位置后，丝杠3空转，阀杆11不再向前运行，此时液压管线与第一方向管线联通，同时泄流管线与第二方向管线联通，液体在阀内流动方向如图3所示。
[0034]当电机I逆时针旋转时，同时带动丝杠3逆时针旋转，螺母4向左运动，带动阀杆11向左运行，阀杆11运行到设计的位置后，丝杠3空转，阀杆11不再向前运行，此时液压管线与第二方向管线联通，同时泄流管线通过沟通孔与第一方向管线联通，液体在阀内流动方向如图4所示。
[0035]通过电机带动阀杆往复运行完成阀的换向，本发明可用于井下分段压裂控制的开关滑套的开关的控制，其中，开关滑套的结构如图5所示，其包括上变扣接头18、液压活塞19、第一管汇接头21、第二管汇接头26、动力活塞27、滑套外筒29、滑套芯子28、下变扣接头30和电路控制模块，上变扣接头18套装在第一管汇接头21的上端，液压活塞19套装在第一管汇接头21的上端，其下端与上变扣接头18的内壁和第一管汇接头21的外壁形成液压腔20，在上变扣接头18的内壁和第一管汇接头21的外壁之间设置泄流腔22，第一管汇接头21的下端与第二管汇接头26的上端相套接且使第一管汇接头下端内壁和第二管汇接头上端内壁形成电器控制室25，其中，本发明的微型电动阀24设置在电器控制室25内，第二管汇接头26的下端插装在动力活塞27和滑套外筒29之间，所述动力活塞27的下端与滑套芯子28固定连接，所述动力活塞27的外周设置有凸缘与第二管汇接头26密封配置，在第一管汇接头21和第二管汇接头26之间设置有第一进油管23、第二进油管31、第一回油管33和第二回油管32。凸缘的上端的环形空间形成动力活塞27凸缘的上腔，凸缘的下端环形空间形成动力活塞27凸缘的下腔。第一进油管23的两端分别连接液压腔20与动力活塞27凸缘的上腔；第二进油管31的两端分别连接液压腔20与动力活塞凸缘27的下腔，第一回油管33的两端分别连接泄流腔22与动力活塞27凸缘的上腔，第二回油管32的两端分别连接泄流腔22与动力活塞27凸缘的下腔。其中，第一进油管23、第二进油管31、第一回油管33和第二回油管32上分别对应与微型电动阀24的四根管线相连。其中，在滑套芯子28上设有进液孔，在滑套外筒29上设置有压裂通道。
[0036]本发明中，上变扣接头18的内壁和第一管汇接头21的上端留有间隙形成压力液通道，液压装置通过压力液通道传递压力。
[0037]本发明中，所述动力活塞27的上、下两端分别与第二管汇接头26和滑筒外套29密封配合。
[0038]电路控制模块包括电机驱动单元、控制及指令信号检测单元、数据采集及存储单元、低功耗单元。数据采集及存储单元与控制及指令信号检测单元电连接，控制及指令信号检测单元与电机驱动单元电连接，电机驱动单元对应与微型电动阀7电连接。数据采集及存储单元用于采集及存储地面传送的指令信号，控制及指令信号检测单元对数据采集及存储单元传送的指令信号进行读取，从而控制电机驱动单元按照预先设定的程序操作，控制相应的微型电动阀24开关。
[0039]将开关滑套与油管连接，可根据需要一趟管柱下入多个装置至预定层段。当进行酸化压裂施工时，需要打开或关闭某一层段的电动开关滑套时，由地面给出该层段特定的指令信号，当指令信号传至该层段的电动开关滑套时，由数据采集及存储单元采集及存储地面传送的指令信号，控制及指令信号检测电路将对该指令信号进行读取，从而控制电机驱动单元按照预先设定的程序操作，控制相应的微型电动阀24开关，完成微型电动阀24的相应动作。
[0040]图6、7为液压活塞、动力活塞动作(即液压执行机构)原理示意图，由图可知，井下控制电路接收到指令信号驱动微型电动阀启动，控制液压执行机构运动方向来实现滑套开关的打开和关闭，微型电动阀控制一组液压油路打开，同时另一组液压油路关闭。液压腔中液压活塞19在井下液压的作用下向右移动，将液压油压于动力活塞27腔体的一端，动力活塞27腔体的另一端的液压油被压于泄流腔22中，这样实现动力活塞的往复动作。液压执行机构的动作是由井下压力通过液压传动装置来输出，同时液压传动装置为液压执行机构提供液压旋环驱动油。
【主权项】
1.一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。
2.根据权利要求1所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于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。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于所述密封件包括密封圈和设置在密封圈两侧的垫环。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于在阀体上设置有多个管线对应与各个径向孔密封连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于，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。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于，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。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于，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。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于，所述微型电动阀用于井下开关滑套的方向控制。
9.根据权利要求8所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于，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。
10.根据权利要求9所述的一种用于井下液压控制的微型电动阀，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了一种用于井下液压控制的微型电动阀，它包括阀体和阀杆，所述阀杆的一端连接动力输入装置，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。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。
【IPC分类】E21B34-08
【公开号】CN104563961
【申请号】CN201410846018
【发明人】汪团员, 谢小辉, 樊丽丽, 赵立帅, 梁辰
【申请人】中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日