一种用于井下液压控制的微型电动阀的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电动阀，尤其涉及一种用于井下液压控制的微型电动阀。
【背景技术】
[0002]目前石油天然气水平井、直井分段酸化、压裂工艺分限流法压裂和分级压裂方式，主流是分级压裂方式，包括化学分段压裂、封隔器分段压裂、水力喷射分段压裂、连续油管分段压裂和组合式完井工艺技术。分级压裂方式中，应用最广的是封隔器分段压裂、泵送桥塞分段压裂、投球+滑套封隔器分段、环空封隔器、双封单压分段压裂等方式。
[0003]其中，环空封隔器、泵送桥塞分段压裂分段数没有限制，但压裂作业不能连续，每段作业后需要重新射孔，作业完成后需要压井钻塞，作业周期长，费用高。
[0004]双封单压分段压裂需要拖动管柱，封隔器需要多次座封，施工周期长。投球+滑套封隔器分段压裂采用不同级差的球和球座，不动管柱一次可以完成多段压裂，但由于不同层位的滑套球座按照一定的梯度设计，限于管柱尺寸，封隔器分段数受限。
[0005]目前单井多层/级压裂技术多是采用裸眼井中投球启动滑套来开启每一层，不同层位的球座按照一定的梯度从上至下顺序减小，因此内通径要逐级降低，不能实现全通径，多级分段压裂、酸化级数受到限制。而且该类滑套打开后，没有关闭的功能。另一种方法是在套管井中采用选择性射孔、压裂，结合桥塞封隔每一层。这两种方法都涉及多步井下操作，包括射孔、切换滑套、坐桥塞，以及随后的连续油管磨铣等作业，使作业时间延长，成本
[0006]如要实现管柱内径全通径，酸化级数不受限制，需要设计出一种能自动开关的滑套以及能实现控制滑套开关的一种电动阀。
[0007]目前，国外所做的高温高压阀，比较知名的有如世伟洛克(swagelok) 83系列和H83系列的高温高压阀以及HOKE 76系列(如图5所示)，而此类阀外形尺寸都往往较大，而且多为方形外形，需要占用较大的安装空间，与石油等化工工业中井下常用的圆形管道安装环境难以很好的兼容。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种结构简单、操作方便、体积小、耐高温高压的用于井下液压控制的微型电动阀。
[0009]本发明所采用的技术方案为:一种用于井下液压控制的微型电动阀，它包括圆柱形阀体，在阀体上设置有阀孔，在阀孔内设置有可沿阀体滑动的阀杆，所述阀杆的一端连接动力输入装置，其特征在于:在阀杆与阀孔内壁之间沿轴向间隔设置有多个密封件，将阀杆与阀体之间隔成多个环形空间，在阀体的一侧沿轴向方向间隔设置有至少两个径向孔，各个径向孔对应与一个环形空间相连通，在阀杆上沿轴向方向至少设置有一个环形凹形部，所述环形凹形部能使相邻的两环形空间相连通。
[0010]按上述技术方案，在阀体的轴向方向依次设置有四个径向孔，分别为第一方向孔、液压孔、第二方向孔、泄流孔，在阀杆上设置有两个环形凹形部，在阀体内设置有沟通孔，所述沟通孔的一端与相邻于第一方向孔的环形空间相连通，另一端与泄流孔相连通。
[0011]按上述技术方案，所述密封件包括密封圈和设置在密封圈两侧的垫环。
[0012]按上述技术方案，在阀体上设置有多个管线对应与各个径向孔密封连接。
[0013]按上述技术方案，在每个管线的下端设置有环形凹槽，在阀体上偏离阀体的轴线横向贯穿设置有至少一个横向安装位，在横向安装位内对应管线的环形凹槽的两侧对称设置有插板，两对向设置的插板将管线卡接在阀体上，各插板固定设置在阀体上。
[0014]按上述技术方案，所述动力输入装置包括电机、与电机输出轴固定连接的丝杠、与丝杠螺纹连接的螺母，所述螺母与阀杆的一端固定相连。
[0015]按上述技术方案，所述电动阀的阀体外径为15_25mm，长40_70mm，管线的外径为2-4mm，所述阀杆上的环形凹形部长0.2-0.4mm。
[0016]按上述技术方案，所述微型电动阀用于井下开关滑套的方向控制。
[0017]所述微型电动阀用于井下开关滑套的方向控制。
