一种配水器的制作方法

本申请涉及油田注水技术领域，具体而言，涉及一种配水器。

背景技术：

油田分层注水是指：在油气田开发过程中，在油气井中下入封隔器，把不同性质(如，渗透性)的油层分隔开，然后在每层下入配水器对油田进行分层配水，以补充和保持油层的压力，提高油气田的产量。油田分层注水是改善不同油层间的矛盾，提高油田采收率最有效的方法。

现有技术中，配水器中的执行元件的使用寿命不长。

技术实现要素：

本申请提供了一种配水器，该配水器能够有效解决现有技术中的配水器中的执行元件的使用寿命不长的问题。

本申请提供了一种配水器，其包括外壳、第一接头、第二接头、主流通管道、旋转阀门机构以及驱动机构。第一接头具有第一主流通道。第二接头具有相互独立的注水通道和第二主流通道。主流通管道的周壁开设有通水孔，主流通管道的一端连接于第一接头并与第一主流通道连通，主流通管道的另一端连接于第二接头并与第二主流通道连通，外壳设置于第一接头和第二接头之间，外壳、第一接头和第二接头共同限定密封空腔，主流通管道位于密封空腔中，密封空腔与注水通道连通。旋转阀门机构位于注水通道中。驱动机构与旋转阀门机构连接并用于驱动旋转阀门机构以导通或截断注水通道。

上述方案中，提供一种配水器，该配水器能够在注水(分层配水)使用过程中，有效地保护用于驱动旋转阀门机构的驱动机构，其能够使得该驱动机构(执行元件)处于安全的、无腐蚀气体的环境中。其中，第一接头和第二接头分别为本领域中的上接头和下接头，第一接头、主流通导管和第二接头依次连接，使得第一接头的第一主流通道、主流通管道和第二接头的第二主流通道依次连通，注水液体通过第一接头的第一主流通道导入流经主流通管道、第二主流通道以实现向不同深度的地层进行能分层配水(多个配水器可拼接使用，以实现不同深度的地层工作)。其中，第二接头中的注水通道用于注水(配水)以保持地层压力。为保证控制注水开度的驱动机构在工作中处于无腐蚀气体的环境中，第一接头、第二接头以及主流通管道的外周还设置有外壳，外壳、第一接头和第二接头共同限定密封空腔，第二接头的注水通道与密封空腔连通。主流通管道位于密封空腔中，在主流通道的周壁开设有通水孔，由第一主流通道导入的注水液体会在主流通管道中由通水孔流入至密封空腔中，注水液体流向第二接头的注水通道，在流向注水通道之前，注水液体首先填充驱动机构所处的空腔，使得驱动机构与旋转阀门机构的传动连接的位置处充满注水液体，从而驱动机构暴露于外并与旋转阀门机构连接的部件处于由注水液体密封的环境中，避免了与气体接触的可能性，有效地保证了驱动机构的传动部件不受气体腐蚀的影响，最终，注水液体可以在驱动机构驱动旋转阀门机构的情况下，由注水通道的出口流出，完成注水工作。

在一种可能的实现方式中，配水器还包括锁紧环；

外壳的一端螺纹连接于第二接头的一端，外壳的另一端通过锁紧环密封于第一接头的壁面。

上述方案中，提供了一种外壳、第一接头和第二接头可能实现的装配方法，其中，外壳的一端与第二接头螺纹连接，外壳的另一端通过锁紧环与第一接头密封连接，使得外壳的内腔与第一接头和第二接头的端面之间形成一个具有良好密封效果的密封空腔，同时，由于是通过螺纹连接以及锁紧环夹紧的配合方式，使得外壳、第一接头和第二接头之间的装配工艺简单高效，亦便于拆装更换。

可选地，在一种可能的实现方式中，第二接头的端面开设有进水槽，进水槽的底端延伸有连通注水通道的导水通道；

旋转阀门机构包括旋转阀以及水嘴，水嘴固定于注水通道中，水嘴具有相互连通的进水口以及出水口，出水口连通注水通道的出口，进水口连通导水通道，注水通道通过水嘴和导水通道与密封空腔连通；

