專利名稱：對接式電動找堵水裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油開采電動找堵水裝置。
背景技術：
在油井開采的后期由于含油量減小，需注水驅油開采，這樣就使油層含水 量增大。為了增加產量、提高出油率、實現控水穩油，通過找堵水裝置對各個
油層進行分層找堵水。在現有堵水技術中，如公開號為CN 1554855A
公開日
為2004年12月15日、名稱為"一種油井找水堵水方法"的中國專利申請公 開了一種能接收地面壓力信號的壓控開關器的堵水管柱，通過地面增壓設備對 各層壓控開關器發出與其"開"、"關"相對應的壓力信號從而控制壓控開關器 的打開或關閉，實現找水堵水。該堵水管柱由于需要壓控開關器隨油管下井， 對這個裝置的密封性要求高，且在下井過程中易對設備造成損壞，可靠性較差， 實用性不強。其它的電動找堵水技術的方法還在探索之中，現有的電動找堵水 裝置普遍存在一個問題即大多數電動找堵水裝置均通過電纜為千米多深的井 下設備提供電力和信號，需要將電纜固定在井下，這樣電纜很容易損傷或斷裂， 從而造成整個裝置無法工作，且無法維修，給油田帶來很大經濟損失，再加上 裝置中的電路和電機部分長期在井下高溫、高壓、強腐蝕的環境中易損壞使得 整個裝置在井下實際工作環境下很不可靠。
發明內容
本發明的目的是為解決現有電動找堵水裝置需要將電纜固定在千米多深 的井下，進而存在電纜易損傷或斷裂，造成整個裝置無法工作，且無法維修， 給油田帶來很大經濟損失以及裝置中的電機長期在井下高溫、高壓、強腐蝕的 環境中作業，易造成損壞的問題，進而提供一種對接式電動找堵水裝置。
本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是所述找堵水裝置由對接 桿、井下堵水器、電機、減速器、聯軸器和對接套組成；所述對接桿包括対接 桿主體、第一導向塊、第二導向塊、彈簧、導向塊銷軸、第一扭簧、上彈出桿、 第一銷軸、下彈出桿和第二銷軸；對接桿主體上沿長度方向開有與上彈出桿和 下彈出桿相配合的長槽，所述長槽上端的對接桿主體上設有與長槽相通的穿線 孔，長槽下端的對接桿主體上沿長度方向開有長孔，所述長孔內裝有第一導向
塊和第二導向塊，所述第一導向塊的上端和第二導向塊的上端與固定在長孔內
壁上的導向塊銷軸鉸接，第一導向塊的下端和第二導向塊的下端通過彈簧彈性 連接，所述第一銷軸固裝在長槽上端的內壁上，所述上彈出桿的上端與第一銷 軸鉸接，所述第一扭簧的一端與長槽的內壁固接，第一扭簧的另一端繞過第一 銷軸與上彈出桿固接，上彈出桿的下端與下彈出桿的上端通過第二銷軸鉸接，
下彈出桿的下端腔內固裝有電機，電機的動力輸出軸與減速器的輸入軸傳動連 接，減速器的輸出軸通過聯軸器與對接套的上端傳動連接，對接套下端的對接 孔的形狀與井下堵水器的對接頭的形狀相匹配，所述上彈出桿上設有軸向中心 孔，所述下彈出桿上設有內臺肩孔。
本發明的有益效果是 一、采用活動式的對接桿實現油井各層堵水機械部 分閥口的開閉，對接桿可以被拉到地面上，不必將很長的電纜和油管一起固定 在井下，避免了對電纜的損傷，保證了找堵水裝置能正常工作。二、由于電機 被封裝在下彈出桿下端腔內，不用長期處在油液環境中，對密封性要求降低， 且對接桿可以自由活動到地面，出現故障時方便維修。三、 一個對接桿可重復 與各個不同油層的堵水機械部分對接，只需一個電機和一套電路即可，成本大 大降低。
