一種電動壓力平衡井下開關的制作方法

本實用新型屬于石油開發領域，用于分層采油或分層注水用電動壓力平衡井下開關。

背景技術：

目前，在分層采油和分層注水工藝中，電動井下開關已經普遍采用。這些開關有壓力脈沖控制式、無線電波控制式、聲波控制式和有纜控制式多種方式。然而它們存在一個共同的問題，就是當壓差達到一定數值(一般是12～20MPa)時，開關和傳動機構受力太大，很難打開。所以分層注水工藝中，開關一般不會完全關死，以避免壓差達到如此高的數值。在注水井中，當壓差太大造成開關(或水嘴)打不開時，一般采取停止注水，等待井內壓力下降后，再打開開關。

技術實現要素：

本實用新型的目的是設計一種電動壓力平衡井下開關,解決當壓差太大造成開關(或水嘴)打不開的問題.

本實用新型的實施例采用如下技術方案：

根據本實用新型提供的一個實施例，本實用新型提供了一種電動壓力平衡井下開關，包括上接頭，與上接頭相連的承壓筒，承壓筒通過骨架線下接頭與接頭a連接，接頭a與壓力平衡管連接，壓力平衡管與開關短接連接，開關短接與下接頭連接；

所述承壓筒內自上而下依次設有電路板、馬達、減速器、滾珠絲杠、限位開關、推拉桿和壓力平衡管；

所述限位開關與地面控制系統相連，實現井下開關打開或關閉。

進一步，所述上接頭內套有連接桿，連接桿貫穿至承壓筒內并與插頭座相連，香蕉插頭與插頭座相對接，香蕉插頭連接電路板。

進一步，所述電路板的下方的承壓筒內設有馬達和減速器，減速器通過連軸接連接骨架，骨架中設有滾珠絲杠。

進一步，所述骨架外側套有固定限位開關壓板的活動夾板接頭，上限位開關、下限位開關分別固定在限位開關壓板之間的骨架上；骨架下方連接有延伸進壓力平衡管內的推拉桿，推拉桿與接頭a連接，推拉桿40的下端連接貫穿在壓力平衡管和開關短接內的變徑接頭。

進一步，所述連接桿上下側和電路板骨架的孔中分別套有絕緣墊。

進一步，所述電路板通過電路板骨架定位，馬達上套有馬達套筒。

進一步，所述骨架包括骨架上接頭和骨架下接頭，骨架上接頭與減速器座相連，骨架下接頭與接頭a連接。

進一步，所述骨架外側套有固定上限位開關壓板的活動夾板上接頭，和固定下限位開關壓板的活動夾板下接頭。

進一步，所述上接頭和下接頭外周卡槽中、上接頭和接頭a與承壓筒相連的內壁上、接頭a與壓力平衡管和推拉桿相連的內壁上、壓力平衡管與開關短接相連的內壁上、變徑接頭上、下接頭與變徑接頭和開關短接相連的內壁上分別設有密封圈。

這種電動壓力平衡井下開關由電路板、馬達、減速器、滾珠絲杠、推拉桿、平衡機構、開關等部分構成。由于增加了平衡機構，不管壓差多大，此開關都能在馬達驅動下隨時打開或關閉。

本實用新型的特殊之處是：電動壓力平衡井下開關中設計了平衡機構，推拉桿所受的力與壓差無關。

本實用新型的優點是，電動壓力平衡井下開關不受壓差影響，可以工作在高壓差的條件下；控制可靠；使用壽命長。

附圖說明

圖1是電動壓力平衡井下開關機械結構圖第一部分。

圖2是電動壓力平衡井下開關機械結構圖第二部分。

圖3是電動壓力平衡井下開關機械結構圖第三部分。

圖4是電動壓力平衡井下開關機械結構圖第四部分。

圖1中：1-插頭座，2-絕緣墊a，3-密封圈a，4-連接桿，5-上接頭，6-密封圈b，7-絕緣墊b，8-插頭座，9-香蕉插頭，10-絕緣墊c，11-螺絲a，12-螺絲b，13-電路板，14-電路板骨架，15-承壓筒。

圖2中：16-螺絲c，17-馬達套筒，18-馬達，19-減速器，20-減速器座，21-連軸接，22-螺絲d，23-軸承，24-骨架上接頭，25-骨架，26-螺絲e，27-活動夾板上接頭，28-滾珠絲杠。

圖3中：29-螺絲f，30-上限位開關壓板，31-螺絲g，32-上限位開關，33-下限位開關，34-螺絲h，35-下限位開關壓板，36-螺絲i，37-螺絲j，38-活動夾板下接頭，39-接頭b，40-推拉桿，41-骨架下接頭，42-螺絲k，43-密封圈c，44-接頭a。

圖4中：45-密封圈d，46-密封圈e，47-壓力平衡管，48-密封圈f，49-密封圈g，50-變徑接頭，51-密封圈h，52-密封圈i，53-開關短接，54-密封圈j，55-密封圈k，56-下接頭，57-密封圈l。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

如圖1-4所示，該電動壓力平衡井下開關，包括上接頭5，與上接頭5相連的承壓筒15，承壓筒15通過骨架線下接頭41與接頭a44連接，接頭a44與壓力平衡管47連接，壓力平衡管47與開關短接53連接，開關短接53與下接頭56連接；