旋转阀的一端与驱动机构传动连接，旋转阀的另一端面具有密封凸块，密封凸块被构造为在驱动机构的驱动下封闭或开启进水口。

上述方案中，提供了一种注水通道与密封空腔连通的可能实现的具体结构，以及旋转阀门机构的一种可能实现的具体结构，其中，注水液体由主流通管道的通水孔流出后，填充驱动机构、旋转阀门机构之间的间隙，由进水槽、导水通道流入注水通道。其中，旋转阀门机构包括旋转阀以及水嘴，旋转阀与驱动机构传动连接，驱动机构可以使得旋转阀转动，旋转阀的转动可以决定水嘴的进水口相较于旋转阀的密封凸块的开度，从而控制注水液体由水嘴的进水口流经水嘴的出水口的流量。

可选地，在一种可能的实现方式中，配水器还包括进水管，进水管的一端封闭，进水管的另一端连接于进水槽，进水管的靠近第一接头的一段开设有通孔。进水管设置有流量传感器。

上述方案中，提供了一种控制注水液体流向的具体结构，其中，增加了进水管，使得注水液体流经主流通管道的通水孔、密封空腔、进水管、进水槽、导水通道、最终进入注水通道中，其中，进水管与密封空腔连通的部位位于进水管靠近第一接头的位置处，通过上述设计，使得注水液体经主流通管道的通水孔流出进入密封空腔后，在密封空腔中进一步地填充，淹没驱动机构，最后才由进水管的靠近第一接头的一段开设的通孔进入进水管内，有效地保证了驱动机构不受腐蚀气体的影响，同时也避免密封空腔中出现气体。

可选地，在一种可能的实现方式中，水嘴具有两个注水孔，注水孔的截面为菱形，两个注水孔的进口相互远离，两个注水孔的出口相互靠近；

密封凸块的数量为二，两个密封凸块分别与注水孔的进口配合，以使得密封凸块在驱动机构的驱动下能够封堵注水孔。

上述方案中，提供了水嘴的具体结构，通过上述注水孔和密封凸块的配合，能够取得了良好的每角度关闭面积的线性化，更好的实施了精密注水控制。

可选地，在一种可能的实现方式中，水嘴的端面设置有一个定位销钉，定位销钉用于抵接密封凸块。

上述方案中，定位销钉用于抵接密封凸块，限定了旋转阀旋转的角度，其中，在一种可能中，当其中一个密封凸块在旋转时抵靠于定位销钉时，代表着两个密封凸块完全封堵了两个注水孔，此时注水液体的流量为零，当其中的另一个密封凸块在旋转时抵靠于定位销钉时，代表着两个密封凸块完全开启了两个注水孔，此时注水液体的流量最大。

可选地，在一种可能的实现方式中，第二接头的外壁开设有销轴孔，水嘴的周壁形成有定位凹面；

水嘴通过锁定销穿设于销轴孔并抵靠于定位凹面以固定于注水通道中。

上述方案中，提供了一种水嘴装配于第二接头中的配合结构，其中，水嘴由注水通道中置入，通过锁定销的抵靠从而固定在注水通道中，上述装配结构简单有效，易于制造。

可选地，在一种可能的实现方式中，旋转阀的端面开设有方孔，驱动机构的输出轴嵌设于方孔中；

输出轴套设有电机弹簧，电机弹簧位于旋转阀和驱动机构之间。

可选地，在一种可能的实现方式中，配水器还包括电缆；

驱动机构包括控制器和电机，控制器与电机电性连接，控制器位于密封空腔中，电机与旋转阀门机构传动连接；

第二接头具有电缆通道，电缆通过电缆通道进入密封空腔中并与控制器电性连接。

上述方案中，驱动机构包括控制器使得该配水器具有数据传输、电机控制的条件，利于配水器的工作需求。

可选地，在一种可能的实现方式中，配水器还包括防砂阀以及防砂堵头；

第二接头具有连通注水通道的防砂通道，防砂堵头固定于防砂通道的外端，防砂阀位于防砂通道内，防砂阀与防砂堵头之间具有弹簧，防砂阀在弹簧的作用下封堵注水通道的出口。

上述方案中，由于配水器停止注水时，配水器内的压力与环空压力一致，为避免环空内的液体带砂进入到注水通道内，增加了防砂阀、弹簧以及防砂堵头。当配水器进行注水时，在压差的作用下，注水液体会推动防砂堵头，克服弹簧的弹性力移动，从而注水液体能够由注水通道的出口排出，当停止注水时，防砂阀在弹簧的作用下封堵注水通道的出口，以实现防砂的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中配水器在第一视角下的结构示意图；

