于定位测调仪的防旋套，桥式同心配水器还包括测压本体和旋转芯，以及连接于防旋套和旋转芯之间的旋转套，防旋套和旋转套内具有可容纳测调仪的中心通道；测压本体上设置有传压通道及控制传压通道开关的开关组件，传压通道的两端分别与护套上第一通孔和防旋套上的第二通孔导通，以将地层静压传输到中心通道供测调仪测量；旋转套，用于在测调仪的驱动下相对防旋套旋转，带动开关组件开关传压通道。本实用新型提供的桥式同心配水器可以实现注水量调节和地层静压测试同时进行，大大提升了作业效率。

Description

桥式同心配水器

技术领域

本实用新型涉及油田注水技术领域，更具体地，涉及一种桥式同心配水器。

背景技术

油田开发进入中后期，为了补充地层能量，需要对水井进行分层注水。目前海上油田普遍采用的空心集成、同心分注、一投三分等分层注水工艺。

配水器是实现分层注水的重要设备。配水器有诸多种，如：偏心配水器、空心配水器、一体化同心配水器、桥式配水器等等。常规的配水器在进行注水量测调和地层静压测压时分别由测调仪和静压测试仪分两次进行下井作业，施工效率低、周期长。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种桥式同心配水器，能够实现一次下井完成测调和地层静压测试作业。

本实用新型实施例提供的桥式同心配水器包括依次连接的第一接头、护套、开关本体和第二接头，在护套内设置的用于定位测调仪的防旋套，还包括固定于护套和防旋套之间测压本体，用于与开关本体配合注水的旋转芯，以及连接于防旋套和旋转芯之间的旋转套，防旋套和护套之间具有与开关本体导通的注水通道，防旋套和旋转套内具有可容纳测调仪的中心通道；测压本体上设置有传压通道及控制传压通道开关的开关组件，传压通道的两端分别与护套上第一通孔和防旋套上的第二通孔导通，以将地层静压传输到中心通道供测调仪测量；旋转套，用于在测调仪的驱动下相对防旋套旋转，带动开关组件开关传压通道。

本实用新型通过在桥式同心配水器内设置测压本体，测压本体上设置有将地层静压传输到中心通道供测调仪测量的传压通道，护套和防旋套之间具有注水通道，这样在测调仪定位在防旋套的中心通道内时，配水器内的水可以通过注水通道注入到开关本体内，不对本层和下一层的注水产生影响。当需要测量地层静压时，测调仪上的调节臂驱动旋转套旋转，旋转套与开关组件配合打开传压通道，使得地层静压能够传入到测调仪的进行地层静压测量，同时，由于旋转套和旋转芯之间为转动连接，所以旋转套转动时，不会影响到旋转芯，即不会影响开关本体向地层注水。因此，本实用新型提供的桥式同心配水器可以实现能够实现一次下井完成测调和地层静压测试作业，不需要注水量调节和地层静压测量分两次作业，大大提升了作业效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种桥式同心配水器结构图；

图2为图1所示测压本体部分的局部发大图；

图3为图1所示测压本体位置的截面图；

图4为图1所示开关本体位置的截面图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种桥式同心配水器测压本体位置的截面图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在一示例性实施例中，本实施例提供了一种桥式同心配水器，图1-图4 所示，包括依次连接的第一接头100、护套200、开关本体300、第二接头400、防旋套500、测压本体600、旋转套700和旋转芯800。

第一接头100用于与上部油管连通，第一接头100与护套200的一端固定连接。固定连接可以为螺纹连接、焊接。具体的，第一接头100外侧设置外螺纹，护套200与第一接头100配合的端部设置与外螺纹配合的内螺纹。可选的，第一接头100和护套200间可以设置密封圈。

护套200用于对桥式同心配水器内的构件进行保护并提供注水环境。护套200上设置第一通孔210。具体的，如图1所示，护套200为圆筒状，第一通孔210设置于护套200与测压本体600对应的位置。第一通孔210可以为一个，也可以为多个，例如3个或4个等。当第一通孔210为多个时，沿着护套200的周向设置。

