层间免扰式配水调节器的制作方法

本发明涉及油田开采，尤其涉及层间免扰式配水调节器。

背景技术：

1、油田开采过程中，需要在注水井中下入封隔器，将差异较大的油层分隔开，再使用配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水得到加强，整个过程为分层注水。传统的配水调节器的驱动机构暴露在工作环境的空气中，易造成元件腐蚀，缩短使用寿命。

2、申请号为201910565851 .3的中国发明专利提供了一种配水器，通过外壳、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，使得驱动元件在液封环境下工作，避免与外界气体接触，提升使用寿命。

3、但是，本申请人发现，现有技术至少还存在以下问题：

4、驱动元件需要电力提供动力，整个装置需要较多电路元件进行执行动作，井下高温等环境会导致电路元件故障率大大提升，容易造成故障停机，增加时间成本和维护成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出层间免扰式配水调节器，以解决井下高温等环境会导致电路元件故障率大大提升，容易造成故障停机，增加时间成本和维护成本的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了层间免扰式配水调节器，包括首尾相连的第一接头、连接管以及第二接头，连接管外部套设有外壳，连接管内部套设有主通管，第一接头上开设有第一水道，第二接头上开设有第二水道，主通管连通第一水道与第二水道，主通管上开设有通孔，主通管局部套设有隔断套，对通孔进行封堵，所述配水器还包括：气动元件，套设于主通管上，将连接管与主通管之间的空腔隔断为气腔与注水腔，气腔连通有设于第一接头上的第一注气道，第一注气道用于改变气腔的气压，驱动隔断套旋转，连通主通管与注水腔，使得主通管中的液体注入注水腔中；

3、液动元件，套设于主通管上，与气动元件共同构成注水腔，注水腔中注入液体压力改变，液动元件移动；

4、注水口，连通注水腔与注水层；

5、阀门元件，安装于注水口上，控制注水口的通断；

6、第一控制气道，开设于第一接头上，连接有控制气管，控制气管连通液动元件。

7、自第一水道注入液体，液体自主通管流向第二水道，并进入下层，当需要进行注水时，通过第一注气道向着气腔中注气，气腔中气压上升，气动元件驱动隔断套旋转设定角度，使得隔断套不再对通孔进行封堵，通孔与注水腔接通，主通管中的液体进入至注水腔中，注水腔中被注水后，内部压强增大，此时液动元件被挤压移动，液动元件移动至设定位置后，将控制气管与阀门元件接通，此时向着第一控制气道注气，并控制注气的压力，从而控制阀门元件调节注水口的开度，控制注水的压力以及流量等，而由于注水的持续，注水腔中始终保持有一定的压强，使得在注水过程中，控制气管与阀门元件保持接通。通过气动控制驱动元件控制阀门开度，能够减少电路元件的使用，避免在井下环境中电路元件容易故障造成损失工时以及提高维修成本的问题。

8、可选的，所述气动元件包括套设于主通管外部的压动活塞，压动活塞与第一接头之间形成气腔，压动活塞连接有第一弹力件，第一弹力件连接有螺旋套，螺旋套套设于隔断套上，隔断套上开设有与通孔相适配的避让口，螺旋套与隔断套外周螺纹配合，螺旋套用于上下移动带动隔断套旋转，螺旋套连接有伸缩套，伸缩套连接有固定凸台，固定凸台固定安装于连接管内部，固定凸台上安装有密封轴承，密封轴承与所述隔断套密封连接，螺旋套与固定凸台之间连接有第二弹力件。

9、可选的，所述液动元件上安装有立杆，立杆上安装有限位板，所述隔断套的外壁上设有与限位板相配合的锁定板，注水腔注水致液动元件下移，限位板移动至于锁定板相接触的位置，限制隔断套继续旋转。

