專利名稱：井下自控液體取樣閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于從深井中開采油、氣、水、可溶解或可溶化物質(zhì)的方法或設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到控制采出液體向井內(nèi)或在井內(nèi)的流量的方法或設(shè)備。
專利公開號為CN231529Y、發(fā)明名稱為《智能分層找水、測壓裝置》的中國專利，采用電池作為能源，減速器的輸入軸與電動機(jī)相聯(lián)、輸出軸與錐形閥門液體開關(guān)相聯(lián)，取井下液體樣進(jìn)行分析，這種裝置的電池在井下高溫環(huán)境中放電，導(dǎo)致電池供電不足，造成該裝置的動作失調(diào)。電機(jī)和減速器的體積較大，使得油管油路改走側(cè)油道，流體阻力增大，影響液量。另外，錐形閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，防砂卡性能不好，泄漏很大。由于該裝置存在上述缺點(diǎn)，該裝置只能用于淺井取水樣、測壓，不能用于深井取油樣、測壓。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述裝置的缺點(diǎn)，為在淺井或深井中取水樣、油樣、可溶解、可溶化物，并可測井下不同深度上述幾種液體溫度和壓力，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作安全可靠、使用范圍廣、功能全、作業(yè)周期短、作業(yè)成本低、并實(shí)現(xiàn)自動控制的井下自控液體取樣閥門。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是它具有一個取樣閥門，該取樣閥門可從井下取出不同深度液體樣品。它具有一個自動控制器，用于完成對取樣閥門的協(xié)調(diào)運(yùn)行和工作的控制，并將井下不同深度液體樣品的溫度和壓力存儲起來。
本實(shí)用新型的取樣閥門包括中接頭、以及與中接頭相聯(lián)接的上接頭。包括與中接頭上端相聯(lián)接的絕熱保護(hù)殼體、下端相聯(lián)接的開關(guān)殼體，在該開關(guān)殼體上設(shè)置可使液體從開關(guān)殼體外流動到開關(guān)殼體內(nèi)的流通孔或流通槽。包括與開關(guān)殼體下端相聯(lián)接下接頭。包括設(shè)置在開關(guān)殼體內(nèi)相對于開關(guān)殼體軸向移動或轉(zhuǎn)動的開關(guān)芯體，開關(guān)芯體，與中接頭的下端之間形成上工作腔、與下接頭的上端之間形成下工作腔。包括在該開關(guān)芯體上設(shè)置有可使液體從開關(guān)芯體外流動到開關(guān)芯體的中心通孔的流通孔或流通槽。包括設(shè)置在開關(guān)殼體外的過濾器件。包括設(shè)置在中接頭下端面上裝有高能燃料的上能源盒。它還包括設(shè)置在下接頭上端面上裝有高能燃料的下能源盒。本實(shí)用新型的自動控制器通過導(dǎo)線與上能源盒和下能源盒相連接，該自動控制器包括設(shè)置在絕熱保護(hù)殼體與上接頭內(nèi)壁之間的傳感器，用于感受不同地層液體的溫度和壓力。包括設(shè)置在絕熱保護(hù)殼體內(nèi)的壓力變送器、溫度變速器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)、存儲器、接口電路、控制電路、顯示電路、電源電路，傳感器的輸出端接壓力變壓器和溫度變送器的輸入端，壓力變送器和溫度變送器的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端、A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)，單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)接存儲器、接口電路、控制電路和顯示電路。
本實(shí)用新型的相對于開關(guān)殼體軸向移動的開關(guān)芯體上端面和下端面為一平面。本實(shí)用新型的中接頭下端面上有一道環(huán)形槽，上能源盒設(shè)置在該環(huán)形槽內(nèi)。本實(shí)用新型的下接頭上端面上有一道環(huán)形槽，下能源盒設(shè)置在該環(huán)形槽內(nèi)。