圖1是本發明的對接式電動找堵水裝置井下工作環境示意圖，圖2是對接
桿50的主視剖視圖，圖3是對接桿主體5的左視圖，圖4是井下堵水器45 的主視剖視圖，圖5是圖4的A-A剖視圖，圖6是本發明的對接式電動找堵 水裝置的對接結構示意圖，圖7是本發明的對接式電動找堵水裝置的對接桿 50下到其它油層的結構示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結合圖2 圖4及圖6說明本實施方式，本實施方式的 找堵水裝置由對接桿50、井下堵水器45、電機l、減速器2、聯軸器3和對接 套4組成；所述對接桿50包括對接桿主體5、第一導向塊6、第二導向塊7、 彈簧8、導向塊銷軸9、第一扭簧IO、上彈出桿ll、第一銷軸12、下彈出桿 13和第二銷軸14;所述對接桿主體5為圓柱體，對接桿主體5上沿長度方向 開有與上彈出桿11和下彈出桿13相配合的長槽16，所述長槽16上端的對接 桿主體5上設有與長槽16相通的穿線孔17，長槽16下端的對接桿主體5上
沿長度方向開有長孔18，所述長孔18內裝有第一導向塊6和第二導向塊7， 所述第一導向塊6的上端和第二導向塊7的上端與固定在長孔18內壁上的導 向塊銷軸9鉸接，第一導向塊6的下端和第二導向塊7的下端通過彈簧8彈性 連接，所述第一銷軸12固裝在長槽16上端的內壁上，所述上彈出桿11的上 端與第一銷軸12鉸接，所述第一扭簧10的一端與長槽16的內壁固接，第一 扭簧10的另一端繞過第一銷軸12與上彈出桿11固接，上彈出桿11的下端與 下彈出桿13的上端通過第二銷軸14鉸接，下彈出桿13的下端腔內固裝有電 機1，電機1的動力輸出軸與減速器2的輸入軸傳動連接，減速器2的輸出軸 通過聯軸器3與對接套4的上端傳動連接，對接套4下端的對接孔19的形狀 與井下堵水器45的對接頭20的形狀相匹配，所述上彈出桿11上設有軸向中 心孔22，所述下彈出桿13上設有內臺肩孔23。本實施方式中的電機1為直流 電機。
本實施方式中，電機1的工作是通過電纜21的一端與地面控制器24連接， 電纜21的另一端通過穿過對接桿主體5上的穿線孔17、上彈出桿11上的軸 向中心孔22以及下彈出桿13上的內臺肩孔23與電機1的輸入端連接實現的。
具體實施方式
二結合圖4 圖7說明本實施方式，本實施方式的井下堵 水器45包括上接頭25、閥座26、下接頭27、墊塊28、對接頭20、絲杠螺母 傳動桿29、滑動閥體30、導向裝置31、定位銷32、軸套33和接頭座34;所 述閥座26的上端和下端分別與上接頭25和下接頭27螺紋連接，閥座26上端 的上接頭25的臺肩孔內裝有墊塊28，閥座26上設有軸向中心通孔35和軸向 通孔36，所述軸向通孔36內裝有軸套33，所述對接頭20通過接頭座34裝在 閥座26的軸向通孔36上端的臺肩孔上，所述對接頭20和絲杠螺母傳動桿29 制成一體，所述絲杠螺母傳動桿29的下端裝在軸套33內，所述絲杠螺母傳動 桿29的下端與滑動閥體30的上端螺紋連接，所述滑動閥體30下端的軸向通 孔的側壁上和軸套33的側壁上相對應位置處分別設有閥口 39，所述軸套33 通過閥口 39與閥座26的軸向中心通孔35相通，所述導向裝置31裝在下接頭 27內，滑動閥體30上端的軸套33的內壁上固裝有定位銷32。本實施方式中 采用滑動閥體30，阻力較小，且堵水效果良好。采用絲杠螺母傳動桿29減速 增力，可用于油層48和油管47間壓差低于8MPa的各種環境，適應性強，此 外，因絲杠螺母傳動桿29本身具有自鎖作用(通過定位銷32)，無論閥口39
