CN215429667U

CN215429667U - 一种直通平衡压可调水嘴

Info

Publication number: CN215429667U
Application number: CN202121400421.5U
Authority: CN
Inventors: 吕应柱; 张永莉; 蔡凯华; 田庚
Original assignee: Xian Luoke Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Luoke Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2031-06-23

Abstract

本实用新型公开了一种直通平衡压可调水嘴，该水嘴设置在下接头一侧并且用于控制进水口和出水口之间的导通状态，该水嘴包括筒体、后端丝杠传动组件、开度调整机构；所述筒体内沿轴向从上倒下依次设置后端丝杠传动组件、开度调整机构，所述筒体和开度调整机构之间设置有平衡压腔，所述平衡压腔通过筒体上的导压孔、下接头上对应位置的平衡压孔与下接头的中心通道连通；所述开度调整机构与后端丝杠传动组件连接，用于在后端丝杠传动组件带动下上下移动改变进水口和出水口之间的导通状态。本实用新型的直通式可调水嘴没有差压力，电机负载小，且水嘴流道为直通式，由水嘴前端进水，大大减少了堵塞风险。

Description

一种直通平衡压可调水嘴

技术领域

本实用新型属于油田智能注水领域，具体涉及一种直通平衡压可调水嘴。

背景技术

智能分层注水工艺是近几年逐渐兴起的一种注水新工艺，对油田增产有着重要意义，该项工艺采用的主要设备是集成式智能配水器，该设备集成了测调、验封、测量等功能于一体，大大提高了工作效率，节省了人力物力成本。在智能配水器中，最为关键的部件就是可调水嘴。通过程序和电路对可调水嘴的电机进行控制，即可实现开关和开度大小的调节，进而实现配注流量的调节。

之前的可调水嘴主要分为三种。

第一种是活塞式平衡压水嘴，该水嘴依靠丝杠将电机的旋转运动变为往复运动，并通过拉杆连接陶瓷体一同运动，实现水嘴的开关和调节，该结构在水嘴前端留置了空气腔用于平衡井下压力产生的压差力，但同时也阻断了水嘴前端的流道，使水流只能从陶瓷体后端绕流，并经过中间的环形空间后再流出，其流道复杂，空间间隙小，容易堵塞。

第二种是半平衡压结构，该结构水嘴陶瓷体前后均为井下流体，压力相等，通过根部密封且用推力轴承固定的丝杠带动陶瓷体往复运动，其水嘴前端为进水口，流道直接，不易堵塞，但传递运动的丝杠也浸泡在流体中，容易发生砂卡，且压差力会作用在丝杠及推力轴承上，加大了电机的负载。

最后一种为旋转阀片式结构，其与第二种结构类似，但没有传动丝杠，依靠电机带动旋转阀片旋转，对固定阀片上的过流孔进行开关和遮蔽，实现调节作用，该水嘴结构简单，但两个阀片属于硬密封，需要较大预紧力，同时水嘴非平衡压结构，电机负载很大，经常出现调不动的情况，另外阀片易磨损，寿命有限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种直通平衡压可调水嘴。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种直通平衡压可调水嘴，该水嘴设置在下接头一侧并且用于控制进水口和出水口之间的导通状态，该水嘴包括筒体、后端丝杠传动组件、开度调整机构；

所述筒体内沿轴向从上倒下依次设置后端丝杠传动组件、开度调整机构，所述筒体和开度调整机构之间设置有平衡压腔，所述平衡压腔通过筒体上的导压孔、下接头上对应位置的平衡压孔与下接头的中心通道连通；