本實(shí)用新型的相對于開關(guān)殼體軸向移動的開關(guān)芯體也可以是相對開關(guān)殼體轉(zhuǎn)動的開關(guān)芯體，該開關(guān)芯體為在開關(guān)芯體的上端面和下端面上有一個弓形凹槽，弓形凹槽兩側(cè)面的二面角α為100°≤α≤130°。本實(shí)用新型的中接頭下端面上有一個內(nèi)裝有上能源盒的弓形凸塊設(shè)置在開關(guān)芯體下端面上的弓形凹槽內(nèi)，下接頭的上端面有一個內(nèi)裝下能源盒的弓形凸塊設(shè)置在開關(guān)芯體下端面上的弓形凹槽內(nèi)。
本實(shí)用新型的過濾器件為金屬或非金屬的編織物。
本實(shí)用新型的控制電路為集成電路IC9E與集成電路IC9F串聯(lián)接后，輸入單端接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的3腳、輸出端接直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1的反相輸入端，集成電路IC11A與集成電路IC11B串聯(lián)后輸入端接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的4腳、輸出端接直流固態(tài)繼電器的JGX-1FA2反相輸入端，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1和直流固態(tài)繼電器JGX-1FA2的正相輸入端接5V正電源，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1的正相輸出端接電池1正極、負(fù)相輸出端通過點(diǎn)火負(fù)載Z1接電池1的負(fù)極，直流固態(tài)繼電路JGX-1FA2的正相輸出端接電池2的正極、負(fù)相輸出端通過點(diǎn)火負(fù)載Z2接電池2的負(fù)極。
本實(shí)用新型與《智能分層找水、測壓裝置》相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、排列緊湊、工作安全可靠、使用范圍廣、功能全、作業(yè)周期短、作業(yè)成本低、實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，可用于油井、水井、礦物井下取液體樣。


圖1是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的主視圖。
圖2是本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的主視圖。
圖3是圖2的A-A剖視圖。
圖4是圖2的B-B剖視圖。
圖5是圖2中開關(guān)芯體12的剖視圖。
圖6是圖5的C-C剖視圖。
圖7是圖5的D-D剖視圖。
圖8是圖2中下接頭18的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是圖8的E-E剖視圖。
圖10是圖2中中接頭8的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是
圖10的F-F剖視圖。
圖12是本實(shí)用新型自動控制器的電氣原理方框圖。
圖13是自動控制器的電氣原理圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。
圖1、12、13給出了本實(shí)用新型一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在
圖1、12、13中，上接頭1的上端通過螺紋將與油管相聯(lián)接、下端通過螺紋與中接頭8相聯(lián)接，聯(lián)接面上裝有密封墊9，用于密封，中接頭8的兩端加工有螺紋，中接頭8上加工有兩個導(dǎo)線斜孔6′，用于穿插導(dǎo)線，中接頭8的徑向加工有四個分流油孔7′，供原油分流，在中接頭8的下端面加工有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有上能源盒11，上能源盒11內(nèi)裝有高能推進(jìn)劑燃料，也可裝復(fù)合推進(jìn)劑燃料，在中接頭8上還安裝有兩個引線螺塞10，用于密封。中接頭8的上端通過螺紋與絕熱保護(hù)殼體2聯(lián)接，絕熱保護(hù)殼體2安裝在上接頭1內(nèi)腔，絕熱保護(hù)殼體2與上接頭1內(nèi)構(gòu)成環(huán)形空間，為油流通道。在絕熱保護(hù)殼體2的外面安裝有傳感器4，用于測量油管內(nèi)液體的溫度和壓力，在絕熱保護(hù)殼體2內(nèi)安裝有電池3和控制盒5，控制盒5內(nèi)安裝有用電子元器件連接的自動控制器，用于對本實(shí)用新型的工作控制，電池3為自動控制器提供工作電源，在控制盒5的下端蓋有控制盒蓋7，控制蓋7的底端面安裝有接插座6，插座6通過導(dǎo)線與上能源盒11相連接。
