一种精细分注数控智能配水器
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于油田分层注水工艺中的流量配注装置。
背景技术：
我国水驱油田已经进入了高含水开发期，国内分层注水工艺进入了智能测调时代。以“桥式偏心+钢管电缆直读测调”为主体的智能化分层注水技术，在油田注水中已得到大规模推广应用，大幅度提高了注水井测调效率，缩短了测调时间。但是，目前的分层注水工艺技术水平仍然面临较多的问题：测调周期逐年缩短、层间矛盾加剧、无法进行油藏模拟等，为了进一步满足生产要求，有必要发展智能化分层注水技术，扩大注入水的波及体积，提高注水驱油效率，实现对注水层的精细控水。在当前或未来的国内油田生产中会逐步进行推广应用，分层注水工艺将继续会以实现多油层高效注水为目标，融合大数据处理与人工智能技术，向一体化、智能化、高效化方向发展，为油田稳产、增产提供技术保障。
配水器是对于分层注水工艺的核心部件，分层注水工艺的发展程度直接表现在井下配水器的智能化程度，目前大多数配水器为纯机械机构，测调成本高，不能满足智能分注的发展需要。公告号CN105863583A和公告号CN106703767A 公开了两种配水器，但是这两种配水器都存在配水过程中阀门出口处压力大的问题，容易导致堵塞器堵转。
发明内容：
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供了一种精细分注数控智能配水器，可以实现对智能配水器内堵塞器的自动控制，且堵塞器控制阀门处可以实现压力的动态平衡，解决了配水过程中阀门出口处压力大导致堵塞器堵转的问题。
本实用新型的技术方案是：该种精细分注数控智能配水器，包括上接头、电池仓密封体、电源总成、外套筒、压力总成、温度总成、堵塞器、连接体、充电组，充电组外壳。其中上接头、电池仓密封体、套筒、连接体、充电组外壳，从上到下依次螺纹和O型圈密封连接。
电源总成包括：电源总成密封体、第一管线、第二管线、第三管线、第四管线、第五管线、支撑管、通讯短节、线缆接头、控制板，以及电源总成密封体上的孔位，电源一号孔、电源七号孔、电源二号孔、电源三号孔、电源四号孔、电源五号孔、电源六号孔、控制板槽。其中，电源总成密封体嵌套在外套筒内，通讯短节通过电源六号孔与电源总成密封体螺纹连接，第一线缆接头连接在第一管线上，第二线缆接头连接在第二管线上，都是通过卡扣式连接的方式，这样可以保证管线内部的密封性，支撑管通过电源七号孔与电源总成密封体螺纹连接，第三管线、第四管线、第五管线分别对应电源三号孔、电源四号孔、电源五号孔上并与电源总成密封体使用卡扣式连接，保证内部电路的密封性。
压力总成包括：第一上压头、连接管、测外压力传感器、测内压力传感器、压力计主体、第一下压头。其中第一上压头、连接管、压力计主体、第一下压头按照先后顺序依次螺纹和O型圈密封连接，测内压力传感器与压力计主体螺纹连接，测外压力传感器与第一下压头螺纹连接，压力传感器所连接线路在压力走线槽内布置。在配水过程中，流水从连接体外部的压力孔与第一下压头上的第一下压头入水口连通进入内部，从而使测外压力传感器测得外部压力信息；而测内压力传感器通过测内压力孔测得外套筒内部压力。
温度总成包括：过滤网、入水管、第二下压头、第一连接管、温度传感器主体、第二连接管、第二上压头。其中第二上压头、第二连接管、温度传感器主体、第一连接管、第二下压头，从上到下依次采用螺纹和O型圈密封连接。过滤网与入水管为螺纹连接，入水管与第二下压头通过焊接连接。温度传感器放置在第二上压头、第二连接管、温度传感器主体、第一连接管、第二下压头所构成的密封腔体内部。
堵塞器包括：第三上压头、陶瓷阀体、陶瓷阀套、出口外壳、传动轴外壳、传动轴主体、电机外壳、电路密封主体、触头轨道、电机定位套筒、电路舱外壳、第三下压头、阀芯、从动轴、主传动轴、传动轴定位套筒、行程开关、开关触头、联轴器、减速器、电动机、十字沉头螺钉、推力轴承。其中第三上压头、出口外壳、传动轴外壳、传动轴主体、电机外壳、电路密封主体、电路舱外壳、第三下压头按照顺序依次螺纹和O型圈密封连接；陶瓷阀体与出口外壳为过盈的嵌套配合，陶瓷阀套与出口外壳为过盈的嵌套配合，阀芯与从动轴使用十字沉头螺钉连接，从动轴与主传动轴为键连接，从动轴与出口外壳螺纹连接，传动轴定位套筒与传动轴外壳螺纹连接，开关触头与主传动轴螺纹连接，触头轨道与传动轴定位套筒为花键连接，行程开关孔与行程开关位置对正，花键插在花键槽内，开关触头上的卡槽与触头轨道上的轨道插接，定位开关触头。主传动轴与减速器使用联轴器连接，推力轴承嵌套在传动轴主体上。电机定位套筒与电机外壳为螺纹连接，固定电机。在配水过程中，流水同时从第三上压头入水口和主传动轴上的压力平衡孔进入到由出口外壳、传动轴外壳、传动轴主体构成的腔体内部，使阀芯两侧压力达到平衡。当电动机带着动着主传动轴和从动轴转动时，从动轴与传动轴外壳的螺纹连接使阀芯匀速运动，当阀芯运动到最远端，阀门开度最小时，开关触头触碰行程开关使电动机停转，保护电路。
