專利名稱：一種高能混合器清水控制裝置以及高能混合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣田用固井設備及混漿設備高能混合器，具體涉及一種高能混合器清水控制裝置以及高能混合器。
背景技術：
油氣田在進行固井作業(yè)過程中，對水泥漿密度的控制有嚴格的要求，高能混合器作為固井設備的核心部件之一，其混漿效果的好壞直接關系到固井質量。傳統(tǒng)的以手動閥門控制清水流量的單變量高能混合器，是由操作人員調節(jié)閥門大小來完成的，只能憑操作人員的經驗及直覺來調節(jié)清水流量，因此難于保證水泥漿密度。而由于水泥漿密度的波動可能影響固井質量，進而會影響油田的產能。目前具備自動混漿功能的固井設備在油田固井領域已廣泛應用，且由雙變量混漿系統(tǒng)逐漸替代單變量混漿系統(tǒng)，雙變量混漿系統(tǒng)已成為油田固井行業(yè)的主流，所謂雙變量混漿系統(tǒng)就是對清水及干粉流量同時進行控制，以達到較好的混漿效果。目前國內外雙變量高能混合器清水控制機構大都采用液壓驅動方式，如中國專利 CN 200620095469所公開的高能混合器就屬這種雙變量混合器方案，這類控制方式采用流量調節(jié)板結構控制水量，雖然相對于手動控制有很大進步，但尚存在如下缺陷一是由于這種液壓驅動方式，受環(huán)境溫度影響較大，及液壓系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，無法達到很精確的控制； 二是內部結構件多而復雜，清水噴射處密封面容易造成磨損，混合器密封圈等易損件數(shù)量多，給日常維護和保養(yǎng)帶來不便，而且在冬季使用時其密封面進水容易凍住，不方便現(xiàn)場的操作使用；再是當驅動機構失靈時手動調整不能實現(xiàn)方便且較為準確的控制。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種工作穩(wěn)定、控制精確高的高能混合器清水控制裝置，以解決上述現(xiàn)有方案的不足。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下一種高能混合器清水控制裝置，包括安裝座、直線執(zhí)行器、鉸鏈軸、搖臂、絲杠、手動搖柄、螺紋軸及閥桿，其特點是所述安裝座的上部配有法蘭，并與高能混合器的清水管端部法蘭固定連接，所述安裝座的下端部和中部均設有軸孔，所述鉸鏈軸插裝在所述安裝座的中部軸孔中，所述直線執(zhí)行器配有固定座，所述固定座的兩側設有軸，所述軸插裝在安裝座的下端部軸孔中。所述搖臂的中部和兩端均設有軸孔，所述搖臂的上端與所述閥桿采用鉸鏈連接， 所述搖臂的下端與所述直線執(zhí)行器的推桿采用鉸鏈連接，所述螺紋軸的兩端插裝于所述搖臂的中部孔中，所述螺紋軸的中部設有絲孔并與所述絲杠配套連接，所述絲杠的一端固定在所述鉸鏈軸上。所述直線執(zhí)行器是電動直線執(zhí)行器。本實用新型的工作原理是在電動控制狀態(tài)下，搖臂以螺紋軸作為支點形成杠桿
3機構，此時搖臂與直線執(zhí)行器的推桿連接鉸鏈作為作用力點，搖臂與閥桿連接鉸鏈作為反作用力點，當直線執(zhí)行器的推桿伸縮移動時，帶動閥桿做直線運動，進而準確控制水閥開度。本實用新型的有益效果是由于本技術方案在搖臂、閥桿、絲杠及直線執(zhí)行器的連接結構上采用了鉸鏈連接，形成多連桿結構，從而在直線執(zhí)行器推動時能保證閥桿始終直線運動，運動結構簡單靈活；采用電動直線執(zhí)行器可方便的實現(xiàn)進給量的電腦自動控制，并通過電動直線執(zhí)行器精確控制閥桿的位置，同時方便采用軟件來實現(xiàn)對機械閥門開度的非線性補償，進而精確控制高能混合器中清水流量和干粉的配比，從而保證了水泥漿密度；由于本方案能實現(xiàn)對閥桿的精確控制，因此可以用簡單的閥門機構代替相對復雜的流量調節(jié)板結構，并避免了由流量調節(jié)板結構所帶來的相應缺陷。