開關(guān)殼體13的兩端加工有螺紋，開關(guān)殼體13的上端通過螺紋與中接頭8的下端聯(lián)接，在開關(guān)殼體13的徑向加工有八個外進(jìn)油孔2′和三個定位銷孔，定位銷孔內(nèi)裝有彈簧20，上定位銷孔內(nèi)裝有上定位銷21，中間定位銷孔內(nèi)裝有鎖定銷15，下定位銷孔內(nèi)裝有下定位銷19，在開關(guān)殼體13的外表面裝有濾砂網(wǎng)14，用于防砂。在開關(guān)殼體13內(nèi)安裝有開關(guān)芯體12-1，本實(shí)施例的開關(guān)芯體12-1的外表面圓周方向上加工有一道液流槽，液流槽底加工有與外進(jìn)油孔2′相對應(yīng)的八個內(nèi)進(jìn)油孔3′，在開關(guān)芯體12-1的外表面圓周方向上加工有兩道鎖定槽，當(dāng)開關(guān)芯體12-1向上或向下移動時(shí)，開關(guān)殼體13定位孔內(nèi)的定位銷，在彈簧20的彈力作用下上定位銷21或下定位銷19正好進(jìn)入上定位銷孔或下定位銷孔內(nèi)，將開關(guān)芯體12-1鎖定在向上移動的極限位置或向下移動的極限位置，開關(guān)芯體12-1的外表面還裝有密封圈16。開關(guān)芯體12-1的中心為中心通道5′，與中接頭8上的分流孔7′相聯(lián)通，油或水可從該中心流通道5′經(jīng)中接頭8上的分流孔7′，進(jìn)入上接頭1與絕熱保護(hù)殼體2之間的環(huán)形空間，并從上接頭1的上端流出。開關(guān)芯體的上端與中接頭8的下端之間形成上工作腔1′。
下接頭18的兩端加工有螺紋，下接頭18的上端通過螺紋與開關(guān)殼體13的下端聯(lián)接，聯(lián)接面上裝有密封墊9，下接頭18的上端面與開關(guān)芯體12-1之間形成下工作腔4′，下接頭18的上端面上有一道環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有下能源盒17，下能源盒17內(nèi)裝有高能推進(jìn)劑燃料，也可裝復(fù)合推進(jìn)劑燃料。下能源盒17通過導(dǎo)線與接插座6相連，為了防止液體進(jìn)入上能源盒11和下能源盒17，在中接頭8的導(dǎo)線斜孔6′處安裝有引線螺塞10。
圖12給出了本實(shí)用新型自動控制器的電氣原理方框圖。在
圖1、12中，存儲器將事先設(shè)定的下能源盒17點(diǎn)火時(shí)間以及井深、采樣的時(shí)間、速度、數(shù)據(jù)送入單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)，單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)發(fā)出指令信號到控制電路，驅(qū)動下能源盒17點(diǎn)火引爆，井下液體流經(jīng)本實(shí)用新型，傳感器4接收到井下液體的壓力和溫度信號，輸送到壓力變送器和溫度變送器，壓力變送器將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號放大并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器，溫度變送器將溫度信號轉(zhuǎn)換電信號放大并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出到單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)，單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)將輸入的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，存入到存儲器內(nèi)，并由顯示電路顯示出測試結(jié)果，存儲器將事先設(shè)定的上能源盒11點(diǎn)火時(shí)間，以及所記錄的當(dāng)前時(shí)刻，繼續(xù)定時(shí)，當(dāng)上能源盒11的點(diǎn)火時(shí)刻到后，由單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)發(fā)出指令信號，控制電路工作，驅(qū)動上能源盒11點(diǎn)火。接口電路為單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)與PC機(jī)的互相通訊電路。電源電路為自動控制器提供工作電源。