充电组包括：电池套、次级线圈套筒、次级线圈内圈、次级线圈外套筒、线圈。电池套与次级线圈套筒螺纹连接，线圈套在次级线圈内圈上，次级线圈内圈与次级线圈外套筒为螺纹连接，次级线圈外套筒与次级线圈套筒为过盈的嵌套配合。
配水器内部组件的连接方式如下：
连接在第一管线上的第一线缆接头、以及连接在第二管线上的第二线缆接头分别对应连接体上的连接体一号孔和连接体二号孔并采用螺纹连接，支撑管与连接体七号孔采用螺纹连接，压力总成上的下压头与连接体三号孔采用螺纹和O型圈密封连接，上压头对应电源总成密封体上的连接体三号孔并采用螺母固定，堵塞器上的上压头对应连接体四号孔并采用螺纹连接，下压头连接在电池密封体上的电源四号孔位置，使用螺母固定，温度传感器的入水管对应连接体五号孔并采用螺纹和O型圈密封连接。
配水器内注入水流道为：流水从充电外壳上的入口进入配水器的腔体内部，经过滤网、入水管进入连接体内部水道，为方便说明将水道剖开，原连接体为密封整体，流水经入水流道经阀流道进入堵塞器内部，经堵塞器的调节，流水从连接体上的出水口流出完成配水过程；此外连接体上还设置有稳压孔，保证充电组内部腔体与外套筒腔体的压力相等。
配水器内部线路的连接方式如下：
充电组内的线圈连接导线经充电走线槽通过次级线圈内圈上的二号孔，二号孔设置两芯插头如图16所示，将导线连接在二芯插头上经过第二管线连接到电源总成密封体内部的电池上，为电池充电；次级线圈内圈上的上的一号孔设置有霍尔元件如图15所示，以及三芯插头如图14所示，将霍尔元件与三芯插头连接，经第一管线连接到控制板上；压力总成内部的传感器导线经上压头以及第三管线连接在控制板上，实现压力数据的传输；温度总成内部线路经上压头和第五管线连接到控制板上，实现温度数据的传输；堵塞器内部线路经下压头和第四管线连接到电源总成密封体上的电池，为电动机供电。
本实用新型具有如下有益效果：
在本实用新型中，将流量、压力、温度数据采集装置集为一体，完成了对智能配水器内的堵塞器的自动控制，并且通过将注入水引入堵塞器腔体内部，保证阀芯前后均受到注入水的压力，控制阀门处可以实现压力动态平衡，解决了配水过程中阀门出口处压力大导致堵塞器堵转的问题。同时在配水器内设置了充电组，可定期通过投放充电装置补充井下电池组电能，从而为配水器各电器元件提供稳定电源。
附图说明：
图1是本实用新型的结构图。
图2是电源总成的结构图。
图3是在图1A-A处的截面图。
图4是电池组密封体的零件图。
图5是本实用新型压力总成结构图。
图6是本实用新型温度总成结构图。
图7是本实用新型堵塞器结构图。
图8是本实用新型堵塞器内部结构图。
图9是图7上的触头轨道零件图。
图10是图8上的传动轴定位套筒零件图。
图11是图8上的开关触头。
图12是本实用新型充电组的结构图。
图13是本实用新型次级线圈内圈零件图。
图14是三芯插头的结构图。
图15是霍尔元件的结构图。
图16是二芯插头的结构图。
图17是图1上的连接体零件图。
图18是图1上的连接体流道示意图。
图中1-上接头；2-电池仓密封体；3-电源总成；4-外套筒；5-压力总成； 6-温度总成；7-堵塞器；8-连接体；9-充电组；10-充电组外壳；301-电源总成密封体；302-第一管线；303-第二管线；304-第三管线；305-第四管线；306- 第五管线；307-支撑管；308-通讯短节；309-第一线缆接头；320-第二线缆接头；310-控制板；311-电源一号孔；312-电源七号孔；313-电源二号孔；314- 