所述开度调整机构与后端丝杠传动组件连接，用于在后端丝杠传动组件带动下上下移动改变进水口和出水口之间的导通状态。

上述方案中，所述后端丝杠传动组件包括减速电机、连轴丝杠，所述减速电机的电机输出轴与连轴丝杠连接，所述连轴丝杠与开度调整机构连接。

上述方案中，还包括开度计数组件，所述开度计数组件设置在筒体和后端丝杠传动组件之间的位置，用于计数后端丝杠传动组件的正转或者翻转圈数、以及确定当前开度。

上述方案中，所述开度计数组件包括圈数计数模块、行程控制模块，所述圈数计数模块设置在连轴丝杠的上端位置，用于感应记录连轴丝杠的旋转圈数和大致角度，所述行程控制模块设置在连轴丝杠的上下两侧用于确定进水口和出水口之间的导通状态为全开或者全闭，所述行程控制模块还与圈数计数模块连接，用于在进水口和出水口之间的导通状态为全开时，向圈数计数模块发送清零指令。

上述方案中，所述圈数计数模块包括磁钢、霍尔元件，所述磁钢设置在连轴丝杠上端的侧壁，所述霍尔元件设置在筒体上。

上述方案中，所述行程控制模块包括行程架、上行程开关、下行程开关、限位块，所述连轴丝杠的上下两端通过行程架设置在筒体内，所述行程架的上下两侧分别设置上行程开关、下行程开关，所述限位块位于上行程开关、下形成开关之间并且设置在连轴丝杠上；所述行程开关与霍尔元件连接。

上述方案中，所述开度调整机构包括传动丝杠、推力杆，所述传动丝杠的上端与后端丝杠传动组件的连轴丝杠连接，下端与推力杆连接，所述推力杆通过上下移动改变出水口的导通状态。

上述方案中，所述传动丝杠与筒体之间形成平衡压腔，所述推力杆的上端套设在传动丝杠上并且两者之间形成第一空气腔，所述推力杆与筒体之间形成第二空气腔，所述第一空气腔和第二空气腔通过推力杆上的通气孔连通。

上述方案中，所述推力杆和传动丝杠之间设置第一密封圈，所述推力杆与筒体之间位于第二空气腔的上下两侧位置分别设置有第二密封圈、第三密封圈。

上述方案中，所述推力杆位于第三密封圈下侧依次套设压环、防冲刷套并且端部设置压套，所述筒体位于出水口的下侧设置水嘴密封圈，所述筒体的下端设置进水接头。

与现有技术相比，本实用新型的直通式可调水嘴没有差压力，电机负载小，且水嘴流道为直通式，由水嘴前端进水，大大减少了堵塞风险。

附图说明

此处所说明的附图用来公开对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供一种直通平衡压可调水嘴的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供一种直通平衡压可调水嘴中的局部示意图；

图3是本实用新型安装在智能配水器下接头上的安装示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本实用新型实施例提供一种直通平衡压可调水嘴，该水嘴设置在下接头5一侧并且用于控制进水口51和出水口52之间的导通状态，如图1所示，该水嘴包括筒体1、后端丝杠传动组件2、开度调整机构3；

所述筒体1内沿轴向从上倒下依次设置后端丝杠传动组件2、开度调整机构3，所述筒体1和开度调整机构3之间设置有平衡压腔4，所述平衡压腔4通过筒体1上的导压孔、下接头5上对应位置的平衡压孔53与下接头5的中心通道连通；

所述开度调整机构3与后端丝杠传动组件2连接，用于在后端丝杠传动组件2带动下上下移动改变进水口51和出水口52之间的导通状态。

所述后端丝杠传动组件2包括减速电机21、连轴丝杠22，所述减速电机21的电机输出轴211与连轴丝杠22连接，所述连轴丝杠22与开度调整机构3连接。

还包括开度计数组件6，所述开度计数组件6设置在筒体1和后端丝杠传动组件2之间的位置，用于计数后端丝杠传动组件2的正转或者翻转圈数、以及确定当前开度。

所述开度计数组件6包括圈数计数模块61、行程控制模块62，所述圈数计数模块61设置在连轴丝杠22的上端位置，用于感应记录连轴丝杠22的旋转圈数和大致角度，所述行程控制模块62设置在连轴丝杠22的上下两侧用于确定进水口51和出水口52之间的导通状态为全开或者全闭，所述行程控制模块62还与圈数计数模块61连接，用于在进水口51和出水口52之间的导通状态为全开时，向圈数计数模块61发送清零指令。