在
圖1、13中，本實(shí)施例的自動控制器由單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)、存儲器、接口電路、控制電路、顯示電路、傳感器4、壓力變送器、溫度變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、電源電路連接構(gòu)成。
本實(shí)施例的傳感器4采用壓力、溫度傳感器，可接收井下液體的壓力和溫度信號，傳感器4的輸出端接壓力變送器和溫度變送器。
本實(shí)施例的壓力變送器由集成電路IC3、三極管Q1、電位器P3、R4、R5、C15連接構(gòu)成，集成電路IC3的型號為XTR104，三極管Q1的型號為2N4922。集成電路IC3的1、3、4、2、7、12腳接傳感器4，集成電路IC3的5腳通過R4和電位器P3接6腳、8腳通過R5接9腳、7腳接A/D轉(zhuǎn)換器和C15的一端、10腳接C15的另一端和12V電源正極、13腳接三極管Q1的基極、11腳接三極管Q1的發(fā)射極，蘭極管Q1的集電極接12V正電源。壓力變送器將傳感器4接收的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號放大，變送成+5V電壓輸出到A/D轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)施例的溫度變送器由集成電路IC2、三極管Q2、電位器P1、電位器P2、R6、R7、R8、C11～C14連接構(gòu)成，集成電路IC2的型號為XTR101，三極管Q2的型號為2N4922。集成電路IC2的3腳接集成電路IC2的10腳和C12的一端并通過R6以及電位器P2接傳感器4、4腳通過R8、電位器P1接集成電路IC2的5腳、7腳接C13和C14以及R7的一端并接A/D轉(zhuǎn)換器、8腳接C14的另一端和12V電源正極、11腳接C11的一端和C12的另一端以及傳感器、12腳接三極管Q2的基極、9腳接三極管Q2的發(fā)射極，C11、C13、R7的另一端接傳感器4，三極管Q2的集電極接12V正電源。溫度變送器將傳感器4接收的溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號放大，變送成+5V電壓輸出到A/D轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換器由集成電路IC1、R2、R3連接構(gòu)成，集成電路IC1的型號為ADC0809。集成電路IC1的27腳接R2的一端和壓力變送器集成電路IC3的7腳、26腳接R3的一端和溫度變送器集成電路IC2的7腳、25～23腳分別接集成電路IC1的17腳和14腳以及15腳并接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)、22～17腳和15～14腳以及10～6腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)，R2和R3的另一端接地。A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出到單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。
單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)由單片機(jī)IC6、集成電路IC5、集成電路IC9A～集成電路IC9D、集成電路IC10A～集成電路IC10C、振蕩器XTAL、二極管D3、R1、C4～C6連接構(gòu)成。單片機(jī)IC6的型號為AT89C51-PA，集成電路IC5的型號為MAX813L、集成電路IC9A～集成電路IC9D的型號為74LS04，集成電路IC10A～集成電路IC10C的型號為74LS32，振蕩器XTAL的型號為6MHZ。集成電路IC5、集成電路IC9A、集成電路IC10A、二極管D3、R1、C4連接成復(fù)位電路接單片機(jī)IC6的9腳和6腳，為了防止程序飛掉。