专利名称：油田注水井配注量自动调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田注水井配注量的自动调节装置，属于油田注水井配注量自动调节控制技术领域。
背景技术：
油田采油到了中后期，大量采用注水驱油技术。由于一口水井需同时向多个油层注水，为了达到最佳效果，必须对不同油层进行定量注水。目前在现有技术中，油田主要是采用偏心注水的方法，该方法将高压水从上面注入，经过一级配水器时，一部分水通过预先放入配水器中堵塞器后从配水器的偏心孔注入油层，另一部分继续向下经其余配水器和堵塞器后注入别的油层。由于现有技术中堵塞器上的水嘴的孔径都为定值，所以当需要改变某层的配注量时，必须先打捞出该层的堵塞器，更换其上合适孔径的水嘴后，再将堵塞器投放到原来的位置。这种方法的最大缺点是工作量大。特别是当调节层数增加时，打捞和投放堵塞器的次数也成倍增加，因此大大增大了操作者的劳动强度和降低了工作效率。为解决这一问题，有人曾提出了一个″油田注水井电控分层注水、调水方法″的技术方案，该方法虽然可以解决一些问题，但是需要对油田现有的注水井结构进行改造。由于改造一口井需要花费数十万到上百万元的人民币，而通常一个采油厂有上千口注水井，因而如果全面推广该技术，所需的改造费用将是个天文数字。因此，现有的油田注水井配注量的调节方法还是不够理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够在维持油田注水井现有管柱结构不变的情况下、实现不投捞堵塞器即可调节各层配注量的、使用方便、比较经济的油田注水井配注量自动调节装置，以达到降低劳动强度、提高工作效率、节约测试成本的目的，从而克服现有技术的不足。
本实用新型是这样构成的它包括扶正器(11)和投捞控制器(12)，扶正器(11)和投捞控制器(12)分别连接在一个柱形壳体(9)的两端，在柱形壳体(9)内装有电机(5)、流量计(6)以及单片机(7)和电机驱动电路(8)，在壳体(9)上还安装有一个活动式动力输出轴(10)，流量计(6)输出信号到单片机(7)的信号输入端，单片机(7)输出信号到电机驱动电路(8)，电机驱动电路(8)输出信号到电机(5)控制其运转，电机(5)与动力输出轴(10)连接并带动其转动；在动力输出轴(10)的前端设有能与安装在油田注水井偏心配水器(13)中的堵塞器(1)上的传动轴(4)连接的内多边形插孔k。
由于采用了上述技术方案，本实用新型将单片机(7)及电机驱动电路(8)、电机(5)、动力输出轴(10)、与安装在油田注水井偏心配水器(13)中的堵塞器(1)上的传动轴(4)和安装在堵塞器(1)上由传动轴(4)驱动其阀芯(3)的可调式阀门水嘴、以及流量计(6)共同组成一个闭环控制系统，通过改变堵塞器(1)中水嘴阀口的大小来实现分层配注量的自动调节。堵塞器(1)的可调式阀门水嘴由阀体(2)和活动阀芯(3)组成。使用本实用新型时，先通过单片机(7)设定好所需要的配水层的流量期望值，然后将本实用新型放进油田注水井的偏心配水器(13)中，使其动力输出轴(10)插套在预先安装在偏心配水器(13)中的堵塞器(1)上的传动轴(4)上，使其能够带动传动轴(4)转动，当油田注水井的偏心配水器(13)中有高压水流过堵塞器(1)的可调式阀门水嘴时，流量计(6)检测到实际流量值，并将检测到的流量值信号送到单片机(7)，通过单片机(7)对流量期望值和流量测试值进行比较，根据比较结果控制电机(5)转动，电机(5)转动而带动动力输出轴(10)和传动轴(4)运动，从而使堵塞器(1)的水嘴阀口尺寸发生变化，进而导致实际流量变化；流量计(6)再测试改变后的流量并通过单片机(7)进行比较及调节，直到比较结果满足精度要求后停止调节，这样，该注水层测调完毕；然后再将本实用新型上提，使其动力输出轴(10)与堵塞器(1)上的传动轴(4)分离，再将其与上一层的堵塞器对接后，用上述方法对其配注量进行调节。本实用新型一次下井可以对多个配水层的堵塞器的水嘴阀口大小进行调节。
本实用新型与现有技术相比首先，从调水方式上用电动调水代替以往的机械投捞调水方式，并且一次下井可以对多个配水层进行调节。解决了机械投捞水嘴易发生掉卡事故、井下调配水嘴十分困难、调水准确性差、需频繁下井等问题，提高了调水的准确性和调水效率。其次，使用本实用新型不必对原有的注水井进行任何改造，大大节省了改造费用。因此，本实用新型具能够在维持油田注水井现有管柱结构不变的情况下实现不投捞堵塞器即可调节各层配注量的优点，以及还具有使用方便、运行成本低廉、大大降低劳动强度、提高工作效率、节约测试成本的优点。