本實用新型還可作如下改進，即在所述絲杠的一端設置手動搖柄，在所述螺紋軸和絲杠連接處設有通孔，該通孔貫穿所述螺紋軸和絲杠，在所述通孔中設有銷軸。以此可實現(xiàn)閥桿的手動控制。銷軸也可以保證在電動控制時螺紋軸與絲桿連接的穩(wěn)固。在手動控制時工作原理是搖臂以直線執(zhí)行器與搖臂連接鉸鏈作為支點形成杠桿機構，當拔出銷軸后，通過手動搖柄帶動絲杠旋轉，螺紋軸沿絲杠運動，此時螺紋軸作為作用力點，搖臂與閥桿連接鉸鏈作為反作用力點，以實現(xiàn)對閥桿位置的控制。所述改進方案的有益效果是當電動直線執(zhí)行器發(fā)生故障或在緊急情況下，直接拔出所述銷軸，就可用手動搖柄控制閥桿位置，實現(xiàn)手動控制和電動控制兩種方式間快速切換?？捎行П苊庖蜣D換不及時而造成的損失。本實用新型還提供了一種高能混合器，其特征在于包括以上所述的清水控制裝置。即將該清水控制裝置通過其安裝座固定連接于高能混合器的清水管端部組成高能混合
ο本實用新型一種高能混合器的有益效果是由于采用本實用新型所述的清水控制裝置，能對清水流量實現(xiàn)較精確的控制，使得高能混合器的混漿效果比現(xiàn)有技術更優(yōu)，即水泥漿密度能更好的滿足使用要求。

圖1是本實用新型清水控制裝置結構示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1中A-A向剖面示意圖；圖4是圖1中B-B向剖面示意圖；圖5是圖1中安裝座結構示意圖；圖6是采用本實用新型清水控制裝置的高能混合器示意圖。在圖1至圖6中，1、安裝座，2、軸，3、直線執(zhí)行器，4、鉸鏈軸，5、絲杠，6、螺紋軸， 7、手動搖柄，8、搖臂，9、閥桿，10、銷軸，11、推桿，12、固定座，13、清水管，14、干粉管，I、清水入口，II、干粉入口。
具體實施方式
如圖1-圖5所示，一種高能混合器清水控制裝置，包括安裝座1、軸2、直線執(zhí)行器
43、鉸鏈軸4、絲杠5、螺紋軸6、手動搖柄7、搖臂8、閥桿9、銷軸10及固定座12，其特點是 所述安裝座1的上部配有法蘭，并與高能混合器的清水管13的端部法蘭固定連接，所述安裝座1的下端部和中部均設有軸孔，所述鉸鏈軸4插裝在所述安裝座1的中部軸孔中，所述直線執(zhí)行器3配有固定座12，所述固定座12的兩側設有軸2，所述軸2插裝在安裝座1的下端部軸孔中。所述搖臂8的中部和兩端均設有軸孔，所述搖臂8的上端與所述閥桿9采用鉸鏈連接，所述搖臂8的下端與所述直線執(zhí)行器的推桿11采用鉸鏈連接，所述螺紋軸6的兩端插裝于所述搖臂8的中部孔中，所述螺紋軸6的中部設有絲孔并與所述絲杠5配套連接，所述絲杠5的一端固定在所述鉸鏈軸6上。所述直線執(zhí)行器3是電動直線執(zhí)行器。本實用新型的工作原理是在電動控制狀態(tài)下，搖臂8以螺紋軸6作為支點形成杠桿機構，此時搖臂8與直線執(zhí)行器3連接鉸鏈作為作用力點，搖臂8與閥桿9連接鉸鏈作為反作用力點，當直線執(zhí)行器的推桿11伸縮移動時，帶動閥桿9做直線運動，進而準確控制水閥開度。由于本技術方案在搖臂8、閥桿9、絲杠5及直線執(zhí)行器3的連接結構上采用了鉸鏈連接，形成多連桿結構，從而保證了在直線執(zhí)行器的推桿11推動時能保證閥桿9始終直線運動，運動結構簡單靈活；本實施例采用電動直線執(zhí)行器3可更方便的實現(xiàn)進給量的電腦自動控制，并通過電動直線執(zhí)行器3精確控制閥桿的位置，本實施例配用軟件來實現(xiàn)對機械閥門開度的非線性補償，進而能精確控制高能混合器中清水流量和干粉的配比，從而保證了水泥漿密度。