全文摘要
本发明属于油田井下工具领域，尤其涉及一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，包括配水器外壳和安装在配水器外壳内的阀芯，还包括电磁开关器；所述的上接头和安装主体之间设置有上衬管，上衬管的上下两端分别插装在上接头和安装主体内侧的止口内，上衬管的外侧设置有转动套，转动套上端的外侧镶嵌有磁钢，转动套下端的外侧设置有大齿轮，所述的阀芯插装在安装主体上的一个轴向安装孔内，阀芯的上端通过螺纹与阀杆连接，阀杆的上端固定连接有小齿轮，小齿轮与所述的大齿轮啮合；本发明采用下放电磁开关器的方式实现配水器内阀门的开关，配水器的井下部分无需设置电路结构，从而提高了配水器的可靠性。
主设计要求
1.一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，包括配水器外壳和安装在配水器外壳内的阀芯(7)，配水器外壳的结构包括由上至下依次通过螺纹连接的上接头(1)、上筒体(2)、安装主体(3)、下筒体(4)和下接头(5)，所述的阀芯(7)安装在所述的安装主体(3)内，安装主体(3)的侧面与所述阀芯(7)对应的位置处设置有过液孔(6)，其特征在于：还包括电磁开关器；所述的上接头(1)和安装主体(3)之间设置有上衬管(25)，上衬管(25)的上下两端分别插装在上接头(1)和安装主体(3)内侧的止口内，上衬管(25)的外侧设置有转动套(13)，转动套(13)上端的外侧镶嵌有磁钢(12)，转动套(13)下端的外侧设置有大齿轮(11)，所述的阀芯(7)插装在安装主体(3)上的一个轴向安装孔内，阀芯(7)的侧面设置有滑槽(26)，安装主体(3)上与滑槽(26)对应设置有导向销(8)，导向销(8)固定安装在安装主体(3)上，导向销(8)的端部插在所述的滑槽(26)内，阀芯(7)的上端通过螺纹与阀杆(9)连接，阀杆(9)的上端固定连接有小齿轮(10)，小齿轮(10)与所述的大齿轮(11)啮合；所述的电磁开关器通过电缆(22)与地面的电源连接以实现供电，电磁开关器的结构包括上壳体(14)和下壳体(18)，上壳体(14)上端的内侧安装有电机A(24)，上壳体(14)的外侧套有胶筒(15)，胶筒(15)的下侧设置有压板(17)，压板(17)的中央通过螺纹与所述电机A(24)的输出轴连接，所述上壳体(14)的下端设置有至少三条轴向切口(16)，轴向切口(16)将上壳体(14)的下端分隔成至少三个独立的弧形板(23)，所述的压板(17)上加工有供所述弧形板(23)穿过的弧形孔；所述下壳体(18)的上端通过螺钉(27)连接在上壳体(14)的下端，下壳体(18)内设置有电机B(19)，电机B(19)的输出轴上安装有导体转子(20)；所述的下壳体(18)由非铁磁性材料制成；所述下壳体(18)的下端设置有引导头(21)。
设计方案
1.一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，包括配水器外壳和安装在配水器外壳内的阀芯(7)，配水器外壳的结构包括由上至下依次通过螺纹连接的上接头(1)、上筒体(2)、安装主体(3)、下筒体(4)和下接头(5)，所述的阀芯(7)安装在所述的安装主体(3)内，安装主体(3)的侧面与所述阀芯(7)对应的位置处设置有过液孔(6)，其特征在于：还包括电磁开关器；
所述的上接头(1)和安装主体(3)之间设置有上衬管(25)，上衬管(25)的上下两端分别插装在上接头(1)和安装主体(3)内侧的止口内，上衬管(25)的外侧设置有转动套(13)，转动套(13)上端的外侧镶嵌有磁钢(12)，转动套(13)下端的外侧设置有大齿轮(11)，所述的阀芯(7)插装在安装主体(3)上的一个轴向安装孔内，阀芯(7)的侧面设置有滑槽(26)，安装主体(3)上与滑槽(26)对应设置有导向销(8)，导向销(8)固定安装在安装主体(3)上，导向销(8)的端部插在所述的滑槽(26)内，阀芯(7)的上端通过螺纹与阀杆(9)连接，阀杆(9)的上端固定连接有小齿轮(10)，小齿轮(10)与所述的大齿轮(11)啮合；
