专利名称：一种旋转活塞式井下堵水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种旋转活塞式井下堵水器，属油田采油工程井下作业分层找堵水装置技术领域，特别涉及含水率高油井任意层位的找堵水工具。
背景技术：
油田进入开发后期，油井含水率上升，在采油过程中需关闭高含水层、打开低含水层进行生产，井下找堵水开关器为安装在井下管柱的封隔器之间，进行分层堵水作业。目前国内外使用的井下找堵水开关类型比较多，如专利号为“ZL 2007200848058.4”，名称为“井下智能开关器”的中国实用新型专利所公开的井下智能开关器、专利号为“ZL200720003208”，名称为“一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关”的中国实用新型专利所公开的井下压电控制开关，以及专利号为“ZL201020219884. 7”，名称为“旋转活塞控制式井下开关器”的中国实用新型专利所公开的控制式井下开关器。其组成均为电池组、压力传感器、控制器、驱动电机、开关阀组成，分别采用同心和偏心结构。开关的控制器通过接收地面压力脉冲时间信号，通过分析信号驱动电机正反转，从而实现开关器开关。以上三种开关器均能实现不动管柱，在生产状态下实现地层打开和关闭。以上三种开关器均采用底部进液模式，液体对活塞轴向存在压力，开关器开时，压力值为动液面压力，开关器关闭时，活塞轴向压力值为地层压力。地层压力对活塞始终存在轴向压力，则压力会通过活塞和驱动螺杆至电机轴。因此当动液面较低或者地层压力较低时，驱动电机能克服外部不利环境进行工作，但当动液面在井口时会造成电机驱动能力不足；深井地层压力过高时，会造成开关无法打开，甚至会造成机构损坏。总之，以上开关器的结构在打开或关闭状态一直有轴向力存在，开关器受动液面和地层压力影响较大，造成分层不准确或者设备损坏。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的动液面和地层压力对活塞产生轴向压力影响堵水效果的缺陷，提供一种能在油井生产状态下可靠实现分层找堵水工艺的旋转活塞式井下堵水器。本实用新型由电池、控制电路、压力传感、驱动电机、活塞套、旋转活塞、单向阀、下接头、接头、控制舱短节、油管组成，下接头为圆柱形结构通过螺纹与接头和油管依次连接，下接头上部开有中心凹槽，其侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道，进液通道内安装有单向阀；活塞套通过螺纹安装在下接头的中心凹槽内，活塞套侧壁开有进液口和出液口 ；旋转活塞整体为圆柱形结构，中部设有缩径段，其缩径段与活塞套内壁之间形成塞套环空，旋转活塞在下端圆柱面开有活塞进液槽，旋转活塞下部设有两个呈90度分布的第一限位件和第二限位件；活塞套与旋转活塞的限位件相对应的位置开有两个呈180度分布的第一限位槽和第二限位槽。所述的下接头的中心凹槽与活塞套之间安装有密封圈。所述的旋转活塞与活塞套内壁之间安装有密封圈。[0007]所述的活塞套侧壁上进液口和出液口分别为两个相互对称的口。本实用新型的有益功效在于本实用新型克服了活塞轴向受动液面和地层压力影 响而不能可靠开关的缺点，实现方便可靠调层，能在油井生产状态下实现可靠分层的找堵 水工艺，且旋转活塞式井下堵水器开关一次电机仅需旋转90度，降低了能耗。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。图2为本实用新型旋转活塞关闭状态结构示意图。图3为本实用新型旋转活塞开启状态结构示意图。图4为本实用新型活塞周向限位件截面示意图。图5为本实用新型活塞套周向限位槽截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述本实用新型主要用于油井分层找堵水，与封隔器等井下工具配套使用，实现油井 单层或任意层组合采油。参见图1，本实用新型由电池1、控制电路2、压力传感3、驱动电机4、活塞套5、旋 转活塞6、单向阀10、下接头12、接头14、控制舱短节15、油管16组成，下接头12为圆柱形 结构，通过螺纹与接头14和油管16依次连接，下接头12上部开有中心凹槽，其侧壁上开有 与中心凹槽连通的径向进液通道11，进液通道11内安装有单向阀10，可确保地面打压的有 效性，防止压力打入地层；活塞套5通过螺纹安装在下接头12的中心凹槽内，活塞套5侧壁 开有进液口 9和出液口 7 ;旋转活塞6整体为圆柱形结构，中部设有缩径段，其缩径段与活 塞套5内壁之间形成塞套环空8，旋转活塞6在下端圆柱面开有活塞进液槽13，旋转活塞6 下部设有两个呈90度分布的限位件51和限位件52 ;活塞套5与旋转活塞6的限位件相对 应的位置开有两个呈180度分布的限位槽61和限位槽62。