开关本体300与护套200的另一端固定连接，用于将桥式同心配水器内的水注入到地层。开关本体300具有出水通道310和过液通道320，出水通道 310将桥式同心配水器内部和地层导通。过液通道320用于将桥式同心配水器内的水传入到下一级配水器。在测调仪在桥式同心配水器内作业时，由于桥式同心配水器内的水可以通过过液通道320流入到下一级配水器，因此不对下一层桥式同心配水器注水产生干扰。具体的，如图1和图4所示，开关本体300与护套200的另一端螺纹连接，即与如图1所示的护套200下端连接。开关本体300包括多个出水通道310和过液通道320，出水通道310和过液通道320交替设置。在本实施中开关本体300包括4个出水通道310和4个过液通道20。出水通道310的出口311设置在开关本体300外壁上。开关本体 300为环状结构，环状结构的中心孔可以供水流过，同时用于与旋转芯800转动连接。可选的，开关本体300和护套200连接位置设置密封圈。

可选的，如图4所示，开关本体300上设置限制旋转芯800转动的限位销330。限位销330可以限制旋转芯的旋转角度，防止堵塞过液通道320。

第二接头400与开关本体300远离护套200的一端固定连接，用于与下层的油管连通。固定连接可以为螺纹连接、焊接。具体的，第二接头400设置外螺纹，开关本体300与第二接头400配合的端部设置与外螺纹配合的内螺纹。

防旋套500设置于护套200内，用于定位测调仪，在测调仪工作时防止测调仪相对桥式同心配水器转动。防旋套500具有容纳测调仪的中心通道。防旋套500和护套200之间具有与开关本体300导通的注水通道。防旋套500 管壁上设置第二通孔510，第二通孔510的位置与测压本体600的位置对应。具体的，如图1和图2所示，防旋套500设置有定位台阶520和定位槽530。定位台阶520设置在防旋套500靠近第一接头100的一端。定位槽530设置在防旋套500的内壁上，并靠近定位台阶520，测调仪作业时，测调仪上的定位爪落到定位台阶520上，同时测调仪上的防旋臂插入到定位槽530内。定位台阶520主要用于对井下作业的测调仪轴向定位，定位槽530主要用于防止井下作业的测调仪旋转，即起到径向定位的作用。定位槽530可以为多个，具体数量与测调仪的防旋臂对应。防旋套500上设置第二通孔510，第二通孔 510的数量可以为多个，例如2个或3个，多个第二通孔510可以沿防旋套 500周向设置，在此不做具体限定。第二通孔510用于与测压本体600的传压通道610连通，将地层静压传到中心通道的测调仪。第二通孔510可以通过设置于防旋套500外壁周向上设置的第一凹槽540与传压通道出口6112连通。当然，第一凹槽540也可以设置在测压本体600上，在此不做具体限定。

测压本体600固定于护套200和防旋套500之间，测压本体600上设置有传压通道610及控制传压通道610开关的开关组件620。传压通道610的两端分别与护套200上第一通孔210和防旋套500上的第二通孔510导通，以将地层静压传输到中心通道供测调仪测量。

具体的，如图1-图3所示，测压本体600为环状结构。测压本体600的外壁与护套200螺纹连接，测压本体600的内壁与防旋套500焊接。测压本体600与护套200和防旋套500的固定连接方式不做具体限定。测压本体600 上设置传压通道610，传压通道入口6111设置于测压本体600外径面，传压通道出口6112设置于测压本体600内径面。传压通道入口6111和传压通道出口6112交错设置。当然也可以同心设置，在本实施例不做具体限定。测压本体600的外径面周向上设置第二凹槽630，第二凹槽630的位置与传压通道 610的入口的位置对应，第一通孔210通过第二凹槽630与传压通道610入口连通。当然，第二凹槽630也可以设置在护套200的内壁上，在此不做具体限定。进一步的，在传压通道入口6111沿轴向方向的前后位置设置第一密封结构640，第一密封结构640可以设置在护套200和测压本体600二者之一上。在传压通道出口6112沿轴向方向的前后位置设置第二密封结构550，第二密封圈可以设置在防旋套500和测压本体600二者之一上。第一密封结构640 和第二密封结构550为密封圈。

传压通道610包括与第一通孔210和第二通孔510导通的径向通道611 和与径向通道611导通且开口朝向旋转套700的轴向通道612，开关组件620 设置在轴向通道612内。开关组件620包括泄压阀杆621和第一弹性件622，泄压阀杆621具有伸出轴向通道612并与旋转套700配合打开传压通道610 的伸出端，泄压阀杆621靠近伸出端的位置与测压本体600密封连接，第一弹性件622用于使泄压阀杆621复位。