10、可选的，所述连接管上安装有导向套，立杆安装于导向套中，导向套对立杆进行导向。

11、可选的，所述压动活塞上开设有对位气道，连接管上开设有连接气道，第二接头上设有与连接气道连通的第二注气道，所述压动活塞下方设有限位台，用于对压动活塞托底限位，所述第一弹力件的弹力系数大于第二弹力件。

12、当注水腔中注水，并开始对此层进行注水时，由于限位板与锁定板的相互配合，限制隔断套的继续旋转，则继续加压气腔，螺旋套不再下移，此时压动活塞下移，直至下移至于限位台贴合，使得对位气道与连接气道连通，可向着下一层的配水调节器进行充气调节，下一层的气腔的第一阈值设定大于此层的第二阈值，并以此类推，能够实现对多层进行层间注水，当此层不进行注水时，对直接将气腔中加压知第二阈值，则主通管与注水腔无连通过程，不注水，直接跳过此层进行下层注水。

13、可选的，所述液动元件包括套设于主通管上的升降塞，升降塞底部安装有复位弹力件，所述升降塞上开设有与控制气管连通的导向气道，连接管上开设有与导向气道相配合的阀门气道，阀门气道中安装有顶动活塞，顶动活塞连接有顶杆，顶杆与阀门元件相连接。

14、可选的，所述阀门元件包括安装于注水口上的阀门，注水口内壁上方开设有回缩槽，回缩槽中安装有弹性压缩杆，弹性压缩杆与阀门固定连接，所述弹性压缩杆用于驱动阀门对注水口进行常闭，所述顶杆与阀门固定连接。

15、可选的，所述导向气道中安装有回缩弹力件，回缩弹力件端部连接有堵头，堵头对导向气道进行阻塞，阀门气道内径大于堵头外径。

16、可选的，所述升降塞下方设有限位台，限位台用于升降塞的最低位置，升降塞处于最低位置时，导向气道与阀门气道对接。

17、可选的，所述第一接头上开设有多组第一控制气道，多组第一控制气道其中一组连接控制气管，所述控制气管用于控制本层配水器，其余第一控制气道分别连接有连接气管，第二接头上开设有多组第二控制气道，第二控制气道分别与连接气管一一对接，用于走线控制下层配水调节器。

18、本发明的有益效果：本发明提供层间免扰式配水调节器，通过第一注气道向着气腔中注气，气腔中气压上升，气动元件驱动隔断套旋转设定角度，使得隔断套不再对通孔进行封堵，通孔与注水腔接通，主通管中的液体进入至注水腔中，注水腔中被注水后，内部压强增大，此时液动元件被挤压移动，液动元件移动至设定位置后，将控制气管与阀门元件接通，此时向着第一控制气道注气，并控制注气的压力，从而控制阀门元件调节注水口的开度，控制注水的压力以及流量等，而由于注水的持续，注水腔中始终保持有一定的压强，使得在注水过程中，控制气管与阀门元件保持接通。通过气动控制驱动元件控制阀门开度，能够减少电路元件的使用，避免在井下环境中电路元件容易故障造成损失工时以及提高维修成本的问题。

技术特征：

1.层间免扰式配水调节器，包括首尾相连的第一接头（101）、连接管（201）以及第二接头（106），连接管（201）外部套设有外壳（501），连接管（201）内部套设有主通管（301），第一接头（101）上开设有第一水道（102），第二接头（106）上开设有第二水道（107），主通管（301）连通第一水道（102）与第二水道（107），主通管（301）上开设有通孔（302），主通管（301）局部套设有隔断套（401），对通孔（302）进行封堵，其特征在于，所述配水调节器还包括：