附图1为本实用新型的结构示意图；附图2为本实用新型闭环控制的逻辑框图；附图3为本实用新型的实施例所采用的单片机及电机驱动电路示意图，图中E表示供电电源；附图4为本实用新型放入油田注水井的偏心配水器中时其动力传动轴与堵塞器的传动轴连接时的工作示意图，图中的箭头表示高压注水的流动方向。
具体实施方式
本实用新型的实施例在本实施例中，流量计(6)采用现有技术中市场上出售的CLJC型存储式超声流量计，测试流量时，先将流量计放到需测试的配水器下面，测试油管中的总流量，再将流量计提到需测试的配水器上面，测试油管中的总流量，由流量计自动将两次的测量结果相减，得到通过堵塞器可调式阀门水嘴的注水流量；电机(5)采用市场上出售的型号为EC22型的伺服电机，在该种型号的电机上自带有电机驱动电路(8)的集成电路模块，其控制信号为TTL电平；单片机(7)采用市场上出售的型号为AT89C2051的单片机，控制电路还带有型号为MAX667的电源模块，其中AT89C2051为整个电路的核心，负责接收流量计的流量测试值并与流量期望值进行对比，根据比较结果输出控制信号，控制电机两个控制端的状态，使电机正转或反转，MAX667为稳压源，负责给数字电路部分提供电源，当电源电压低于10V时，还可以向单片机(7)发送中断信号，实现系统的欠压保护，扶正器(11)和投捞控制器(12)可直接采用现有技术中市场上出售的成品进行组装，制作时，将扶正器(11)和投捞控制器(12)分别同定连接在柱形壳体(9)的两端，在柱形壳体(9)内安装上电机(5)、流量计(6)以及单片机(7)和电机驱动电路(8)，在壳体(9)上再安装一个可以收拢和弹出的动力输出轴(10)，并使动力输出轴(10)与电机(5)的转轴连接，动力输出轴(10)的结构可采用现有技术中万向节轴的结构，动力输出轴(10)的收拢及弹出结构与现有投捞器的结构相同，将流量计(6)的输出信号连接到单片机(7)的信号输入端，将单片机(7)的输出信号连接到电机驱动电路(8)，将电机驱动电路(8)的输出信号连接到电机(5)控制其运转，电机(5)与动力输出轴(10)连接并带动其转动；在制作动力输出轴(10)时，在其前端制作出一个能与安装在油田注水井偏心配水器(13)中的堵塞器(1)上的传动轴(4)插接连接的内多边形插孔k即成。
权利要求1.一种油田注水井配注量自动调节装置，它包括扶正器(11)和投捞控制器(12)，其特征在于扶正器(11)和投捞控制器(12)分别连接在一个柱形壳体(9)的两端，在柱形壳体(9)内装有电机(5)、流量计(6)以及单片机(7)和电机驱动电路(8)，在壳体(9)上还安装有一个活动式动力输出轴(10)，流量计(6)输出信号到单片机(7)的信号输入端，单片机(7)输出信号到电机驱动电路(8)，电机驱动电路(8)输出信号到电机(5)控制其运转，电机(5)与动力输出轴(10)连接并带动其转动。
2.根据权利要求1所述的油田注水井配注量自动调节装置，其特征在于在动力输出轴(10)的前端设有能与安装在油田注水井偏心配水器(13)中的堵塞器(1)上的传动轴(4)连接的内多边形插孔k。
专利摘要本实用新型公开了一种油田注水井配注量自动调节装置，它将扶正器和投捞控制器分别连接在一个柱形壳体的两端，在柱形壳体内装有电机、流量计以及单片机和电机驱动电路，在壳体上还安装有一个活动式动力输出轴，流量计输出信号到单片机的信号输入端，单片机输出信号到电机驱动电路，电机驱动电路输出信号到电机控制其运转，电机与动力输出轴连接并带动其转动。本实用新型具能够在维持油田注水井现有管柱结构不变的情况下实现不投捞堵塞器即可自动调节各层配注量的优点，以及还具有使用方便、运行成本低廉、大大降低劳动强度、提高工作效率、节约测试成本的优点。
文档编号E21B43/20GK2653126SQ0325286
公开日2004年11月3日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者张鉴明, 徐仲英, 庞云伟, 林涛, 谢泰平, 杨洪亮, 曾鸿逊 申请人:贵州航天凯山石油仪器有限公司