具体的，如图2所示，轴向通道612为设置于测压本体600上的T型孔，即轴向通道612包括孔径较小的第一部分和孔径较大的第二部分，第一部分与传压通道入口6111连通，第二部分与传压通道出口6112。泄压阀杆621中间位置设置第一台阶，泄压阀杆621伸出第一部分，第一台阶具有与第一部分配合用于限制泄压阀杆621运动并密封第一部内部开口的配合面。第一弹性件622为弹簧，套设于泄压阀杆621上并一端与第一台阶抵接，第一弹性件622的另一端抵接与轴向通道612的底部，即测压本体600上。泄压阀杆 621靠近伸出端的位置通过第三密封结构650与测压本体600密封连接。泄压阀杆621位于第一部分的部分设置有第三凹槽6212，第三凹槽6212用于在第一台阶的配合面脱离第一部时使传压通道入口6111和第二部分连通。可选的，第三凹槽6212远离伸出端的端部设置第四密封结构660。在本实施例中第三密封结构和第四密封结构均为密封圈。

在一些实施方式中，轴向通道612贯通测压本体600，泄压阀杆621远离伸出端的部分与测压本体600密封连接。具体的，如图2所示，泄压阀杆621 侧壁和测压本体600之间设置密封塞670，第一弹性件622抵接在密封塞670 上。泄压阀杆621上还可以设置第五密封结构680，用于密封泄压阀杆621和密封塞670之间的间隙。第五密封结构为密封圈。

在一些实施方式中，注水通道至少部分设置于测压本体600上。具体的，如测压本体600上设置沿轴线方向贯通测压本体600的第四通孔680，第四通孔680与注水通道导通。及第四通孔680构成部分第一驻水通道。具体的，图3所示，第四通孔为沿着测压本体600的轴向设置，数量可以为5、6或7 个，第四通孔的孔径和数量根据实际需求设置，在此不做限定。当然，如图5 所示，测压本体600为弧状，测压本体600可以只设置传压通道610和开关组件620，测压本体600占据防旋套500和护套200之间的部分的空间，即测压本体600、防旋套500和护套200之间形成注水通道。

旋转套700，转动连接于防旋套500和旋转芯800之间，旋转套700内具有可容纳测调仪的中心通道。旋转套700内壁设置有用于与测调仪调节臂配合第一调节槽721。具体的，如图1所示，旋转套700套设于防旋套500和旋转芯800外壁上，旋转套700靠近旋转芯800的位置设置第一调节槽721，第一调节槽721的数量与测调仪的调节臂匹配。防旋套500外壁上设置于泄压阀杆621配合的碰块750，碰块750具有容纳伸出端的凹槽，凹槽底部具有斜面，当旋转套700带动碰块750转动时，碰块750可以使泄压阀杆621沿远离旋转套700的方向运动，进而使第三凹槽6212和第二部分导通。

旋转芯800，用于与开关本体300配合注水，调节开关本体300出水通道 310入口的大小。具体的，如图1所示，旋转芯800包括第三套管810、设置于第三套管810外壁的开关块820和设置于第三套管810内壁的第二调节槽 830。第三套管810分别与旋转套700和开关本体300转动连接。第二调节槽 830用于与测调仪的调节臂配合使第三套管810转动。开关块820沿着第三套管810的周向设置，其数量与注水通道对应，用于在第三套管810的带动下调节出水通道310入口的大小。

本实施例提供的桥式同心配水器具体工作原理如下：

每个注水层对应一个桥式同心配水器。当需要调节当前层注水量时，与之桥式同心配水器配套的测调仪通过电缆下入到桥式同心配水器内，测调仪上的定位爪落到防旋套500的定位台阶520上，同时测调仪上的防旋臂插入防旋套500的定位槽530内。测调仪上的调节臂插入旋转芯800的第二调节槽830内，电机运行带动旋转芯800旋转，开关块820控制开关主体上出水通道310入口的开度，进而调节配水器出水孔的出水量；同时没有进入地层的水通过开关主体上的过液通道320进入下一级桥式同心配水器，这样就保证了本层测调时不影响其他层注水。

当需要测量本层地层静压时，测调仪上的电机运行带动调节臂重新插入到旋转套700第一调节槽721中，同时让测调仪上的两个皮碗分别密封防旋套500上的第二通孔510两侧。调节臂转动带动碰块750的斜面缓慢旋转，逐渐下压位于泄压阀杆621，使得泄压阀杆621克服第一弹性件622的预紧力向上运动，让出传压通道610，使得第三凹槽6212与第二部分导通；管外环空的带压液体顺着护套200上的第一通孔210、测压本体600上的传压通道610和防旋套500上的第二通孔510进入皮碗密封形成的环空，从而可以实现地层静压测压测量；由于进行该项作业时，流经本层和下一级配水器的水从注水通道通过，因此不会对注水造成影响，大大提高了注水作业的稳定性。