處于打開或關閉狀態均能自鎖保持當前位置。其它組成及連接關系與具體實施 方式一相同。
具體實施方式
三本實施方式的墊塊28的橫截面為半圓環形狀，利于對
接桿50的裝入。其它組成及連接關系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四結合圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式的導向裝
置31的上端面為傾斜面，導向裝置31位于上端傾斜面最低點處的側壁上設有 軸向長槽40，利于導向塊的移動。其它組成及連接關系與具體實施方式
二相 同。
具體實施方式
五結合圖4說明本實施方式，本實施方式的井下堵水器
45還包括緩沖塊41;所述緩沖塊41的橫截面半圓環形狀，緩沖塊41固裝在 閥座26上端的上接頭25的臺肩孔內，且緩沖塊41與墊塊28相對設置，緩沖 塊41的里側壁為由上至下向緩沖塊41的外側壁傾斜的斜面42，在對接桿50 下入井下堵水器45內時可起到緩沖的作用。其它組成及連接關系與具體實施
方式二相同。
具體實施方式
六結合圖2說明本實施方式，本實施方式的對接桿50還 包括第二扭簧43和扭簧銷軸44;所述扭簧銷軸44與對接桿主體5上的長槽 16的內壁固接，所述第二扭簧43的一端與對接桿主體5上的長槽16的內壁 固接，第二扭簧43的另一端繞過扭簧銷軸44與上彈出桿11固接，可增大對 上彈出桿ll的拉應力。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
本發明的工作過程是在下油管47作業時，根據需要找堵水的油層48 的位置(如圖l所示)，將一定數量的井下堵水器45、封隔器46以及油管47 串聯在一起，放入井下，使井下堵水器45位于各油層48的射孔段，封隔器 46置于各油層48的射孔段的兩端，然后用高壓泵車打壓使封隔器46坐封，再 將抽油機49與油管47連接后下至相應的位置處。
在油井找水、堵水期間，需要對井下堵水的滑動閥體30打開或關閉，試 采各油層48油樣，并對各油樣的含水率進行取樣化驗，然后確定需堵水的油 層段進行堵水采油。
當確定對某油層進行堵水時，將對接桿50從地面下至該油層。下降的距 離由系在對接桿50端部的牽拉鋼繩和油層深度決定，電纜21隨牽拉鋼繩一同 下至井下所需的深度，電纜21在地面上的一端與地面控制器24連接。
對接桿50的彈出部分，即上彈出桿11和下彈出桿13由于彈簧8的作用 而與油管47的內壁相貼，由于重力作用整個對接桿50將沿油管47的內壁緩 慢下滑。減速器2通過聯軸器3和對接套4與對接頭20連接，提供扭矩。電 機1通過電纜21供電和提供信號。
當對接桿50到達需要改變井下堵水器45狀態的油層48時，井下堵水器 45的導向裝置31引導對接桿50到達恰當的位置，對接頭20與對接桿50的 對接套4對接(如圖6所示)。同時，地面控制器24控制井下堵水器45使閥 口39處于開啟狀態，電機l正轉工作，絲杠螺母傳動桿29旋轉，而絲杠螺母 傳動桿29將電機1的旋轉運動轉換為直線運動推動滑動閥體30前進，堵住閥 口39使其處于關閉狀態。此時，電機l發生堵轉，工作電流迅速增大，當堵 轉電流達到控制電路板預先設置的電流門檻值時，電機1斷電停止工作并把堵 轉信號迅速反饋到井上地面控制器24，地面控制器24會馬上發出閥口 39關 閉的報警信號，這樣不但能起到保護電機l的作用，還能告知地面操作者井下 的閥口39的工作狀態，同時由于絲杠螺母傳動桿29本身具有自鎖作用(即通 過定位銷32自鎖)，閥口 39—旦關閉位置就會固定不變，達到完全堵水的目 的。若堵水滑動閥體30工作前就處于關閉狀態，電機l也會發生堵轉，同時 會發出閥口 39己關閉的報警信號告知操作者不需再關閉閥口 39。
