[发明专利]通过一根输入轴实现支撑臂和水嘴双重调节的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过一根输入轴实现支撑臂和水嘴双重调节的方法及装置，属于油井中注水仪器控制技术领域。

背景技术

油田开采到后期后，一般采用向地层注水或者注聚合物驱油的方式来保证原油产量，因此在油井中通常都设有用于注水的装置。注水量的调节，是将一个测调仪器从井口放入进口内，通过测调仪器上的支撑臂将仪器支撑在工作面上，然后再将输出轴与调节水嘴连接进行调节。根据工作需要，仪器要能够控制支撑臂张开支撑在工作面上，然后再将输出轴与水嘴连接调节流量。目前的仪器中，控制支撑臂和调节水嘴是采用了两套传动机构，用两个电机控制。这在一般的仪器或机械中是很常用的，但由于用于油井下工作的仪器是属于一种细长的杆状结构，内部空间十分狭小，所以采用两套电机带动两套传动机构增加了设计难度，必然造成机械结构复杂，可靠性低，不利于井下恶劣环境使用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过一根输入轴实现支撑臂和水嘴双重调节的方法及装置，以大大简化仪器内部结构、适用于狭长小空间内的传动、并具有可靠性高、有利于井下恶劣环境使用的特点，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的： 

本发明的一种通过一根输入轴实现支撑臂和水嘴双重控制的方法为，该方法的输入轴经离合轴与输出轴连接；在离合轴上套有一个偏心轴，偏心轴与离合轴之间采用非圆轴孔滑动连接；当仪器在下放过程中，输出轴未与井下水嘴接触之前，离合轴在预紧弹簧的作用下使离合轴上的非圆轴与偏心轴上的非圆孔结合，输入轴经离合轴带动偏心轴旋转，通过偏心轴控制支撑臂张开或收缩；仪器继续下放，当输出轴底端与水嘴接触之后，在仪器自重的作用下，水嘴通过输出轴推动离合轴克服预紧弹簧的作用力向上滑动，使离合轴与偏心轴脱离，通过输出轴对水嘴进行控制调节。

前述方法中，所述偏心轴上设有限位槽和限位螺钉，限位螺钉旋在壳体上，限位螺钉的端头顶在限位槽内；通过限位槽和限位螺钉控制偏心轴只能在180度范围内旋转；偏心轴的外圆与支撑臂上的缺口接触，支撑臂经销轴与壳体铰接，当偏心轴的高端与缺口接触时逆时针旋转克服张力弹簧的作用力收缩至壳体内；偏心轴旋转180度使偏心轴的低端与缺口接触时，支撑臂在张力弹簧的作用下带动支撑臂顺时针旋转向外张开；以实现控制支撑臂张开或收缩的目的。

前述方法中，所述限位槽和限位螺钉限制偏心轴轴向移动；当输出轴底端与水嘴接触之后，在仪器自重的作用下，水嘴通过输出轴推动离合轴克服预紧弹簧的作用力向上滑动，由于限位槽和限位螺钉限制偏心轴不能随离合轴一起向上移动，使离合轴与偏心轴脱离，此时输入轴的旋转不能带动偏心轴旋转，只能带动输出轴对水嘴进行控制调节；实现对水嘴的单独控制。

根据上述方法构成的本发明的装置为：该装置包括壳体，壳体上设有支撑臂，支撑臂经销轴与壳体铰接，支撑臂内侧设有张力弹簧；壳体内设有输入轴，输入轴依次与离合轴和输出轴连接；离合轴外设有偏心轴。偏心轴与离合轴离合连接；偏心轴的外圆与支撑臂上的缺口接触连接。

前述装置中，所述偏心轴与离合轴离合连接是：偏心轴一端设有非圆孔，离合轴上设有非圆轴；非圆轴位于非圆孔内为结合状态，非圆轴位于非圆孔之外为分离状态。

前述装置中，所述偏心轴分为两段，上段为主圆柱，下段为偏心圆柱；所述非圆孔设在主圆柱顶端。

前述装置中，所述非圆孔是三角孔、四方孔、多边形孔、椭圆孔或键孔，所述非圆轴是与非圆孔配套的三角轴、四方轴、多边形轴、椭圆轴或键轴。

前述装置中，所述偏心轴的主圆柱上设有限位槽，限位槽为沿圆周设有的180度环形槽。

前述装置中，所述限位槽对应位置的壳体上设有限位螺钉，限位螺钉端头位于限位槽内。

前述装置中，所述离合轴上部套有预紧弹簧。

与现有技术相比，本发明只用一台电机带动一根输入轴就可同时满足仪器在井下对支撑臂和水嘴的双重控制和调节。大大的简化了仪器内的结构，提高了传动的可靠性。地面操作起来更方便，在井上判断井下的状态也比较容易。本发明中的预紧弹簧具有自动复位作用，当调节完水嘴后，操作人员只要上提仪器，离合轴就可自动与偏心轴连接，通过输入轴带动支撑臂缩回壳体内，便于操作人员将仪器在油井内上下移动，对下一个工作面进行操作。

附图说明