振蕩器XTAL、C5、C6連接成振蕩電路接單片機(jī)IC6的19腳和18腳。集成電路IC10B的4腳接單片機(jī)IC6的16腳、5腳接單片機(jī)IC6的28腳、6腳接集成電路IC9B的3腳，集成電路IC9B的4腳接A/D轉(zhuǎn)換器IC1的6腳和22腳，集成電路IC10C的9腳接單片機(jī)IC6的28腳、10腳接集單片機(jī)IC6的17腳、8腳接集成電路IC9C的5腳，集成電路IC9C的6腳接A/D轉(zhuǎn)換器IC1的9腳，集成電路IC9D的8腳接單片機(jī)IC6的13腳、9腳接A/D轉(zhuǎn)換器IC1的7腳。單片機(jī)IC6的39～32腳和30腳接A/D轉(zhuǎn)換器集成電路IC1的相對應(yīng)的17、14、15、8、18、19、20、21、10腳，單片機(jī)IC6的1和2腳接存儲器、26～21腳和8～7腳接顯示電路、31腳和5腳接轉(zhuǎn)換開關(guān)SW-SPDT、11～10腳接接口電路、4～3腳接控制電路，轉(zhuǎn)換開關(guān)SW-SPDT用于轉(zhuǎn)換采集或送數(shù)據(jù)到PC機(jī)。
本實(shí)施例的存儲器由集成電路IC4構(gòu)成，集成電路IC4的型號為24C32，集成電路IC4的6腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的1腳、5腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的2腳、7腳和4～1腳接地。
本實(shí)施例的顯示電路由集成電路IC7構(gòu)成，集成電路IC7的型號為GM040D，集成電路IC7的12～13腳和6～9腳分別接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6對應(yīng)的26～21腳、10～11腳分別接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6對應(yīng)的8～7腳。顯示電路可顯示出井下液體的溫度和壓力。
本實(shí)施例的接口電路由集成電路IC8、插座D1、插座D2、C7～C10連接構(gòu)成，集成電路IC8的型號為MAX232，集成電路IC8的12腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的10腳、11腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的11腳、5腳和4腳接C9的兩端、3腳和1腳接C7的兩端、2腳接C8的一端、6腳接C10的一端、14腳和13腳通過插座D1與插座D2連接，C8和C10的另一端接地。接口電路為PC機(jī)與單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)的互相通訊電路。
本實(shí)施例的控制電路由集成電路IC9E、集成電路IC9F、集成電路IC11A、集成電路IC11B、直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1、直流固態(tài)繼電器JGX-1FA2、點(diǎn)火負(fù)載Z1、點(diǎn)火負(fù)載Z2、電池1、電池2連接構(gòu)成，集成電路IC9E、集成電路IC9F、集成電路IC11A、集成電路IC11B的型號為74LS04。集成電路IC9E的11腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的3腳、10腳接集成電路IC9F的13腳，集成電路IC9F的12腳接直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1的負(fù)相輸入端，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1的正相輸入端接5V正電源、正相輸出端接電池1的正極、負(fù)相輸出端通過點(diǎn)火負(fù)載Z1接電池1的負(fù)極。集成電路IC11A的1腳接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的4腳、2腳接集成電路IC11B的3腳，集成電路IC11B的4腳接直流固態(tài)繼電器JGX-1FA2的負(fù)相輸入端，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA2的正相輸入端接+5V電源，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA2的正相輸出端接電池2的正極、負(fù)相輸出端通過點(diǎn)火負(fù)載Z2接電池2的負(fù)極。點(diǎn)火負(fù)載Z1和點(diǎn)火負(fù)載Z2分別聯(lián)接在下能源盒17和上能源盒11上。當(dāng)電池1或電池2的電路接通時(shí)，下能源盒17或上能源盒11引爆。