以上只是本实施例提供的桥式同心配水器在测量地层静压的工作原理，本实施例提供的桥式同心配水器也可以实现注水量测调和封隔器验封同时进行，在此不做具体说明。

本实用新型实施例通过在桥式同心配水器内设置测压本体600，测压本体 600上设置有将地层静压传输到中心通道供测调仪测量的传压通道610，护套 200和防旋套500之间具有注水通道，这样在测调仪定位在防旋套500的中心通道内时，配水器内的水可以通过注水通道注入到开关本体300内，不对本层和下一层的注水产生影响。当需要测量地层静压时，测调仪上的调节套驱动旋转套700旋转，旋转套700与开关组件620配合打开传压通道610，使得地层静压能够传入到测调仪的进行地层静压测量，同时，由于旋转套700和旋转芯800之间为转动连接，所以旋转套700转动时，不会影响到旋转芯800，即不会影响开关本体300向地层注水。因此，本实用新型实施例提供的桥式同心配水器可以实现一次下井完成测调和地层静压测试作业，不需要注水量调节和地层静压测量分两次作业，大大提升了作业效率。

在一示例性实施例中，本实施例公开的桥式同心配水器的旋转套700包括第一套管710、与第一套管710套接的第二套管720和抵接于第一套管710 和第二套管720之间的第二弹性件730，第二套远离第二弹性件730的一端与旋转芯800抵接，第一套管710远离第二套管720的一端与防旋套500转动连接，第一套管710设置第一限位结构712，第二套管720设置第二限位结构 722，第一限位结构712和第二限位结构722配合限制第一套管710和第二套管720相对转动。

具体的，如图1所示，第一套管710靠近防旋套500的一端与防旋套500 套接，并抵接在测压本体600上，第一套管710的另一端与旋转芯800套接。第二套管720设置于第一套管710内，第二套管720靠近旋转芯800的一端与旋转芯800抵接。第二弹性件730为弹簧。第一套管710内设置有固定结构711，弹簧的一端与固定结构711抵接，另一端与第二套管720远离旋转芯 800的端部抵接。固定结构711可以为第二台阶，也可以为设置在第一套管 710内的凸起。通过第二弹性件730的预紧力，可以使第二套管720始终压在旋转芯800上，使二者保持良好接触。其中，第二弹性件730也可以为弹性橡胶，在此不做具体限定。当然，第二套管720可以不设置在第一套管710 内，第二套管720部分可以伸出第一套管710，伸出第一套管710的部分套接在旋转芯800上，第二套管720内设置有与旋转芯800抵接的固定部，固定部可以为第三台阶，也可以为设置在第二套管720内的凸起。

为了防止第一套管710和第二套管720间相对转动，第一套管710设置有第一限位结构712，第二套管720设置有第二限位结构722，第一限位结构 712为腰型孔，腰型孔对称设置在第一套管710上且沿桥式同心配水器轴线方向延伸，轴线方向为图1的竖直方向。第二限位结构722为穿过腰型孔的限位件，限位件可以焊接在第二套管720上，也可以螺纹连接在第二套管720 上。当然，第一限位结构712也可以为沿轴线方向延伸的凹槽或导轨二者中的一个，第二限位结构722为沿轴线方向延伸的凹槽或导轨二者中的另一个。第一限位结构712和第二限位结构722的具体形式在本实施例不做具体限定。

进一步的，固定结构711和第二弹性件730之间设置垫片740。垫片740 可以为铜环，也可以为其他的材料制成，例如聚四氟乙烯等。垫片740起到扶正第二弹性件730和减少第二弹性件730和第一套管710之间摩擦的作用。

进一步的，第一套管710或第二套管720上设置第一调节槽721，第一调节槽721用于与测调仪的调节臂配合使旋转套700旋转。第一调节槽721的具体数量和设置位置根据测调仪进行配置。由于第一套管710和第二套管720 间的径向相对位置不发生变化，所以第一调节槽721可以设置在第一套管710 内也可以设置在第二套管720内。

本实施例通过将旋转套700设置为第一套管710和第二套管720，并在第一套管710和第二套管720间设置第二弹性件730，第二弹性件730的预紧力可以使第一套管710和第二套管720分别抵接在与其配合的本体上，并保持良好接触。