所述的电磁开关器通过电缆(22)与地面的电源连接以实现供电，电磁开关器的结构包括上壳体(14)和下壳体(18)，上壳体(14)上端的内侧安装有电机A(24)，上壳体(14)的外侧套有胶筒(15)，胶筒(15)的下侧设置有压板(17)，压板(17)的中央通过螺纹与所述电机A(24)的输出轴连接，所述上壳体(14)的下端设置有至少三条轴向切口(16)，轴向切口(16)将上壳体(14)的下端分隔成至少三个独立的弧形板(23)，所述的压板(17)上加工有供所述弧形板(23)穿过的弧形孔；所述下壳体(18)的上端通过螺钉(27)连接在上壳体(14)的下端，下壳体(18)内设置有电机B(19)，电机B(19)的输出轴上安装有导体转子(20)；
所述的下壳体(18)由非铁磁性材料制成；
所述下壳体(18)的下端设置有引导头(21)。
2.根据权利要求1所述的一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，其特征在于：所述的导体转子(20)由黄铜制成。
3.根据权利要求1所述的一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，其特征在于：作为替换方案，所述导体转子(20)为电磁铁。
4.根据权利要求1所述的一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，其特征在于：所述的下壳体(18)和上衬管(25)均由无磁不锈钢制成。
设计说明书
技术领域
本发明属于油田井下工具领域，尤其涉及一种依靠电磁驱动实现开关的配水器。
背景技术
配水器是油田注水工艺实施过程中必须用到的一种井下工具，配水器内设置有阀门结构，配水器在井下安装完毕后，通过控制阀门的开关实现对相应地层注水时机的控制。电控注水器是近些年来研发出来的一种新型配水器，这种配水器与传统配水器相比，具有施工工艺简单，作业成本低的优点，但这种配水器在井下设置了大量的电路结构，在高温高压的井下环境下，密封可靠性难以保证，经常发生电路遇水短路的问题。可见，现有的电控配水器的可靠性比较差。
发明内容
本发明提供一种依靠电磁驱动实现开关的配水器，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
本发明包括配水器外壳和安装在配水器外壳内的阀芯，配水器外壳的结构包括由上至下依次通过螺纹连接的上接头、上筒体、安装主体、下筒体和下接头，所述的阀芯安装在所述的安装主体内，安装主体的侧面与所述阀芯对应的位置处设置有过液孔，还包括电磁开关器；
所述的上接头和安装主体之间设置有上衬管，上衬管的上下两端分别插装在上接头和安装主体内侧的止口内，上衬管的外侧设置有转动套，转动套上端的外侧镶嵌有磁钢，转动套下端的外侧设置有大齿轮，所述的阀芯插装在安装主体上的一个轴向安装孔内，阀芯的侧面设置有滑槽，安装主体上与滑槽对应设置有导向销，导向销固定安装在安装主体上，导向销的端部插在所述的滑槽内，阀芯的上端通过螺纹与阀杆连接，阀杆的上端固定连接有小齿轮，小齿轮与所述的大齿轮啮合；
电磁开关器，包括上壳体和下壳体，上壳体上端的内侧安装有电机A，上壳体的外侧套有胶筒，胶筒的下侧设置有压板，压板的中央通过螺纹与所述电机A的输出轴连接，所述上壳体的下端设置有至少三条轴向切口，轴向切口将上壳体的下端分隔成至少三个独立的弧形板，所述的压板上加工有供所述弧形板穿过的弧形孔；所述下壳体的上端通过螺钉连接在上壳体的下端，下壳体内设置有电机B，电机B的输出轴上安装有导体转子；
所述的下壳体和上衬管均由非铁磁性材料制成；
所述下壳体的下端设置有引导头。
所述的导体转子由黄铜制成。
作为替换方案，所述导体转子为电磁铁。
所述的下壳体由无磁不锈钢制成。
本发明的有益效果为：本发明采用下放电磁开关器的方式实现配水器内阀门的开关，配水器的井下部分无需设置电路结构，从而提高了配水器的可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是电磁开关器的结构示意图；
图3是图2中A处的截面图。
图中：1-上接头，2-上筒体，3-安装主体，4-下筒体，5-下接头，6-过液孔，7-阀芯，8-导向销，9-阀杆，10-小齿轮，11-大齿轮，12-磁钢，13-转动套，14-上壳体，15-胶筒，16-轴向切口，17-压板，18-下壳体，19-电机B，20-导体转子，21-引导头，22-电缆，23-弧形板，24-电机A，25-上衬管，26-滑槽,27-螺钉。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