图2为图1中ⅱ处的放大图；

图3为本申请实施例中配水器在第二视角下的结构示意图；

图4为本申请实施例中第二接头在第一视角下的结构示意图；

图5为本申请实施例中配水器在第三视角下的结构示意图；

图6为图5中ⅵ处的放大图；

图7为本申请实施例中水嘴在第一视角下的结构示意图；

图8为本申请实施例中水嘴在第二视角下的结构示意图；

图9为本申请实施例中旋转阀的结构示意图；

图10为本申请实施例中配水器在第四视角下的结构示意图；

图11为本申请实施例中水嘴与旋转阀的装配示意图；

图12为本申请实施例中第二接头在第二视角下的结构示意图；

图13为本申请实施例中第二接头在第三视角下的结构示意图。

图标：10-配水器；10a-外壳；11-第一接头；12-第二接头；12a-锁定销；12b-螺塞扣；12c-半圆键；13-主流通管道；14-旋转阀门机构；15-驱动机构；15a-电机弹簧；16-锁紧环；17-进水管；18a-防砂阀；18b-防砂堵头；18c-弹簧；81-第一主流通道；82-第二主流通道；90-注水通道；90a-进水槽；90b-导水通道；90c-电缆通道；90d-压力温度一体式传感器接口；130-通水孔；140-旋转阀；140a-密封凸块；141-水嘴；141a-注水孔；141b-定位销钉；141c-定位凹面；170-通孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种配水器10，该配水器10能够有效解决现有技术中的配水器10中的执行元件的使用寿命不长的问题。

请参考图1和图2，图1示出了本实施例中配水器10在第一视角下的具体结构。

图2为图1中ⅱ处的放大图。

配水器10包括外壳10a、第一接头11、第二接头12、主流通管道13、旋转阀门机构14以及驱动机构15。第一接头11具有第一主流通道81。第二接头12具有相互独立的注水通道90和第二主流通道82。主流通管道13的周壁开设有通水孔130，主流通管道13的一端连接于第一接头11并与第一主流通道81连通，主流通管道13的另一端连接于第二接头12并与第二主流通道82连通，外壳10a设置于第一接头11和第二接头12之间，外壳10a、第一接头11和第二接头12共同限定密封空腔，主流通管道13位于密封空腔中，密封空腔与注水通道90连通。旋转阀门机构14位于注水通道90中。驱动机构15与旋转阀门机构14连接并用于驱动旋转阀门机构14以导通或截断注水通道90。

其中，该配水器10能够在注水(分层配水)使用过程中，有效地保护用于驱动旋转阀门机构14的驱动机构15，其能够使得该驱动机构15(执行元件)处于安全的、无腐蚀气体的环境中。

其中，第一接头11和第二接头12分别为本领域中的上接头和下接头，第一接头11、主流通导管和第二接头12依次连接，使得第一接头11的第一主流通道81、主流通管道13和第二接头12的第二主流通道82依次连通，注水液体通过第一接头11的第一主流通道81导入流经主流通管道13、第二主流通道82以实现向不同深度的地层进行能分层配水(多个配水器10可拼接使用，以实现不同深度的地层工作)。其中，第二接头12中的注水通道90用于注水(配水)以保持地层压力。为保证控制注水开度的驱动机构15在工作中处于无腐蚀气体的环境中，第一接头11、第二接头12以及主流通管道13的外周还设置有外壳10a，外壳10a、第一接头11和第二接头12共同限定密封空腔，第二接头12的注水通道90与密封空腔连通。主流通管道13位于密封空腔中，在主流通道的周壁开设有通水孔130，由第一主流通道81导入的注水液体会在主流通管道13中由通水孔130流入至密封空腔中，注水液体流向第二接头12的注水通道90，在流向注水通道90之前，注水液体首先填充驱动机构15所处的空腔，使得驱动机构15与旋转阀门机构14的传动连接的位置处充满注水液体，从而驱动机构15暴露于外并与旋转阀门机构14连接的部件处于由注水液体密封的环境中，避免了与气体接触的可能性，有效地保证了驱动机构15的传动部件不受气体腐蚀的影响，最终，注水液体可以在驱动机构15驱动旋转阀门机构14的情况下，由注水通道90的出口流出，完成注水工作。