上接頭5內套有連接桿4，連接桿4貫穿至承壓筒15內并與插頭座8相連，香蕉插頭9與插頭座8相對接；香蕉插頭9連接電路板13，電路板13的下方的承壓筒15內設有馬達18和減速器19，減速器19通過連軸接21連接骨架25，連軸接21上裝有軸承23；骨架25中設有滾珠絲杠28，骨架25外側套有固定限位開關壓板的活動夾板接頭，上限位開關32、下限位開關33分別固定在限位開關壓板之間的骨架25上；骨架25下方連接有延伸進壓力平衡管47內的推拉桿40，推拉桿40與接頭a44連接，推拉桿40的下端連接貫穿在壓力平衡管47和開關短接53內的變徑接頭50。

其中，連接桿4上下側和電路板骨架14的孔中分別套有絕緣墊。電路板13通過電路板骨架14定位，馬達18上套有馬達套筒17。骨架25包括骨架上接頭24和骨架下接頭41，骨架上接頭24與減速器座20相連，骨架下接頭41與接頭a44連接。骨架25外側套有固定上限位開關壓板30的活動夾板上接頭27，和固定下限位開關壓板35的活動夾板下接頭38。

下面結合附圖作進一步說明：

按照圖1～圖4設計加工各部件。具體組裝過程是，將密封圈a3、b6、c43、d45、e46、f48、g49、h51、i52、j54、k55、l57分別裝在圖中所示的部件上。上接頭5和下接頭56外周卡槽中分別設有密封圈a3和密封圈l57；上接頭5和接頭a44與承壓筒15相連的內壁上分別設有密封圈b6和密封圈c43；接頭a44分別與壓力平衡管47和推拉桿40相連的內壁上分別設有密封圈d45和密封圈e46；壓力平衡管47與開關短接53相連的內壁上分別設有密封圈h51、i52；變徑接頭50上分別設有密封圈f48、g49；下接頭56分別與變徑接頭50和開關短接53相連的內壁上分別設有密封圈j54、k55。

將插頭座1與連接桿4擰在一起，絕緣墊a2套在連接桿4上。將連接桿4插入上接頭5中，在連接桿上套上絕緣墊b7，擰上插頭座8。將絕緣墊c10插入電路板骨架14的孔中，用螺絲a11將香蕉插頭9固定在絕緣墊c10上。用螺絲b12將電路板13固定在電路板骨架14上。用螺絲c16將電路板骨架14馬達套筒17固定在一起。將馬達套筒17套在馬達18上，減速器座20固定減速器19上。將滾珠絲杠28放在骨架25中，用螺絲e26將活動夾板上接頭27固定在滾珠絲杠28上，用螺絲j37將接頭b39與活動夾板下接頭38連接在一起。分別用螺絲g31、h34將限位開關32、33固定在骨架25上。用螺絲f29將上限位開關壓板30固定在活動夾板上接頭27上，用螺絲i36將下限位開關壓板35固定在活動夾板下接頭38上。將連軸接21放在減速器19的軸上，將減速器座20與骨架上接頭24擰在一起并用螺絲d22固定。將骨架下接頭41與接頭a44擰在一起并用螺絲k42固定。在接頭a44上擰上承壓筒15，在承壓筒15上擰上上接頭5。將推拉桿40從接頭a44的中心孔中穿過并與接頭b39擰在一起，在推拉桿40的下端擰上變徑接頭50。在接頭a44上擰上壓力平衡管47，在壓力平衡管47下端擰上開關接頭53，在開關接頭53上擰上下接頭56，整個儀器組裝完畢。

當儀器處于有壓力的狀態時，推拉桿40受到了一個向里的推力，推力大小等于推拉桿40的橫截面積乘以壓力值。當推拉桿36的直徑為6mm，壓力為50MPa時，此推力約為141kg。馬達將難以克服如此大的推力使推拉桿向下移動。為了克服這一影響因素，設計了壓力平衡動密封裝置。這一動密封壓力平衡裝置主要由接頭a44、推拉桿40、壓力平衡管47、變徑接頭50和開關接頭53等構成。變徑接頭50上下有一個通孔，它使得壓力平衡管47內的壓力與變徑接頭50下端的壓力相同。推拉桿40是一個中空管，它使得密封圈g49與密封圈i52之間的空間與承壓筒15內的空間溝通。井下壓力的作用結果會使推拉桿40受到一個向上的力，變徑接頭50密封圈g49處受到一個向下的力，變徑接頭50密封圈54處受到一個向上的力。將變徑接頭50密封圈g49處的截面積設計為推拉桿40的截面積與變徑接頭50密封圈j54處截面積之和，就可以實現整個推拉桿所受到的向上的力與向下的力相等，從而實現動密封壓力平衡。

電動壓力平衡井下開關打開過程：地面儀器發送開關打開指令→電路板13控制馬達18正轉→減速器19驅動滾珠絲杠28向上運動→活動夾板上接頭27、下接頭38、推拉桿40、變徑接頭50都向上移動→開關打開。當開關完全打開時，限位開關壓板30觸發限位開關32關閉，馬達停止轉動。

電動壓力平衡井下開關關閉過程：地面儀器開關關閉指令→電路板13控制馬達18反轉→減速器19驅動滾珠絲杠28向下運動→活動夾板上接頭27、下接頭38、推拉桿40、變徑接頭50都向下移動→開關關閉。當開關完全關閉時，限位開關壓板35觸發下限位開關33關閉，馬達停止轉動。

本實用新型并不局限于上述實施例，在本實用新型公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型的保護范圍內。