电源三号孔；315-电源四号孔；316-电源五号孔；317-电源六号孔；318-控制板槽；11-第一上压头；12-连接管；501-测外压力传感器；502-测内压力传感器；503-压力计主体；13-第一下压头；505-第一下压头入水口；506-压力走线槽；601-过滤网；602-入水管；131-第二下压头；604-第一连接管；603-温度传感器主体；605-第二连接管；111-第二上压头；606-温度传感器；112-第三上压头；701-陶瓷阀套；702-陶瓷阀体；703-出口外壳；704-传动轴外壳；705- 传动轴主体；706-电机外壳；707-电路密封主体；708-触头轨道；709-电机定位套筒；710-电路舱外壳；132-第三下压头；711-阀芯；712-从动轴；713-主传动轴；714-传动轴定位套筒；715-行程开关；716-开关触头；717-联轴器； 718-减速器；719-电动机；720-十字沉头螺钉；721-推力轴承；722-第三上压头入水口；723-压力平衡孔；901-次级线圈套筒；902-次级线圈内圈；903-次级线圈外套筒；904-线圈；905-线圈一号孔；906-线圈二号孔；907-充电走线槽；801-连接体一号孔；802-连接体七号孔；803-连接体二号孔；804-连接体三号孔；805-连接体四号孔；806-连接体五号孔；807-水流道；808-阀流道； 809-出水口；810-稳压孔；727-触头轨道外槽。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
一体化智能配水器包括上接头1、电池仓密封体2、电源总成3、外套筒4、压力总成5、温度总成6、堵塞器7、连接体8、充电组9，充电组外壳10。其中上接头1、电池仓密封体2、套筒4、连接体8、充电组外壳10，从上到下依次螺纹和O型圈密封连接。
另外，电源总成3包括：电源总成密封体301、第一管线302、第二管线303、第三管线304、第四管线305、第五管线306、支撑管307、通讯短节308、线缆接头309、控制板310，以及电源总成密封体上的孔位，电源一号孔311、电源七号孔312、电源二号孔313、电源三号孔314、电源四号孔315、电源五号孔 316、电源六号孔317、控制板槽318。其中，电源总成密封体301嵌套在外套筒4内，通讯短节308通过电源六号孔317与电源总成密封体301螺纹连接，第一线缆接头309连接在第一管线302上，第二线缆接头320连接在第二管线 303上，都是通过卡扣式连接的方式，保证了管线内部的密封性，支撑管307通过电源七号孔312与电源总成密封体301螺纹连接，第三管线304、第四管线 305、第五管线306分别对应电源三号孔314、电源四号孔315、电源五号孔316 上并与电源总成密封体301使用卡扣式连接，保证内部电路的密封性。
压力总成5包括：上压头11、连接管12、测外压力传感器501、测内压力传感器502、压力计主体503、下压头13。其中上压头11、连接管12、压力计主体503、下压头13按照先后顺序依次螺纹和O型圈密封连接，测内压力传感器502与压力计主体503螺纹连接，测外压力传感器501与下压头13螺纹连接，压力传感器所连接线路在压力走线槽506内布置。在配水过程中，流水从连接体8外部的压力孔与第一下压头入水口505连通进入内部，从而使测外压力传感器501测得外部压力信息；而测内压力传感器502通过测内压力孔504测得外套筒4内部压力。
温度总成6包括：过滤网601、入水管602、下压头131、第一连接管604、温度传感器主体603、第二连接管605、上压头111。其中上压头111、第二连接管605、温度传感器主体603、第一连接管604、下压头131，从上到下依次采用螺纹和O型圈密封连接。过滤网601与入水管602为螺纹连接，入水管602 与下压头131通过焊接连接。温度传感器606放置在上压头11、第二连接管605、温度传感器主体603、第一连接管604、下压头131所构成的密封腔体内部。