存儲器將事先設(shè)定的下能源盒17、上能源盒11點(diǎn)火時(shí)刻、以及取井下液體的時(shí)刻存入存儲器，并將單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)輸出液體的壓力和溫度存入存儲器，存儲器將下能源盒17、上能源盒11的點(diǎn)火時(shí)刻、以及取井下液體的時(shí)刻數(shù)據(jù)送入單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)，單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)發(fā)出指令信號，控制電路工作，下能源盒17或上能源盒11點(diǎn)火，本實(shí)施例開始工作采集井下液體或停止工作，并測井下液體的壓力和溫度存入存儲器，由顯示電路顯示出測量結(jié)果。
本實(shí)施例的電源電路由電池組B1、三端穩(wěn)壓塊LM7805、三端穩(wěn)壓塊LM7812、C1～C3連接構(gòu)成，C1、C2為三端穩(wěn)壓塊LM7812穩(wěn)壓前、穩(wěn)壓后的濾波電容，C3為三端穩(wěn)壓塊LM7805穩(wěn)壓后的濾波電容，三端穩(wěn)壓塊LM7812輸出12V電，為壓力變送器和溫度變送器提供工作電源，三端穩(wěn)壓塊LM7805為自動控制器的其它電路提供5V工作電源。
本實(shí)施例的工作過程如下在自動控制器的控制下，下能源盒17內(nèi)的高能推進(jìn)劑爆燃，產(chǎn)生高壓氣體剪斷鎖定銷15，推動開關(guān)芯體12-1向上移動，當(dāng)內(nèi)進(jìn)油孔3′與外進(jìn)油孔2′重合時(shí)，開關(guān)芯體12-1由上定位銷21軸向定位，地層液體通過濾砂網(wǎng)14、外進(jìn)油孔2′內(nèi)進(jìn)油孔3′進(jìn)入中心流通道5′，然后向上運(yùn)動，經(jīng)中接頭8的四個徑向分流孔7′，流入上接頭1與絕熱保護(hù)殼體2之間的環(huán)形空間，最后從上接頭1與油管接口處流出。傳感器4采集溫度壓力信號，并將數(shù)據(jù)儲存到控制器。當(dāng)本實(shí)用新型工作達(dá)到了程序設(shè)定的時(shí)間自動控制器發(fā)出指令，上能源盒11內(nèi)的高能推進(jìn)劑爆燃，剪斷上定位銷21，開關(guān)芯體12-1向下移動，關(guān)閉閥門，由下定位銷19定位，地層液體的流通道切斷。
圖2～11給出了本實(shí)用新型第二個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2～11中，本實(shí)施例開關(guān)芯體12-2的上端面上有一個弓形凹槽8′，弓形凹槽8′兩側(cè)面的二面角為115°，開關(guān)芯體12-2的下端面上同一軸向平面也有一個與上端面形狀完全相同的弓形凹槽8′。在開關(guān)芯體12-2的徑向加工有8個內(nèi)油孔3′與開關(guān)殼體13上的外進(jìn)油孔2′在同一徑向平面內(nèi)。本實(shí)施例下接頭18的上端面上有一個弓形凸塊18-1，弓形凸塊18-1兩側(cè)面的二面夾角為90°，弓形凸塊18-1內(nèi)裝有下能源盒17。本實(shí)施例中接頭8的下端面上有一個弓形凸塊8-1，弓形凸塊8-1的形狀與下接頭18上端面上的弓形凸塊18-1的形狀完全相同，弓形凸塊8-1內(nèi)裝有上能源盒11。將開關(guān)芯體12-2與中接頭8和下接頭18聯(lián)接后，開關(guān)芯體12-2與中接頭8、與下接頭18形成一個截面為25°的弓形空間，上弓形空間為上工作腔1′，下弓形空間為下工作腔4′，開關(guān)芯體12-2相對于中接頭8或下接頭18可旋轉(zhuǎn)25°。本實(shí)施例其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與第一個實(shí)施例完全相同，本實(shí)施例自動控制器的元器件以及元器件的連接關(guān)系與第一個實(shí)施例完全相同。