當油層48含油量變高或者需要打開閥口 39進行油樣測定時，通信方式與 上述打幵方式相同，電機1反轉，帶動絲杠螺母傳動桿29后退打開閥口 39， 井下堵水器45的工作狀態由圖6變為圖7所示的狀態，油液經閥口 39從油層 48流入油管47內。絲杠螺母傳動桿29后退到位時被定位銷32卡住限位，電 機l也發生堵轉，經控制電路處理后反饋到地面控制器24，地面控制器24發 出閥口 39完全打開的報警信號。
當滑動閥體30 狀態改變結束后，對接頭20與對接桿50上的對接套4脫 開，對接桿50被拉出。
對其它油層進行堵水時，需要將對接桿50拉出對接桿所在油層48的井下 堵水器45，此時，第二導向塊7與井下堵水器45的導向裝置31的軸向長槽 40脫開，同時第二導向塊7彈回對接桿主體5的長槽16內，另一側的第一導 向塊6彈出，接著松開地面牽拉鋼繩使對接桿50緩慢下滑，當第一導向塊6 與導向裝置31接觸時，對接桿50被旋轉180度(如圖7所示位置)，第一導
向塊6沿著導向裝置31的軸向長槽40移動，這樣整個對接桿50將沿著油管 47的側壁下移到下面一油層48中。此時第一導向塊6將彈回，第二導向塊7 彈出，對接過程同上述過程一樣。
綜上所述，采用本發明的對接式電動找堵水裝置，只用一套對接桿便能在 地面靈活對油井的不同油層進行堵水操作，使油水井始終處于最佳工作狀態， 提高油田的產油率。同時避免了可能對電纜造成的損傷，提高了找堵水裝置的 可靠性。
權利要求
1、一種對接式電動找堵水裝置，所述找堵水裝置由對接桿(50)、井下堵水器(45)、電機(1)、減速器(2)、聯軸器(3)和對接套(4)組成；其特征在于所述對接桿(50)包括對接桿主體(5)、第一導向塊(6)、第二導向塊(7)、彈簧(8)、導向塊銷軸(9)、第一扭簧(10)、上彈出桿(11)、第一銷軸(12)、下彈出桿(13)和第二銷軸(14)；對接桿主體(5)上沿長度方向開有與上彈出桿(11)和下彈出桿(13)相配合的長槽(16)，所述長槽(16)上端的對接桿主體(5)上設有與長槽(16)相通的穿線孔(17)，長槽(16)下端的對接桿主體(5)上沿長度方向開有長孔(18)，所述長孔(18)內裝有第一導向塊(6)和第二導向塊(7)，所述第一導向塊(6)的上端和第二導向塊(7)的上端與固定在長孔(18)內壁上的導向塊銷軸(9)鉸接，第一導向塊(6)的下端和第二導向塊(7)的下端通過彈簧(8)彈性連接，所述第一銷軸(12)固裝在長槽(16)上端的內壁上，所述上彈出桿(11)的上端與第一銷軸(12)鉸接，所述第一扭簧(10)的一端與長槽(16)的內壁固接，第一扭簧(10)的另一端繞過第一銷軸(12)與上彈出桿(11)固接，上彈出桿(11)的下端與下彈出桿(13)的上端通過第二銷軸(14)鉸接，下彈出桿(13)的下端腔內固裝有電機(1)，電機的動力輸出軸與減速器(2)的輸入軸傳動連接，減速器(2)的輸出軸通過聯軸器(3)與對接套(4)的上端傳動連接，對接套(4)下端的對接孔(19)的形狀與井下堵水器(45)的對接頭(20)的形狀相匹配，所述上彈出桿(11)上設有軸向中心孔(22)，所述下彈出桿(13)上設有內臺肩孔(23)。