可选地，在一种可能的实现的实施方式中，请结合图3，图3示出了本实施例中配水器10在第二视角下的具体结构。

配水器10还包括锁紧环16，外壳10a的一端螺纹连接于第二接头12的一端，外壳10a的另一端通过锁紧环16密封于第一接头11的壁面。

其中，上述提供了一种外壳10a、第一接头11和第二接头12可能实现的装配方法，其中，外壳10a的一端与第二接头12螺纹连接，外壳10a的另一端通过锁紧环16与第一接头11密封连接，使得外壳10a的内腔与第一接头11和第二接头12的端面之间形成一个具有良好密封效果的密封空腔，同时，由于是通过螺纹连接以及锁紧环16夹紧的配合方式，使得外壳10a、第一接头11和第二接头12之间的装配工艺简单高效，亦便于拆装更换。

需要说明的是，本实施例中，外壳10a、第一接头11和第二接头12是通过可拆卸地装配方式进行连接的，在其他具体实施方式中，在完成配水器10内部部件装配以后，可直接将外壳10a焊接于第一接头11和第二接头12之间，形成一种一体连接的结构。

可选地，在一种可能的实现的实施方式中，请参见图4、图5以及图6，图4示出了本实施例中第二接头12在第一视角下的具体结构，图5示出了本实施例中配水器10在第三视角下的具体结构。图6为图5中ⅵ处的放大图。

第二接头12的端面开设有进水槽90a，进水槽90a的底端延伸有连通注水通道90的导水通道90b。

旋转阀门机构14包括旋转阀140以及水嘴141。

请结合图7、图8以及图9，其中，图7示出了本实施例中水嘴141在第一视角下的具体结构，图8示出了本实施例中水嘴141在第二视角下的具体结构，图9示出了本实施例中旋转阀140的具体结构。

水嘴141固定于注水通道90中，水嘴141具有相互连通的进水口以及出水口，出水口连通注水通道90的出口，进水口连通导水通道90b，注水通道90通过水嘴141和导水通道90b与密封空腔连通。旋转阀140的一端与驱动机构15传动连接，旋转阀140的另一端面具有密封凸块140a，密封凸块140a被构造为在驱动机构15的驱动下封闭或开启进水口。

其中，结合图1和图5可以看出，注水液体由主流通管道13的通水孔130流出后，填充驱动机构15、旋转阀门机构14之间的间隙，由进水槽90a、导水通道90b流入注水通道90。

其中，旋转阀门机构14包括旋转阀140以及水嘴141，旋转阀140与驱动机构15传动连接，驱动机构15可以使得旋转阀140转动，旋转阀140的转动可以决定水嘴141的进水口相较于旋转阀140的密封凸块140a的开度，从而控制注水液体由水嘴141的进水口流经水嘴141的出水口的流量。

需要说明的是，由图5中可以看出，旋转阀140以及水嘴141均位于注水通道90中，旋转阀门机构14与旋转阀140传动的部分亦位于注水通道90中，导水通道90b所处的位置位于旋转阀140和水嘴141之间。

可选地，在一种可能的实现的实施方式中，请结合图10，图10示出了本实施例中配水器10在第四视角下的具体结构。此时，图10取消显示外壳10a，以清楚的了解以下描述的结构。

配水器10还包括进水管17，进水管17的一端封闭，进水管17的另一端连接于进水槽90a，进水管17的靠近第一接头11的一段开设有通孔170。

其中，增加了进水管17，使得注水液体流经主流通管道13的通水孔130、密封空腔、进水管17、进水槽90a、导水通道90b、最终进入注水通道90中，其中，进水管17与密封空腔连通的部位位于进水管17靠近第一接头11的位置处，通过上述设计，使得注水液体经主流通管道13的通水孔130流出进入密封空腔后，在密封空腔中进一步地填充，淹没驱动机构15，最后才由进水管17的靠近第一接头11的一段开设的通孔170进入进水管17内，有效地保证了驱动机构15不受腐蚀气体的影响，同时也避免密封空腔中出现气体。

可选地，在一种可能的实现的实施方式中，水嘴141具有两个注水孔141a(其限定水嘴141的相互连通的进水口以及出水口)，注水孔141a的截面为菱形，两个注水孔141a的进口相互远离，两个注水孔141a的出口相互靠近。密封凸块140a的数量为二，两个密封凸块140a分别与注水孔141a的进口配合，以使得密封凸块140a在驱动机构15的驱动下能够封堵注水孔141a。

请重新参见图7和图8，通过菱形的设计，注水孔141a和密封凸块140a的配合能够取得了良好的每角度关闭面积的线性化，更好的实施了精密注水控制，同时，由于两个注水孔141a的进口相互远离，两个注水孔141a的出口相互靠近，使得注水液体在流经注水孔141a时能够进行集束，从而提高注水液体的出水压力。