所述圈数计数模块61包括磁钢611、霍尔元件612，所述磁钢611设置在连轴丝杠22上端的侧壁，所述霍尔元件612设置在筒体1上。

所述行程控制模块62包括行程架621、上行程开关622、下行程开关623、限位块624，所述连轴丝杠22的上下两端通过行程架621设置在筒体1内，所述行程架621的上下两侧分别设置上行程开关622、下行程开关623，所述限位块624位于上行程开关622、下形成开关623之间并且设置在连轴丝杠22上；所述行程开关622与霍尔元件612连接。

所述减速电机21通过电机螺钉212固定在电机座213上。所述电机座213通过螺纹连接拧紧在行程架上端，两者用螺钉防转。连轴丝杠22上安装有磁钢611的部分被限位在电机座213和行程架621之间，能够自由旋转但不允许轴向移动，以保证限位块624反馈位置的准确性。

所述行程架621上端与磁钢611对应位置安装有霍尔元件612，当连轴丝杠22转动时可通过磁钢611和霍尔元件612的感应记录旋转圈数和大致角度。

所述减速电机21的电机输出轴211伸入到连轴丝杠22的尾端与其一同转动。当连轴丝杠22转动时，限位块624将上下移动，通过调整后，当限位块624与上行程开关622接触时水嘴为全开位置，当限位块624与下行程开关622接触时，水嘴为全关位置。所述连轴丝杠22的螺纹只传递运动不传递力，所以其螺距可以设置为小螺距(例如1mm)以缩短长度。

所述开度调整机构3包括传动丝杠31、推力杆32，所述传动丝杠31的上端与后端丝杠传动组件2的连轴丝杠22连接，下端与推力杆3连接，所述推力杆3通过上下移动改变出水口52的导通状态。

所述传动丝杠31上还设置有推力轴承311，所述推力轴承311承受传动丝杠31运动时产生的轴向力，传动丝杠31的螺纹为大间隙的梯形螺纹，能够补偿各个零件的同轴度的误差。所述传动丝杠31、连轴丝杠22随减速电机21的电机输出轴211一同转动。

所述传动丝杠31与筒体1之间形成平衡压腔4，所述推力杆32的上端套设在传动丝杠31上并且两者之间形成第一空气腔321，所述推力杆32与筒体1之间形成第二空气腔322，所述第一空气腔321和第二空气腔322通过推力杆32上的通气孔323连通。

所述推力杆32和传动丝杠31之间设置第一密封圈33，所述推力杆32与筒体1之间位于第二空气腔322的上下两侧位置分别设置有第二密封圈34、第三密封圈35。

所述推力杆32位于第三密封圈35下侧依次套设压环36、防冲刷套37并且端部设置压套38，所述筒体1位于出水口52的下侧设置水嘴密封圈39，所述筒体1的下端设置进水接头11。

所述推力杆32的中间加工有梯形母扣，与传动丝杠31形成丝杠传动副。

所述推力杆32的下端进入到水嘴密封圈39时，水嘴为全关状态(如图1)，当所述推力杆32从水嘴密封圈39脱出并向上运动时，通过改变出水口52的遮挡大小来对流量进行调节，运动到最上方，对出水口52完全不遮挡时水嘴为全关状态。

如图2所示，筒体1与推力杆32密封的部位直径为d1，推力杆32的下端直径为d2，第二空气腔322的环形面积为S1。三者等效面积必须相等，即:

本实用新型通过两个空气腔来实现可调水嘴在井下所受压差力的平衡，降低电机负载，两个空气腔均位于出水口52的后端，使进水口51可直接位于水嘴前端并形成直通式流道，大大降低砂卡风险。

