专利名称：旋转活塞控制式井下开关器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油采油技术领域，特别涉及油井分层测试、分层隔采的井下设 备，是一种用于油井井下的旋转活塞控制式井下开关器。
背景技术：
油井分层测试、分层隔采生产工艺中经常使用井下开关器。目前，使用的井下开关 器有很多。如中国专利公开号CN201037398，提供了一种“井下智能开关器”。主要由短节 内，电池、压力计、微处理器、驱动机构、连杆、封堵开关顺序连接，然后与设计有层位采油通 道和上下层位串通采油通道，内部设计安装有单向阀的连接座，通过丝口相互连接为一体 而构成。不仅能配合一趟管柱完成分层找水、堵水生产过程，而且通过地面注水打压灵活实 现井下开关动作，完成对层位的打开和关闭。开关器无需起下仪器或进行管柱作业，施工成 本低。但是该井下智能开关器的控制活塞为往复式，活塞腔为液流通道，活塞及阀腔结垢， 活塞容易卡造成开关失灵，导致分层测试生产、分层隔采作业无法正常进行。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种旋转活塞控制式井下开关器，采用旋转活塞控制 地层的生产状态，地层流体通过空心旋转活塞流出，旋转活塞的腔内不易结垢，有效防止旋 转活塞及腔内结垢，提高井下开关器活塞打开或关闭的可靠性，实现对地层的准确定时控 制。本实用新型采用的技术方案是旋转活塞控制式井下开关器，主要由电池壳体、电 路控制板壳体、驱动电机、旋转活塞、活塞壳体和活塞密封端盖组成，电池壳体为圆柱体形， 在电池壳体内固定有电池，其特征在于在电池壳体的上端连接有电路控制板壳体，电路控 制板壳体为圆柱体形，在电路控制板壳体内固定有电路控制板；在电路控制板壳体的上部 连接有驱动电机；电池有导线连接电路控制板和驱动电机。在驱动电机的上端连接有活塞 壳体，活塞壳体为圆柱体形，在活塞壳体内腔有一个旋转活塞。驱动电机的输出端与旋转活 塞连接，驱动电机旋转能带动旋转活塞旋转。旋转活塞对称有两个活塞通道，活塞通道的入 口在旋转活塞的上端面，活塞通道的出口在旋转活塞的侧壁上。在活塞壳体的壁上对称有 两个出液口，出液口的高度与旋转活塞的活塞通道出口一致。在活塞壳体的上端固定有活 塞密封端盖，活塞密封端盖有中心孔，活塞密封端盖中心孔是地层的流体的进液口。活塞密 封端盖上端有外螺纹，能与井下管柱连接。当旋转活塞旋转到活塞通道出口与活塞壳体的 出液口相对时，地层的流体从进液口进入并通过活塞通道和活塞壳体的出液口进入井下环 形空间。为了记录井下地层的压力，在驱动电机的下端与电路控制板壳体的上端的环形空 间内固定有储存式压力计。简述旋转活塞控制式井下开关器工作原理参阅图1。在地面按时间为电路控制板进行程序设定后，将电池与电路控制板相连接并与驱动电机4连接。将旋转活塞控制式井下开关器连同封隔器、压力计随油管柱下入到目的层。 在到达设定时间后，由电路控制板微电脑给微型驱动电机4发出指令，使驱动电机4开始工 作。带动旋转活塞5旋转将开关打开或关闭，实现对目的层生产状态的定时控制。A、打开状态当设定时间到达打开状态时，由电路控制板控制驱动电机4旋转，带 动旋转活塞5转到活塞通道9与活塞壳体6的出液口 10相对时，驱动电机4将停止工作， 旋转活塞4停止旋转。此时，地层的流体通过进液口 8进入，通过活塞通道9并从活塞壳体 6的出液口 10流出，实现地层的打开。B、关闭状态当设定时间到达关闭状态时，由电路控制板控制驱动电机4旋转，带 动旋转活塞4顺时针旋转90°，即活塞通道9与活塞壳体6的出液口 10错开时，驱动电机4 将停止工作，旋转活塞4停止旋转。此时，地层的流体进入进液口 8，但由于活塞通道9旋转 到另一侧，活塞通道9与活塞壳体6的出液口 10错开，地层的流体通过，实现地层的关闭。本实用新型的有益效果本实用新型旋转活塞控制式井下开关器，采用控制旋转 活塞转动达到控制地层的生产状态，地层流体通过活塞通道流出，旋转活塞的腔内不易结 垢，有效防止旋转活塞及腔内结垢，提高了井下开关器活塞打开或关闭的可靠性，实现了对 地层的准确定时控制。解决了井下结垢对分层测试、分层隔采工艺影响的问题。