[0018]按上述技术方案，所述开关滑套包括上变扣接头、液压活塞、第一管汇接头、第二管汇接头、动力活塞、滑套外筒、滑套芯子、下变扣接头和电路控制模块，上变扣接头套装在第一管汇接头的上端形成液压活塞腔和泄流腔，在液压活塞腔内设置有液压活塞，液压活塞的下端形成液压腔，第一管汇接头的下端与第二管汇接头的上端相套接且使两者之间形成密闭的电器控制室，所述微型电动阀及电路控制模块设置在电器控制室内，第二管汇接头的下端插装在动力活塞的上端和滑套外筒的上端之间，所述动力活塞的下端与滑套芯子相连，所述动力活塞的外周设置有凸缘与第二管汇接头密封配置，所述滑套外筒的下端与下变扣接头连接，在第一管汇接头和第二管汇接头之间设置有第一进油管、第二进油管、第一回油管和第二回油管，第一进油管的两端分别连接液压腔与动力活塞凸缘的上腔；第二进油管的两端分别连接液压腔与动力活塞凸缘的下腔，第一回油管的两端分别连接泄流腔与动力活塞凸缘的上腔，第二回油管的两端分别连接泄流腔与动力活塞凸缘的下腔，所述第一进油管、第二进油管、第一回油管和第二回油管对应与微型电动阀的四根管线相连，电路控制模块用于控制微型电动阀的开闭。
[0019]按上述技术方案，上变扣接头的内壁和第一管汇接头的上端留有间隙形成压力液通道。
[0020]本发明所取得的有益效果为:本发明结构简单、体积小，耐压高，可用于井下超高压、狭小空间的工作环境；本发明采用程控式控制电机对微型电动阀进行操控，在油气井分段措施施工时实现了开关滑套的方向控制，利用井下液体压力作为换向的动力，客服了井下高压、狭小空间的影响，可大大缩短分段措施作业时间；通过采用本发明的开关滑套后，不需要通过投球压裂，通过本发明可实现管柱内径全通径，滑套使用数量不受限制，解决了压裂级数受限的难题，简化系统的安装工艺，提高系统的工作效率，且操作简单，只需给出相应控制信号，控制微型电动阀的正反转，即可实现油口的换向，完成系统压裂口的打开和关闭功能。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的主剖视图。
[0022]图2为本发明的侧剖视图。
[0023]图3为本发明的一种状态示意图。
[0024]图4为本发明的另一种状态不意图。
[0025]图5为本发明中涉及到的一种开关滑套的结构图。
[0026]图6、7为液压活塞、动力活塞动作的原理示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]如图1-2所示，本实施例提供的一种用于井下液压控制的微型电动阀，它包括圆柱形阀体5，在阀体5上设置有阀孔，在阀孔内设置有可沿阀体滑动的阀杆11，阀杆11的两端设置有压帽14，所述阀杆11的一端头伸出阀体后连接动力输入装置，在阀杆11与阀孔内壁之间沿轴向间隔设置有多个密封件，将阀杆与阀体之间隔成多个环形空间17，其中，所述密封件包括密封圈12和设置在密封圈12两侧的垫环13，在阀体5的一侧沿轴向方向间隔设置有至少两个径向孔，各个径向孔对应与一个环形空间17相连通，在阀杆11上沿轴向方向至少设置有一个环形凹形部15，所述环形凹形部15能使相邻的两环形空间相连通。
[0029]本实施例以二位四通换向阀为例进行说明，在阀体5的轴向方向依次设置有四个径向孔，在阀体5上设置有4个管线对应与各个径向孔密封连接，分别为第一方向管线6、液压管线7、第二方向管线8、泄流管线9，在阀杆11上设置有两个环形凹形部15，在阀体5内设置有沟通孔16，所述沟通孔16的一端与相邻于第一方向孔6的环形空间(即图3中位于第一方向孔6左侧的相邻环形空间)相连通，另一端与泄流孔9相连通。
[0030]本发明中，为了更好的固定各个管线，如图2所示，在每个管线的下端设置有环形凹槽17，在阀体5上偏离阀体的轴线横向贯穿设置有至少一个横向安装位(图中为两个横向安装位)，在横向安装位内对应管线的环形凹槽17的两侧对称设置有插板10，两对向设置的插板10将管线卡接在阀体5上，各插板10固定设置在阀体5上。
[0031]本发明中，所述动力输入装置包括电机1、与电机I输出轴固定连接的丝杠3、与丝杠螺纹连接的螺母4，所述螺母4与阀杆11的一端固定相连，在电机与阀体5之间螺纹连接有套筒2。
[0032]本发明中，所述电动阀的阀体外径为15_25mm，长40_70mm，管线的外径为2_4mm，所述阀杆上的环形凹形部长0.2-0.4mm。
[0033]本发明的过程为:当给电机I通电，电机I顺时针旋转时，同时带动丝杠3顺时针旋转，螺母4向右运动，推动阀杆11向右运行，阀杆11运行到设计的