本實(shí)施例的工作過程如下在自動控制器的控制下，下能源盒17內(nèi)的高能推進(jìn)劑爆燃，產(chǎn)生的高壓氣體剪斷鎖定銷15，推動開關(guān)芯體12-2順時(shí)針轉(zhuǎn)動225°，當(dāng)內(nèi)進(jìn)油孔3′與外進(jìn)油孔2′重合時(shí)，開關(guān)芯體12-2由上定位銷21徑向定位，地層液體通過濾砂網(wǎng)14、外進(jìn)油孔2′、內(nèi)進(jìn)油孔3′進(jìn)入開關(guān)芯體12-2的中心流通道5′，然后向上運(yùn)動，經(jīng)中接頭8的四個徑向分流孔7′，流入上接頭1與絕熱保護(hù)殼2之間的環(huán)形空間，從上接頭1與油管接口處流出。傳感器4采集溫度壓力信號，并將數(shù)據(jù)自動儲存到自動控制器。當(dāng)本實(shí)用新型工作達(dá)到了程序設(shè)定的時(shí)間，自動控制器發(fā)出指令，上能源盒11內(nèi)的高能推進(jìn)劑爆燃，剪斷上定位銷21，開關(guān)芯體12-2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動25°，關(guān)閉閥門，由下定位銷19定位，地層液體的流通道切斷。
設(shè)計(jì)人給出了本實(shí)用新型第三個實(shí)施例。在本實(shí)施例中，開關(guān)芯體12-2的上端面上有一個弓形凹槽8′，弓形凹槽8′兩側(cè)面的二面角為100°，開關(guān)芯體12-2的下端面同一軸向平面也有一個與上端面形狀完全相同的弓形凹槽8′。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與第二個實(shí)施例完全相同，自動控制器的電子元器件以及元器件的連接關(guān)系與第一個實(shí)施例完全相同。
設(shè)計(jì)人給出了本實(shí)用新型第四個實(shí)施例。在本實(shí)施例中，開關(guān)芯體12-2的上端面上有一個弓形凹槽8′，弓形凹槽8′兩側(cè)面的二面角為130°，開關(guān)芯體12-2的下端面同一軸向平面也有一個與上端面形狀完全相同的弓形凹槽8′。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與第二個實(shí)施例完全相同，自動控制器的電子元器件以及元器件的連接關(guān)系與第一個實(shí)施例完全相同。
根據(jù)上述原理，還可設(shè)計(jì)出另外一種具體結(jié)構(gòu)的井下自控液體取樣閥門。
權(quán)利要求1．一種井下自控液體取樣閥門，其特征在于它具有一個取樣閥門；它具有一個自動控制器。
2．按照權(quán)利要求1所述的井下自控液體取樣閥門，其特征在于所說的取樣閥門包括中接頭[8]、以及與中接頭[8]相聯(lián)接的上接頭[1]；與中接頭[8]上端相聯(lián)接的絕熱保護(hù)殼體[2]、下端相聯(lián)接的開關(guān)殼體[13]，在該開關(guān)殼體[13]上設(shè)置可使液體從開關(guān)殼體[13]外流動到開關(guān)殼體[13]內(nèi)的流通孔或流通槽；與開關(guān)殼體[13]下端相聯(lián)接下接頭[18]；設(shè)置在開關(guān)殼體[13]內(nèi)相對于開關(guān)殼體[13]軸向移動或轉(zhuǎn)動的開關(guān)芯體[12-1,12-2]，開關(guān)芯體[12-1,12-2]與中接頭[8]的下端之間形成上工作腔[1′]、與下接頭[8]的上端之間形成下工作腔[4′]；在該開關(guān)芯體[12-1,12-2]上設(shè)置有可使液體從開關(guān)芯體[12-1,12-2]外流動到開關(guān)芯體[12-1,12-2]的中心通孔[5′]的流通孔或流通槽；設(shè)置在開關(guān)殼體[13 ]外的過濾器件；設(shè)置在中接頭[8]下端面上裝有高能燃料的上能源盒[11]；它還包括設(shè)置在下接頭[18]上端面上裝有高能燃料的下能源盒[17]；所說的自動控制器通過導(dǎo)線與上能源盒[11]和下能源盒[17]相連接，該自動控制器包括設(shè)置在絕熱保護(hù)殼體[2]與上接頭[1]內(nèi)壁之間的傳感器[4]，用于感受不同地層液體的溫度和壓力；設(shè)置在絕熱保護(hù)殼體[2]內(nèi)的壓力變送器、溫度變速器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)、存儲器、接口電路、控制電路、顯示電路、電源電路，傳感器[4]的輸出端接壓力變壓器和溫度變送器的輸入端，壓力變送器和溫度變送器的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)，單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)接存儲器、接口電路、控制電路和顯示電路。