另外在所述絲杠的一端設置手動搖柄7，在所述螺紋軸6和絲杠5連接處設有通孔，該通孔貫穿所述螺紋軸6和絲杠5，在所述通孔中設有銷軸10。以此可實現(xiàn)閥桿9的手動控制。銷軸10也可以保證在電動控制時螺紋軸6與絲桿5連接的穩(wěn)固。當電動直線執(zhí)行器3發(fā)生故障或在緊急情況下，直接拔出所述銷軸10，就可用手動搖柄7控制閥桿9的位置，實現(xiàn)手動控制和電動控制兩種方式間快速切換，可有效避免因轉換不及時而造成的損失。在手動控制時工作原理是搖臂8以直線執(zhí)行器3的推桿11與搖臂8連接鉸鏈作為支點形成杠桿機構，當拔出銷軸10后，通過手動搖柄7帶動絲杠5旋轉，螺紋軸6沿絲杠 5運動，此時螺紋軸6作為作用力點，搖臂8與閥桿9連接鉸鏈作為反作用力點，當順時針或反時針搖動手動搖柄7時可以實現(xiàn)對閥桿9的推拉控制。如圖6所示，本實用新型還提供了一種采用以上所述清水控制裝置的高能混合器，具體方案是將本實用新型所述的清水控制裝置的安裝座固定于所述高能混合器的清水管13的管頭法蘭上與清水閥門一起組成清水控制系統(tǒng)。清水從清水管13入口 I經過清水閥門控制進入高能混合器腔體，與由干粉管14入口 II送入的水泥混合，由于采用本實用新型所述的清水控制裝置，能對清水流量通過電腦軟件實現(xiàn)較精確的控制，包括對機械閥門開度的非線性補償，使得高能混合器的混漿效果比現(xiàn)有技術更優(yōu)，即水泥漿密度能更好的滿足使用要求。
權利要求1.一種高能混合器清水控制裝置，包括安裝座、直線執(zhí)行器、鉸鏈軸、搖臂、絲杠、螺紋軸及閥桿，其特征在于所述安裝座的上部與高能混合器的清水管端部固定連接，所述安裝座的下端部和中部均設有軸孔，所述鉸鏈軸插裝在所述安裝座的中部軸孔中，所述直線執(zhí)行器配有固定座，所述固定座的兩側設有軸，所述軸插裝在安裝座的下端部軸孔中；所述搖臂的中部和兩端均設有軸孔，所述搖臂的上端與所述閥桿采用鉸鏈連接，所述搖臂的下端與所述直線執(zhí)行器的推桿采用鉸鏈連接，所述螺紋軸的兩端插裝于所述搖臂的中部孔中，所述螺紋軸的中部設有絲孔并與所述絲杠配套連接，所述絲杠的一端固定在所述鉸鏈軸上。
2.根據(jù)權利要求1所述的高能混合器的清水控制裝置，其特征在于所述直線執(zhí)行器是電動直線執(zhí)行器。
3.根據(jù)權利要求1至2任一項所述的高能混合器的清水控制裝置，其特征在于在所述絲杠的另一端還設有手動搖柄，在所述螺紋軸和絲杠連接處設有通孔，在所述通孔中設有銷軸。
4.一種高能混合器，其特征在于包括如權利要求1-3任一項所述的清水控制裝置。
專利摘要本實用新型涉及油氣田用固井設備及混漿設備，提供了一種高能混合器清水控制裝置以及高能混合器。它包括安裝座、直線執(zhí)行器、鉸鏈軸、搖臂、絲杠、手動搖柄、螺紋軸及閥桿，其特點是所述安裝座與直線執(zhí)行器的固定座采用鉸鏈連接，所述鉸鏈軸插裝在所述安裝座的中部軸孔中，所述絲杠的一端固定在所述鉸鏈軸上，在絲杠的中部套接有所述螺紋軸，所述螺紋軸插裝于所述搖臂的中部孔中，所述搖臂的上端與所述閥桿采用鉸鏈連接，搖臂的下端與所述直線執(zhí)行器的推桿采用鉸鏈連接，在螺紋軸和絲杠連接處設有通孔，通孔中設有銷軸。本實用新型可方便的實現(xiàn)閥桿進給量的自動精確控制，使得高能混合器的混漿效果比現(xiàn)有技術更優(yōu)，并可自動手控兩用。
文檔編號B28C5/00GK202011066SQ20112010968
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2011年4月14日
發(fā)明者李世奇, 王 鋒 申請人:煙臺杰瑞石油裝備技術有限公司