当给出水嘴调节命令，主控电路控制减速电机21正转，电机输出轴211带动连轴丝杠22和传动丝杠31转动，推力杆32向上移动打开水嘴。所述连轴丝杠22转动时，磁钢611经过霍尔元件612时，记录一个计数值，用于计算水嘴开度。所述推力杆32运动时，井下液体从平衡压孔53进入到平衡压腔4，各零部件均处于平衡压状态，传动丝杠31被全密封，水流按照图3所示流道直接流出。

当限位块624碰到上行程开关621时，水嘴为全开状态，停止运动并将霍尔元件612计数值清零，消除传动累计误差。

当关闭水嘴或调小流量时，控制减速电机21反向转动，动作过程与开水嘴相似。

当水嘴短节处于外界压力下，无论其如何往复运动，其各个部件均处于平衡压状态下，不承受额外压差力，降低了丝杠受力及电机负载。

水嘴工作时，水流从底部的进水接头11进入，从出水口52排出，整个流道内没有零件阻挡，没有缩颈环空等易造成堵塞的结构，大大降低了堵塞风险。

即便空气腔密封发生渗漏，第一密封圈33、第二密封圈34、第三密封圈35进行二次密封，液体不会流入到仪器内部；同时由于第一空气腔321和第二空气腔322相互连通，能够容纳较多的液体，微小渗漏不影响仪器正常工作。

本实用新型的过流通道面积大，能够使用在流量较大的环境。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种直通平衡压可调水嘴，该水嘴设置在下接头一侧并且用于控制进水口和出水口之间的导通状态，其特征在于，该水嘴包括筒体、后端丝杠传动组件、开度调整机构；

2.根据权利要求1所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述后端丝杠传动组件包括减速电机、连轴丝杠，所述减速电机的电机输出轴与连轴丝杠连接，所述连轴丝杠与开度调整机构连接。

3.根据权利要求2所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，还包括开度计数组件，所述开度计数组件设置在筒体和后端丝杠传动组件之间的位置，用于计数后端丝杠传动组件的正转或者翻转圈数、以及确定当前开度。

4.根据权利要求3所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述开度计数组件包括圈数计数模块、行程控制模块，所述圈数计数模块设置在连轴丝杠的上端位置，用于感应记录连轴丝杠的旋转圈数和大致角度，所述行程控制模块设置在连轴丝杠的上下两侧用于确定进水口和出水口之间的导通状态为全开或者全闭，所述行程控制模块还与圈数计数模块连接，用于在进水口和出水口之间的导通状态为全开时，向圈数计数模块发送清零指令。

5.根据权利要求4所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述圈数计数模块包括磁钢、霍尔元件，所述磁钢设置在连轴丝杠上端的侧壁，所述霍尔元件设置在筒体上。

6.根据权利要求5所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述行程控制模块包括行程架、上行程开关、下行程开关、限位块，所述连轴丝杠的上下两端通过行程架设置在筒体内，所述行程架的上下两侧分别设置上行程开关、下行程开关，所述限位块位于上行程开关、下形成开关之间并且设置在连轴丝杠上；所述行程开关与霍尔元件连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述开度调整机构包括传动丝杠、推力杆，所述传动丝杠的上端与后端丝杠传动组件的连轴丝杠连接，下端与推力杆连接，所述推力杆通过上下移动改变出水口的导通状态。

8.根据权利要求7所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述传动丝杠与筒体之间形成平衡压腔，所述推力杆的上端套设在传动丝杠上并且两者之间形成第一空气腔，所述推力杆与筒体之间形成第二空气腔，所述第一空气腔和第二空气腔通过推力杆上的通气孔连通。

9.根据权利要求8所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述推力杆和传动丝杠之间设置第一密封圈，所述推力杆与筒体之间位于第二空气腔的上下两侧位置分别设置有第二密封圈、第三密封圈。

10.根据权利要求9所述的直通平衡压可调水嘴，其特征在于，所述推力杆位于第三密封圈下侧依次套设压环、防冲刷套并且端部设置压套，所述筒体位于出水口的下侧设置水嘴密封圈，所述筒体的下端设置进水接头。