3．按照權(quán)利要求2所述的井下自控液體取樣閥門，其特征在于所說相對于開關(guān)殼體[13]軸向移動的開關(guān)芯體[12-1]的上端面和下端面為一平面；所說中接頭[8]的下端面上有一道環(huán)形槽，上能源盒[11]設(shè)置在該環(huán)形槽內(nèi)；所說下接頭[18]的上端面上有一道環(huán)形槽，下能源盒[17]設(shè)置在該環(huán)形槽內(nèi)。
4．按照權(quán)利要求3所述的井下自控液體取樣閥門，其特征在于所說相對于開關(guān)殼體[13]軸向移動的開關(guān)芯體[12-1]也可以是相對開關(guān)殼體[13]轉(zhuǎn)動的開關(guān)芯體[12-2]，該開關(guān)芯體[12-2]為在開關(guān)芯體[12-2]的上端面和下端面上有一個弓形凹槽[8′]，弓形凹槽[8′]兩側(cè)面的二面角α為100°≤α≤130°；所說中接頭[8]的下端面上有一個內(nèi)裝有上能源盒[11]的弓形凸塊[8-1]設(shè)置在開關(guān)芯體[12-2]下端面上的弓形凹槽[8′]內(nèi)，下接頭[18]的上端面有一個內(nèi)裝下能源盒[17]的弓形凸塊[18-1]設(shè)置在開關(guān)芯體[12-2]下端面上的弓形凹槽[8′]內(nèi)。
5．按照權(quán)利要求2所述的井下自控液體取樣閥門，其特征在于所說的過濾器件為金屬或非金屬的編織物。
6．按照權(quán)利要求2所述的井下自控液體取樣閥門，其特征在于所說的控制電路為集成電路IC9E與集成電路IC9F串聯(lián)接后，輸入單端接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的3腳、輸出端接直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1的反相輸入端，集成電路IC11A與集成電路IC11B串聯(lián)后輸入端接單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)IC6的4腳、輸出端接直流固態(tài)繼電器的JGX-1FA2反相輸入端，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1和直流固態(tài)繼電器JGX-1FA2的正相輸入端接5V正電源，直流固態(tài)繼電器JGX-1FA1的正相輸出端接電池1正極、負(fù)相輸出端通過點(diǎn)火負(fù)載Z1接電池1的負(fù)極，直流固態(tài)繼電路JGX-1FA2的正相輸出端接電池2的正極、負(fù)相輸出端通過點(diǎn)火負(fù)載Z2接電池2的負(fù)極。
專利摘要一種井下自控液體取樣閥門,中接頭上聯(lián)有上接頭、上端聯(lián)有絕熱保護(hù)殼體設(shè)置在上接頭內(nèi)、下端與開關(guān)殼體的上端聯(lián)接,開關(guān)殼體的下端與下接頭的上端聯(lián)接,中接頭下端設(shè)有上能源盒,下接頭上端設(shè)有下能源盒,開關(guān)殼體外設(shè)過濾器件、內(nèi)設(shè)開關(guān)芯體,在絕熱保護(hù)殼體內(nèi)外設(shè)自動控制器。該自動控制器包括:傳感器、壓力變送變送器、溫度變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)、存儲器、接口電路、控制電路,顯示電路、電源電路。
文檔編號E21B49/00GK2448924SQ0022652
公開日2001年9月19日 申請日期2000年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月20日
發(fā)明者張燕飛, 郭崇曉, 陳大矛, 劉軍虎, 趙錫良, 郭常勝, 盛利, 宋彬, 周明 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十一所