所述的下接头12的中心凹槽与活塞套5之间安装有密封圈。所述的旋转活塞6与活塞套5内壁之间安装有密封圈。所述的活塞套5侧壁上进液口 9和出液口 7分别为两个相互对称的口。使用时，管柱由上及下依次为丢手、封隔器、旋转活塞式井下堵水器、封隔器、丝 堵，封隔器坐封后丢手，本实用新型通过地面压力脉冲信号进行找堵水工作。压力传感器3 接收井口油套环空压力脉冲信号，压力信号经电路调理后输入以单片机为核心的控制电路 2，控制电路通过判断一定时间内脉冲个数确定驱动电机4的正反转。参见图1，电池1为系统供电，如设定10分钟内控制电路接收5个脉冲信号则驱动 电机4正转，从而驱动旋转活塞6右旋转90度，旋转活塞式井下堵水器打开；10分钟内接 收到8个信号则驱动电机4反转旋转活塞6左旋转90度，旋转活塞式井下堵水器关闭。通 过油套环空打压至规定值为一个脉冲信号，通过“打压一泄压一打压一泄压……”传递脉冲 信号，脉冲计数控制模式使控制电路对控制信号的接收更简单，无需严格控制打压时间，大 大降低了施工难度，使打开方式简单，电机运行时间短，节约电能。旋转活塞6和活塞套5上设有周向限位结构(参见图4、图5)，当旋转活塞右限位件62右旋至活塞套右旋限位52位置后，驱动电机4停止运行，活塞进液口 9与活塞进液槽13连通，液体通过活塞环空8与活塞出液口 7连通，此时，地层液体进入油管16，抽油机可将液体抽出地面。同理，电机反转驱动旋转活塞6左旋，旋转活塞左限位件61至活塞套左限位51位置后，活塞套进液口 9不与活塞出液口 7连通，本实用新型器关闭，隔离地层液体与油管16之间的流道，封堵该地层。参见图2，图3，分别为本实用新型压力平衡式旋转活塞6与活塞套5的配合状态，液体经下接头12侧壁上的径向进液通道11进入旋转活塞6和活塞套5之间的流道内流动时，液体对活塞6的上、下轴向压力F1与F2因受力面大小相等方向相反而平衡，并未对压力平衡式旋转活塞6产生轴向推力，避免了旋转活塞6在打开过程中因轴向压力而导致的打不开或打开困难。同理，旋转活塞6左旋关闭开关器时也不受轴向推力影响。这种平衡式活塞结构，避免了动液面的地层压力对活塞运行的影响，使其工作更可靠。
权利要求1.一种旋转活塞式井下堵水器，由电池(I)、控制电路(2)、压力传感(3)、驱动电机(4)、活塞套(5)、旋转活塞(6)、单向阀(10)、下接头(12)、接头(14)、控制舱短节(15)、油管(16)组成，其特征在于下接头(12)为圆柱形结构，通过螺纹与接头(14)和油管(16) 依次连接，下接头(12)上部开有中心凹槽，其侧壁上开有与其中心凹槽连通的径向进液通道(11)，进液通道(11)内安装有单向阀(10)，活塞套(5)通过螺纹安装在下接头(12)的中心凹槽内，活塞套(5)侧壁开有进液口(9)和出液口(7);旋转活塞(6)整体为圆柱形结构， 中部设有缩径段，其缩径段与活塞套(5)内壁之间形成塞套环空(8)，在旋转活塞(6)下端圆柱面开有活塞进液槽(13)，旋转活塞(6)下部设有两个呈90度分布的第一限位件(51) 和第二限位件(52);活塞套(5)与旋转活塞￠)的限位件相对应的位置开有两个呈180度分布的第一限位槽(61)和第二限位槽(62)。
2.如权利要求1所述的旋转活塞式井下堵水器，其特征在于所述的下接头(12)的中心凹槽与活塞套(5)之间安装有密封圈。
3.如权利要求1所述的旋转活塞式井下堵水器，其特征在于所述的旋转活塞(6)与活塞套(5)内壁之间安装有密封
圈。4.如权利要求1所述的旋转活塞式井下堵水器，其特征在于所述的活塞套(5)侧壁上进液口(9)和出液口(7)分别为两个相互对称的口。
专利摘要本实用新型涉及一种旋转活塞式井下堵水器，由电池、控制电路、压力传感、驱动电机、活塞套、旋转活塞、单向阀、下接头、接头、控制舱短节、油管组成。下接头为通过螺纹与接头和油管依次连接，上部开有中心凹槽，其侧壁上开有与中心凹槽连通的进液通道，进液通道内安装有单向阀；活塞套通过螺纹安装在下接头的中心凹槽内，活塞套侧壁开有进液口和出液口；旋转活塞整体为圆柱形结构，中部设有缩径段，其缩径段与活塞套内壁之间形成塞套环空，旋转活塞在下端圆柱面开有活塞进液槽，旋转活塞下部设有两个呈90度分布的第一限位件和第二限位件；活塞套与旋转活塞的限位件相对应的位置开有两个呈180度分布的第一限位槽和第二限位槽。
文档编号E21B33/10GK202866737SQ20122045155
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者张俊亮, 韩进, 张强德, 黎文才, 曹海燕, 李丽云 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院