本发明包括配水器外壳和安装在配水器外壳内的阀芯7，配水器外壳的结构包括由上至下依次通过螺纹连接的上接头1、上筒体2、安装主体3、下筒体4和下接头5，所述的阀芯7安装在所述的安装主体3内，安装主体3的侧面与所述阀芯7对应的位置处设置有过液孔6。以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。
本发明的创新之处在于还包括电磁开关器。由于采用了下放电磁开关器的方式实现配水器内阀门的开关，配水器的井下部分(即除电磁开关器以外的部分)内无需设置电路结构，从而降低了井下部分的密封要求，提高了配水器的可靠性。
所述的上接头1和安装主体3之间设置有上衬管25，上衬管25的上下两端分别插装在上接头1和安装主体3内侧的止口内，上衬管25的外侧设置有转动套13，转动套13上端的外侧镶嵌有磁钢12，转动套13下端的外侧设置有大齿轮11，所述的阀芯7插装在安装主体3上的一个轴向安装孔内，阀芯7的侧面设置有滑槽26，安装主体3上与滑槽26对应设置有导向销8，导向销8固定安装在安装主体3上，导向销8的端部插在所述的滑槽26内从而起到防止阀芯7旋转的作用，阀芯7的上端通过螺纹与阀杆9连接，阀杆9的上端固定连接有小齿轮10，小齿轮10与所述的大齿轮11啮合。在上述机构中，转动套13为一级传动件，转动套13的旋转运动经过齿轮传动副的作用转换成小齿轮10和阀杆9的旋转运动，阀杆9的旋转运动通过螺纹传动副转换成阀芯7的直线运动，从而实现阀的开关，所述转动套13的动力来自所述的电磁开关器。
电磁开关器与转动套13之间采用磁力耦合原理传递动力，其中，电磁开关器内设置有导体转子20，导体转子20与转动套13上镶嵌的磁钢12相互耦合，使导体转子20内产生电流，同时也产生了磁场，两个磁场相互作用使导体转子20的动力得以传递给转动套13，所述的导体转子20可由黄铜制成。
电磁开关器的具体结构如下：
所述的电磁开关器通过电缆22与地面的电源连接以实现供电，电磁开关器的结构包括上壳体14和下壳体18，上壳体14上端的内侧安装有电机A24，上壳体14的外侧套有胶筒15，胶筒15的下侧设置有压板17，压板17的中央通过螺纹与所述电机A24的输出轴连接，所述上壳体14的下端设置有至少三条轴向切口16，轴向切口16将上壳体14的下端分隔成至少三个独立的弧形板23，所述的压板17上加工有供所述弧形板23穿过的弧形孔。
在上述结构中，胶筒15由橡胶制成，材质可参考油水井封隔器中的胶筒，压板17在电机A24的驱动下向上运动后压缩胶筒15使胶筒直径增大，最终与上衬管25贴合，从而将电磁开关器固定在上衬管25上，这样，导体转子20向外传递扭矩时，电磁开关器的整体不会旋转，从而保证扭矩的稳定输出。
所述下壳体18的上端通过螺钉27连接在上壳体14的下端，下壳体18内设置有电机B19，电机B19的输出轴上安装有导体转子20。
所述的下壳体18由非铁磁性材料制成，这种材料不会被磁场磁化，从而使导体转子20和磁钢12之间的耦合效应更强，保证动力的有效传递。所述的下壳体18和上衬管25均由无磁不锈钢制成。
所述下壳体18的下端设置有引导头21，便于电磁开关器的顺利下井。
作为替换方案，所述导体转子20为电磁铁，采用电磁铁时，须在电机B19的输出轴上设置两个滑环电极，两个滑环电极分别连接在缠绕励磁线圈的铜线的两端，并在下壳体18的侧壁上固定设置与所述滑环电极对应的电刷，以实现对电磁铁的供电。这种供电方式是电动机转子线圈上常用的供电方式，属于公知常识，在此不在赘述。
关于电磁开关器内的布线方式：可采用在零件上开孔或在零件内壁上开槽的方式进行布线，这很容易实施，在此不再赘述。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910461225.X
申请日:2019-05-30
公开号:CN110067543A
公开日:2019-07-30
国家:CN
国家/省市:23(黑龙江)
授权编号:CN110067543B
授权时间:20191126
主分类号:E21B 43/20
专利分类号:E21B43/20;E21B34/06
范畴分类:22A;
申请人:大庆华油石油科技开发有限公司
第一申请人:大庆华油石油科技开发有限公司
申请人地址:163000 黑龙江省大庆市让胡路区奥林国际公寓E区1号写字楼商服11
发明人:常江
第一发明人:常江
当前权利人:大庆华油石油科技开发有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计