2、 根據權利要求1所述的對接式電動找堵水裝置，其特征在于所述井 下堵水器(45)包括上接頭(25)、閥座(26)、下接頭(27)、墊塊(28)、 對接頭(20)、絲杠螺母傳動桿(29)、滑動闊體(30)、導向裝置(31)、定 位銷(32)、軸套(33)和接頭座(34);所述閥座(26)的上端和下端分別 與上接頭(25)和下接頭(27)螺紋連接，閥座(26)上端的上接頭(25) 的臺肩孔內裝有墊塊(28)，閥座(26)上設有軸向中心通孔(35)和軸向通 孔(36)，所述軸向通孔(36)內裝有軸套(33)，所述對接頭(20)通過接 頭座(34)裝在閥座(26)的軸向通孔(36)上端的臺肩孔上，所述對接頭(20)和絲杠螺母傳動桿(29)制成一體，所述絲杠螺母傳動桿(29)的下 端裝在軸套(33)內，所述絲杠螺母傳動桿(29)的下端與滑動閥體(30) 的上端螺紋連接，所述滑動閥體(30)下端的軸向通孔的側壁上和軸套(33) 的側壁上相對應位置處分別設有闊口 (39)，所述軸套(33)通過閥口 (39) 與閥座(26)的軸向中心通孔(35)相通，所述導向裝置(31)裝在下接頭 (27)內，滑動閥體(30)上端的軸套(33)的內壁上固裝有定位銷(32)。
3、 根據權利要求2所述的對接式電動找堵水裝置，其特征在于所述墊 塊(28)的橫截面為半圓環形狀。
4、 根據權利要求2所述的對接式電動找堵水裝置，其特征在于所述導 向裝置(31)的上端面為傾斜面，導向裝置(31)位于上端傾斜面最低點處 的側壁上設有軸向長槽(40)。
5、 根據權利要求2所述的對接式電動找堵水裝置，其特征在于所述井 下堵水器(45)還包括緩沖塊(41);所述緩沖塊(41)的橫截面半圓環形狀， 緩沖塊(41)固裝在閥座(26)上端的上接頭(25)的臺肩孔內，且緩沖塊(41)與墊塊(28)相對設置，緩沖塊(41)的里側壁為由上至下向緩沖塊 (41)的外側壁傾斜的斜面(42)。
6、 根據權利要求l所述的對接式電動找堵水裝置，其特征在于所述對 接桿(50)還包括第二扭簧(43)和扭簧銷軸(44);所述扭簧銷軸(44)與 對接桿主體(5)上的長槽(16)的內壁固接，所述第二扭簧(43)的一端與 對接桿主體(5)上的長槽(16)的內壁固接，第二扭簧(43)的另一端繞過 扭簧銷軸(44)與上彈出桿(11)固接。
全文摘要
對接式電動找堵水裝置，它涉及一種石油開采電動找堵水裝置。針對現有電動找堵水裝置要將電纜固定在千米多深的井下存在電纜易損傷，無法工作及電機在井下環境中作業，易造成損壞問題。對接桿主體上開有長槽、穿線孔和長孔，長孔內的導向塊銷軸與第一、二導向塊鉸接，第一、二導向塊通過彈簧連接，上彈出桿與固裝在長槽內壁上的第一銷軸鉸接，第一扭簧兩端與長槽的內壁和上彈出桿固接，上彈出桿與下彈出桿通過第二銷軸鉸接，下彈出桿內固裝有電機和減速器，減速器通過聯軸器與對接套連接，對接套的對接孔的形狀與井下堵水器的對接頭的形狀相匹配。本發明具有避免電纜的損傷，電機不用在油液環境中工作的優點，確保了裝置能正常工作。
文檔編號E21B49/00GK101358527SQ20081013718
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月24日 優先權日2008年9月24日
發明者宋文平, 張廣玉, 潘東青, 王中國, 董惠娟 申請人:哈爾濱工業大學