图1是本实用新型旋转活塞控制式井下开关器结构示意图。图中，1.电池壳体，2.电路控制板壳体，3.储存式压力计，4.驱动电机，5.旋转活 塞，6.活塞壳体，7.活塞密封端盖，8.进液口，9.活塞通道，10.出液口。
具体实施方式
实施例1 以一个旋转活塞控制式井下开关器为例，对本实用新型作进一步详细 说明。参阅图1。本实用新型旋转活塞控制式井下开关器，由电池壳体1、电路控制板壳 体2、驱动电机4、储存式压力计3、旋转活塞5、活塞壳体6和活塞密封端盖7组成，电池壳 体1为圆柱体形，在电池壳体1内固定有一组蓄电池。在电池壳体1的上端螺纹连接有电 路控制板壳体2，电路控制板壳体2为圆柱体形，在电路控制板壳体2内固定有微型计算器 的电路控制板；在电路控制板壳体2的上部螺纹连接有一个井下微型驱动电机4 ；蓄电池有 导线连接电路控制板和驱动电机4。在驱动电机4的下端与电路控制板壳体2的上端的环 形空间内固定有储存式压力计3。储存式压力计是现有产品。在驱动电机4的上端连接有 活塞壳体6，活塞壳体6为圆柱体形，在活塞壳体6内腔有一个旋转活塞5。驱动电机4的 输出轴上端花键插入旋转活塞5下端花键孔，驱动电机4旋转能带动旋转活塞5旋转。旋 转活塞5对称有两个活塞通道9，活塞通道9的入口在旋转活塞5的上端面，活塞通道9的 出口在旋转活塞5的侧壁上。在活塞壳体6的壁上对称有两个出液口 10，出液口 10的高度 与旋转活塞5的活塞通道9出口一致。在活塞壳体6的上端螺纹固定有活塞密封端盖7，活 塞密封端盖7有中心孔，活塞密封端盖7中心孔是地层的流体的进液口 8。活塞密封端盖7 上端有与管柱连接的外螺纹。
权利要求一种旋转活塞控制式井下开关器，主要由电池壳体(1)、电路控制板壳体(2)、驱动电机(4)、旋转活塞(5)、活塞壳体(6)和活塞密封端盖(7)组成，电池壳体(1)为圆柱体形，在电池壳体(1)内固定有电池，其特征在于在电池壳体(1)的上端连接有电路控制板壳体(2)，电路控制板壳体(2)为圆柱体形，在电路控制板壳体(2)内固定有电路控制板；在电路控制板壳体(2)的上部连接有驱动电机(4)；电池有导线连接电路控制板和驱动电机(4)；在驱动电机(4)的上端连接有活塞壳体(6)，活塞壳体(6)为圆柱体形，在活塞壳体(6)内腔有一个旋转活塞(5)，驱动电机(4)的输出端与旋转活塞(5)连接；旋转活塞(5)对称有两个活塞通道(9)，活塞通道(9)的入口在旋转活塞(5)的上端面，活塞通道(9)的出口在旋转活塞(5)的侧壁上；在活塞壳体(6)的壁上对称有两个出液口(10)，出液口(10)的高度与旋转活塞(5)的活塞通道(9)出口一致；在活塞壳体(6)的上端固定有活塞密封端盖(7)，活塞密封端盖(7)有中心孔，活塞密封端盖(7)中心孔是地层的流体的进液口(8)，活塞密封端盖(7)上端有外螺纹。
2.根据权利要求1所述的旋转活塞控制式井下开关器，其特征是在驱动电机(4)的 下端与电路控制板壳体(2)的上端的环形空间内固定有储存式压力计(3)。
专利摘要旋转活塞控制式井下开关器，应用于石油油井分层测试、分层隔采控制地层水。在电池壳体的上端有电路控制板壳体，在电路控制板壳体的上部有驱动电机。在驱动电机的上端连接有旋转活塞的活塞壳体，旋转活塞对称有两个活塞通道。在活塞壳体的壁上对称有两个出液口，出液口的高度与旋转活塞的活塞通道出口一致；在活塞壳体的上端固定有活塞密封端盖，活塞密封端盖有地层的流体的进液口，活塞密封端盖上端有外螺纹。效果是采用控制旋转活塞转动达到控制地层的生产状态，地层流体通过活塞通道流出，旋转活塞的腔内不易结垢，有效防止旋转活塞及腔内结垢，提高了井下开关器活塞打开或关闭的可靠性。
文档编号E21B34/08GK201705293SQ20102021988
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者吕亿明, 吕伟, 吴茂富, 惠艳妮, 李楼楼, 王百, 甘庆明, 赵振峰, 郭方元, 韩二涛, 黄伟, 齐二坡 申请人:中国石油天然气股份有限公司