在一示例性实施例中，本实施例公开了一种桥式同心配水器，还包括封闭件900和第三弹性件910。

具体的，如图1所示，封闭件900为活动凡尔，封闭件套设于开关本体 300外侧。第三弹性件910一端与封闭件900抵接，另一端与设置在第二接头 400上的抵接结构410抵接。第三弹性件910为弹簧。当出水通道310的入口打开时，油管内的压力超过管外环空的压力到一定值时，克服第三弹性件910 弹力，使封闭件900下移，油管内的高压水从开关本体300的出水通道310 的出口311流出；同时没有进入地层的水通过开关本体300上的过液通道320 进入下一级配水器，这样就保证了本层测调时不影响其他层注水。当油管内压力与管外环空的压差小于一定值时，在第三弹性件910使得封闭件900复位，防止地层水倒流，起到了单流截止作用。

进一步的，封闭件900上设置第六密封圈930，第六密封圈930设置于封闭件900和开关本体300之间，并位于出水通道310的出口311靠近第二接头400的一侧。第六密封圈930用于密封封闭件900和开关本体300之间的间隙。

进一步的，第二接头400上的抵接结构410可以为螺套，通过螺套的上下移动，可以调节第三弹性件910的预紧力。

进一步的，第三弹性件910和封闭件900之间可以设置挡片920，进而增加第三弹性件910的稳定性，减少第三弹性件910和封闭件900之间的磨损。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (12)

1.一种桥式同心配水器，包括依次连接的第一接头、护套、开关本体和第二接头，在所述护套内设置有用于定位测调仪的防旋套，其特征在于，还包括固定于所述护套和防旋套之间测压本体，用于与所述开关本体配合注水的旋转芯，以及连接于所述防旋套和旋转芯之间的旋转套，所述防旋套和护套之间具有与所述开关本体导通的注水通道，所述防旋套和旋转套内具有可容纳测调仪的中心通道；

所述测压本体上设置有传压通道及控制所述传压通道开关的开关组件，所述传压通道的两端分别与所述护套上第一通孔和防旋套上的第二通孔导通，以将地层静压传输到所述中心通道供所述测调仪测量；

所述旋转套，用于在测调仪的驱动下相对所述防旋套旋转，带动所述开关组件开关所述传压通道。

2.根据权利要求1所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述传压通道入口和传压通道出口同心设置或交错设置。

3.根据权利要求1所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述传压通道包括与所述第一通孔和第二通孔导通的径向通道和与所述径向通道导通且开口朝向所述旋转套的轴向通道，所述开关组件设置在所述轴向通道内。

4.根据权利要求3所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述开关组件包括泄压阀杆和第一弹性件，所述泄压阀杆具有伸出所述轴向通道并与所述旋转套配合使所述泄压阀杆打开传压通道的伸出端，所述泄压阀杆靠近所述伸出端的位置与测压本体密封连接，所述第一弹性件用于使所述泄压阀杆复位关闭传压通道。

5.根据权利要求4所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述轴向通道贯通所述测压本体，所述泄压阀杆远离伸出端的端部与测压本体的通过密封塞密封连接，所述第一弹性件抵接于密封塞和泄压阀杆上的第一台阶之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述旋转套包括第一套管、与第一套管套接的第二套管和抵接于第一套管和第二套管之间的第二弹性件，所述第二套远离所述第二弹性件的一端与所述旋转芯抵接，所述第一套管远离所述第二套管的一端与所述防旋套转动连接，所述第一套管设置第一限位结构，所述第二套管设置第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构配合限制第一套管和第二套管相对转动。

7.根据权利要求6所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述第二套管设置于所述第一套管内，所述第一套管与所述旋转芯套接，所述第一套管内设置有与所述第二弹性件抵接的固定结构。

8.根据权利要求7所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述固定结构和第二弹性件之间设置垫片。

9.根据权利要求6所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述第一限位结构为沿桥式同心配水器轴线方向延伸的腰型孔，所述第二限位结构为穿过所述腰型孔的限位件；

或所述第一限位结构为沿所述轴线方向延伸的凹槽或导轨二者中的一个，所述第二限位结构为沿所述轴线方向延伸的凹槽或导轨二者中的另一个。

10.根据权利要求1所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述旋转芯包括第三套管、设置于第三套管外壁的开关块和设置于第三套管内壁的第二调节槽，所述第三套管分别于所述旋转套和开关本体转动连接，所述第二调节槽用于与测调仪的调节臂配合使所述第三套管转动，所述开关块用于在第三套管的带动下调节所述开关本体出水通道的入口大小。

11.根据权利要求1所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述注水通道至少部分设置于所述测压本体上。

12.根据权利要求11所述的桥式同心配水器，其特征在于：所述测压本体为环状结构，所述测压本体上设置沿轴线方向贯通测压本体的第四通孔，所述第四通孔与所述注水通道导通。

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