2.根据权利要求1所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述气动元件包括套设于主通管（301）外部的压动活塞（304），压动活塞（304）与第一接头（101）之间形成气腔（303），压动活塞（304）连接有第一弹力件（306），第一弹力件（306）连接有螺旋套（307），螺旋套（307）套设于隔断套（401）上，隔断套（401）上开设有与通孔（302）相适配的避让口（402），螺旋套（307）与隔断套（401）外周螺纹配合，螺旋套（307）用于上下移动带动隔断套（401）旋转，螺旋套（307）连接有伸缩套（308），伸缩套（308）连接有固定凸台（311），固定凸台（311）固定安装于连接管（201）内部，固定凸台（311）上安装有密封轴承（312），密封轴承（312）与所述隔断套（401）密封连接，螺旋套（307）与固定凸台（311）之间连接有第二弹力件（309）。

3.根据权利要求1所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述液动元件上安装有立杆（410），立杆（410）上安装有限位板（412），所述隔断套（401）的外壁上设有与限位板（412）相配合的锁定板（409），用于限制隔断套（401）继续旋转。

4.根据权利要求3所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述连接管（201）上安装有导向套（411），立杆（410）安装于导向套（411）中，导向套（411）对立杆（410）进行导向。

5.根据权利要求2所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述压动活塞（304）上开设有对位气道（310），连接管（201）上开设有连接气道（202），第二接头（106）上设有与连接气道（202）连通的第二注气道（108），所述压动活塞（304）下方设有限位台（305），用于对压动活塞（304）托底限位，所述第一弹力件（306）的弹力系数大于第二弹力件（309）。

6.根据权利要求1所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述液动元件包括套设于主通管（301）上的升降塞（404），升降塞（404）底部安装有复位弹力件（405），所述升降塞（404）上开设有与控制气管（105）连通的导向气道（406），连接管（201）上开设有与导向气道（406）相配合的阀门气道（203），阀门气道（203）中安装有顶动活塞（208），顶动活塞（208）连接有顶杆（207），顶杆（207）与阀门元件相连接。

7.根据权利要求6所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述阀门元件包括安装于注水口（206）上的阀门（205），注水口（206）内壁上方开设有回缩槽（209），回缩槽（209）中安装有弹性压缩杆（204），弹性压缩杆（204）与阀门（205）固定连接，所述弹性压缩杆（204）用于驱动阀门（205）对注水口（206）进行常闭，所述顶杆（207）与阀门（205）固定连接。

8.根据权利要求6所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述导向气道（406）中安装有回缩弹力件（407），回缩弹力件（407）端部连接有堵头（408），堵头（408）对导向气道（406）进行阻塞，阀门气道（203）内径大于堵头（408）外径。

9.根据权利要求6所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述升降塞（404）下方设有限位台，所述限位台用于限制升降塞（404）的最低位置，导向气道（406）与阀门气道（203）在升降塞（404）处于最低位置时对接。

10.根据权利要求1所述的层间免扰式配水调节器，其特征在于，所述第一接头（101）上开设有多组第一控制气道（104），多组第一控制气道（104）其中一组连接控制气管（105），所述控制气管（105）用于控制本层配水器，其余第一控制气道（104）分别连接有连接气管（110），第二接头（106）上开设有多组第二控制气道（109），第二控制气道（109）分别与连接气管（110）一一对接，用于走线控制下层配水调节器。

技术总结
本发明涉及油田开采技术领域，具体涉及层间免扰式配水调节器，通过设置有首尾相连的第一接头、连接管以及第二接头，连接管外部套设有外壳，连接管内部套设有主通管，主通管外部具有注水腔与气腔，通过向气腔中注气，使得主通管向注水腔中注水，改变注水腔的压强后，接通第一控制气道与阀门元件之间的气动连接，从而通过改变第一控制气道的注气压强，调节阀门元件，改变注水口的开度，调整注水流量。通过气动控制驱动元件控制阀门开度，能够减少电路元件的使用，避免在井下环境中电路元件容易故障造成损失工时以及提高维修成本的问题。

技术研发人员：边婷婷,孙博洋,商俊杰,杨梓歆,兰子文,高茜
受保护的技术使用者：东营市华科石油科技开发有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12