请参见图11，图11示出了本实施例中水嘴141与旋转阀140的装配效果。

水嘴141的端面设置有一个定位销钉141b，定位销钉141b用于抵接密封凸块140a。

定位销钉141b用于抵接密封凸块140a，限定了旋转阀140旋转的角度，其中，在一种可能中，当其中一个密封凸块140a在旋转时抵靠于定位销钉141b时，代表着两个密封凸块140a完全封堵了两个注水孔141a，此时注水液体的流量为零，当其中的另一个密封凸块140a在旋转时抵靠于定位销钉141b时，代表着两个密封凸块140a完全开启了两个注水孔141a，此时注水液体的流量最大。

可选地，在一种可能的实现的实施方式中，请参见图2，第二接头12的外壁开设有销轴孔，水嘴141的周壁形成有定位凹面141c。水嘴141通过锁定销12a穿设于销轴孔并抵靠于定位凹面141c以固定于注水通道90中。其中，锁定销12a通过螺塞扣12b密封于销轴孔中。

其中，水嘴141由注水通道90中置入，通过锁定销12a的抵靠从而固定在注水通道90中，上述装配结构简单有效，易于制造。

可选地，在一种可能的实现的实施方式中，旋转阀140的端面开设有方孔，驱动机构15的输出轴嵌设于方孔中。输出轴套设有电机弹簧15a，电机弹簧15a位于旋转阀140和驱动机构15之间。

需要说明的是，在其他具体实施方式中，旋转阀140与驱动机构15的输出轴连接的结构不限制为孔状结构，其可以为凸块等结构，能够实现输出轴与旋转阀140的传动连接即可。同时，需要说明的是，请参见图12，图12示出了第二接头12在第二视角下的具体结构。

第二接头12的注水通道90的内壁设置有半圆键12c，半圆键12c固定在注水通道90的凹槽中，半圆键12c的平面贴紧于驱动机构15的周壁，其原因在于电机弹簧15a在受到驱动机构15的压紧，会使得旋转阀140传递给水嘴141一个预紧力，半圆键12c的目的在于使得驱动机构15能够承受驱动机构15的输出轴产生转动时的反扭矩。

其中，可选地，在一种可能的实现的实施方式中，配水器10还包括电缆(图中未示出)。

驱动机构15包括控制器和电机，控制器与电机电性连接，控制器位于密封空腔中，电机与旋转阀门机构14传动连接。

请参见图13，图13示出了第二接头12在第三视角下的具体结构。

第二接头12具有电缆通道90c，电缆通过电缆通道90c进入密封空腔中并与控制器电性连接。

其中，驱动机构15包括控制器使得该配水器10具有数据传输、电机控制的条件，利于配水器10的工作需求。需要说明的是，本实施例中的控制器与现有技术中的配水器中的控制器一致，其可以控制电机，同时需要说明的是，电机可以配合减速器使用，通过地面的电缆给出的电信号由电缆传输传导控制器(或无线传输系统给出的电信号无线传输至控制器中，需要说)，控制电机转动，经过减速器动作，控制旋转阀140缓慢转动，以实现水嘴141口的开合和关闭。

需要说明的是，在进水管17中还可以设置一流量传感器，流量传感器可以设置于第二接头12的进水槽90a中，同时，请参见图12，在第二接头12的端面还设置有一个压力温度一体式传感器接口90d，压力温度一体式传感器接口90d用于装配压力温度一体式传感器，其中，流量传感器、流量传感器均连接于电缆上，与控制器电性连接，其通过控制器中的数据采集模块采集，并发送至地面设备。

其中，请参考图1，在一种可能的实现方式中，配水器10还包括防砂阀18a以及防砂堵头18b。第二接头12具有连通注水通道90的防砂通道，防砂堵头18b固定于防砂通道的外端，防砂阀18a位于防砂通道内，防砂阀18a与防砂堵头18b之间具有弹簧，防砂阀18a在弹簧的作用下封堵注水通道90的出口。

其中，由于配水器10停止注水时，配水器10内的压力与环空压力一致，为避免环空内的液体带砂进入到注水通道90内，增加了防砂阀18a、弹簧18c以及防砂堵头18b。当配水器10进行注水时，在压差的作用下，注水液体会推动防砂堵头18b，克服弹簧18c的弹性力移动，从而注水液体能够由注水通道90的出口排出，当停止注水时，防砂阀18a在弹簧18c的作用下封堵注水通道90的出口，以实现防砂的效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。