堵塞器7包括：上压头112、陶瓷阀套701、陶瓷阀体702、出口外壳703、传动轴外壳704、传动轴主体705、电机外壳706、电路密封主体707、触头轨道708、电机定位套筒709、电路舱外壳710、下压头132、阀芯711、从动轴 712、主传动轴713、传动轴定位套筒714、行程开关715、开关触头716、联轴器717、减速器718、电动机719、十字沉头螺钉720、推力轴承721。其中上压头112、出口外壳703、传动轴外壳704、传动轴主体705、电机外壳706、电路密封主体707、电路舱外壳710、下压头132按照顺序依次螺纹和O型圈密封连接；陶瓷阀体702与出口外壳703为过盈的嵌套配合，陶瓷阀套701与出口外壳703为过盈的嵌套配合，阀芯711与从动轴712使用十字沉头螺钉720连接，从动轴712与主传动轴713为键连接，从动轴712与出口外壳703螺纹连接，传动轴定位套筒714与传动轴外壳704螺纹连接，开关触头716与主传动轴713 螺纹连接，触头轨道708与传动轴定位套筒714为花键连接，行程开关孔726 与行程开关715位置对正，花键724插在花键槽728内，开关触头716上的卡槽729与触头轨道708上的轨道725插接，定位开关触头716。主传动轴713与减速器718使用联轴器717连接，推力轴承721嵌套在传动轴主体705上。电机定位套筒709与电机外壳706为螺纹连接，固定电机。在配水过程中，流水同时从第三上压头入水口722和主传动轴713上的压力平衡孔723进入到由出口外壳703、传动轴外壳704、传动轴主体705构成的腔体内部，使阀芯711两侧压力达到平衡。当电动机719带着动着主传动轴713和从动轴712转动时，从动轴712与传动轴外壳704的螺纹连接使阀芯匀速运动，当阀芯711运动到最远端，阀门开度最小时，开关触头716触碰行程开关使电动机719停转，保护电路。
充电组9包括：次级线圈套筒901、次级线圈内圈902、次级线圈外套筒903、线圈904。线圈904套在次级线圈内圈902上，次级线圈内圈902与次级线圈外套筒903为螺纹连接，次级线圈外套筒903与次级线圈套筒901为过盈的嵌套配合。
内部连接包括：连接在第一管线302上的第一线缆接头309、以及连接在第二管线303上的第二线缆接头分别对应连接体8上的连接体一号孔801和连接体二号孔803并采用螺纹连接，支撑管307与连接体8上的连接体七号孔802 采用螺纹连接，压力总成5上的下压头13与连接体8上的连接体三号孔804采用螺纹和O型圈密封连接，上压头11对应电源总成密封体301上的电源三号孔 314并采用螺母固定，堵塞器7上的上压头112对应连接体8上的连接体四号孔 805并采用螺纹连接，下压头132连接在电源总成密封体301上的电源四号孔315位置，使用螺母固定，温度传感器606的入水管602对应连接体8的连接体五号孔806并采用螺纹和O型圈密封连接。
配水器内整体注入水流道为：流水从充电组外壳10上的入口14进入配水器的腔体内部，经过滤网601、入水管602进入连接体内部水道，为方便说明将水道剖开，原连接体为密封整体，流水经入水流道807经阀流道808进入堵塞器7内部，经堵塞器7的调节，流水从连接体8上的出水口809流出完成配水过程；此外连接体8上还设置有稳压孔810，保证充电组9内部腔体与外套筒腔体的压力相等。
配水器内部线路：充电组9内的线圈904连接导线经充电走线槽907通过次级线圈内圈902上的线圈二号孔906，线圈二号孔906设置两芯插头如图16 所示，将导线连接在二星插头上经过第二管线303连接到电源总成密封体内部的电池上，为电池充电；次级线圈内圈902上的上的线圈一号孔905设置有霍尔元件如图15所示，以及三芯插头如图14所示，将霍尔元件与三芯插头连接，经第一管线302连接到控制板310上；压力总成5内部的传感器导线经上压头 11以及第三管线304连接在控制板310上，实现压力数据的传输；温度总成6 内部线路经上压头111和第五管线306连接到控制板310上，实现温度数据的传输；堵塞器7内部线路经下压头132和第四管线305连接到电源总成密封体 301上的电池，为电动机719供电。
具体工作流程为：流水从充电外壳上的入口进入配水器的腔体内部，经过滤网、入水管进入连接体内部水道，流水经入水流道经阀流道进入堵塞器内部，经堵塞器的调节，流水从连接体上的出水口流出完成配水过程，此外配水器内部要对配水温度和压力数据进行采集，线路在管线内分布，使用卡套式连接方式连接到控制板上并保证线路系统的密封性，传感器采集数据传输给控制板完成数据的采集。
综上所述，本实用新型将流量、压力、温度数据采集装置进行了一体化，实现了对智能配水器内堵塞器的自动控制；在工作过程中将入水引入堵塞器腔体内部，保证阀芯前后均受到注入水的压力，控制阀门处可以实现压力动态平衡，解决了配水过程中阀门出口处压力大导致堵塞器堵转的问题。在配水器内设置了充电组，可定期通过投放充电装置补充井下电池组电能，为配水器各电器元件提供稳定电源。
