[发明专利]远程和脉冲控制的转角电动阀

说明书

技术领域

本发明涉及油井和水井的分层生产的控制领域。

背景技术

石油存储于地层中，由于地层的复杂性，油层为多层结构。目前分层开采技术是一项正在发展的新技术。但要真正实现分层开采石油还缺少必要和实用的控制装置。

发明内容

针对目前该领域为实现分层开采石油所存在的问题，本发明使用了一种可远程和脉冲控制的转角电动阀(简称：转角电动阀)来实现石油的分层开采。本发明的特征是：转角电动阀的阀体(1)内固定有阀套(2)，在阀套(2)内安装可旋转运动的阀芯(3)，在阀芯(3)的上部安装有减速机(4)，减速机(4)的输出轴通过平键与阀芯(3)固连，在减速机(4)的上部安装有脉冲电动机(5)和微电脑控制的驱动器(6)，驱动器(6)的电源输入线通过阀体(1)的上端接头(7)与油井的油管(8)固连，驱动器(6)的电源输出线通过三个与阀体(1)绝缘的钢球(9)同套管(10)滑动接触。

利用油井套管(10)与油管(8)之间的一套绝缘装置形成电源导线，将与油管(8)固连的阀体(1)作为电源的进线，三个与阀体(1)绝缘的钢球(9)同套管(10)滑动接触构成供电的电源回路，可保证转角电动阀的正常工作。

用微电脑控制的驱动器(6)发出脉冲信号来控制脉冲电动机(5)的角位移，进一步控制与之固连的转角电动阀的旋转角度。

将油井或水井用封隔器(18)分成多个层位，每个层位安装一台本发明的转角电动阀，因此可在一口井内并联安装多台转角电动阀，每台转角电动阀的开启角度不同；所以可用一套地面远程控制器(11)，通过控制每次发出脉冲信号的个数，比较准确地使其中一台转角电动阀开启，其它转角电动阀关闭。实现了封闭其它油层，每次单层开采石油的目的。

为了保证准确地打开选定的层位，在阀套(2)与可旋转运动的阀芯(3)之间安装有一套机械定位装置，机械定位装置由两个定位钢球(12)、预紧弹簧(13)和阀芯(3)上的安装孔(14)及阀套(2)上的定位孔(15)组成。安装在同一口井内的每台转角电动阀的阀芯(3)上的阀口(16)与阀套(2)上的阀口(17)的角度位置不同。所以每台转角电动阀的开启角度是不同的。该结构可在加工阀套(2)时实现，也可在加工阀芯(3)时实现。

为了确保一口井内多台转角电动阀的同步运行，本发明采用了大、小扭矩工作的双扭矩驱动方案。驱动器(6)所发出脉冲信号的工作电流是可调节的，大电流大扭矩起步，小电流小扭矩工作。当本发明的转角电动阀的机械定位装置进入工作状态时，不管在地面远程控制器(11)的控制下发出多少个脉冲信号，脉冲电动机(5)也无法拖动阀芯(3)产生角位移，此时本发明的转角电动阀被机械定位装置锁定。只有当地面远程控制器(11)再次发出控制指令，脉冲电动机(5)进入大电流大扭矩起步工况，阀芯(3)才能得到较大的驱动扭矩克服机械定位装置的阻力，进入转角运行的工作状态，并根据脉冲指令，到达预定的开启或关闭位置，开启某个油层并关闭其它油层，实现油井的分层开采的目标。

下面结合说明书附图和实施实例对本发明做进一步说明。

附图说明

附图1是转角电动阀的工作原理图。附图2是转角电动阀的驱动与机械定位装置结构原理图。附图3是转角电动阀的转角启闭示意图。

具体实施方式

附图1中显示了两个回路，一个是电回路，一个是液体流动回路。

其中电回路的起始端和终端均在地面远程控制器(11)上。地面远程控制器(11)安装在地面，所以画在图的最上面，其输出的正、负控制电源通过导线分别连接在油管(8)和套管(10)上，油管(8)通过上端接头(7)将电源线延伸到阀体(1)上，最终经过了阀套(2)、减速机(4)和脉冲电动机(5)的外壳将电源引入了驱动器(6)。驱动器(6)上电源的另一极通过引线与三个与阀体(1)绝缘的钢球(9)相连，并通过与套管(10)的紧接触配合回到了地面的远程控制器(11)上。