一种直线电机驱动注水井采油装置的制作方法

1.本发明涉及采油领域，更具体地说，它涉及一种直线电机驱动注水井采油装置。


背景技术：

2.注水采油是当油藏依靠天然能量采油证明不经济或不能保持一定采油速度时，采用人工向油藏中注水，保持或补充油层能量开采原油的方法。
3.由于近年来大力开发油气田、页岩油，注水井随之增多，且分散化，不易集中精准管理，单井注水需求日益增加，单井注水设备结构复杂，造价高，使用成本高，不能满足现在的使用要求。


技术实现要素：

4.本发明提供一种直线电机驱动注水井采油装置，包括管柱，管柱内装有从上到下依次装有直线电机、抽油泵和油管，管柱上端装有注水过滤机构，注水过滤机构包括外壳，外壳内装有筒体，筒体下端开口上端封闭，筒体下端开口处装有密封盖，筒体内装有用于对注水进行过滤的囊体，囊体上端固定安装在端盖上，端盖固定安装在筒体内，筒体上端装有进水管接头，进水管接头和端盖连通，筒体下端装有出水管接头，囊体连接调节机构，调节机构用于调节囊体呈两种状态，其一为：调节囊体收拢的压缩状态，调节囊体内的水快速过滤排出；其二为：调节囊体展开的舒展状态，调节囊体外的水流入囊体内，水流将堵塞在囊体过滤孔中的杂物反向冲出。
5.优选地：调节机构包括底座、弹性组件和伸缩杆，底座固定安装在囊体下端，弹性组件布置在囊体内，弹性组件沿着筒体的长度方向布置，弹性组件用于维持囊体呈舒展状态，伸缩杆沿着筒体的长度方向布置，伸缩杆插接在密封盖内，伸缩杆沿着其杆长方向和密封盖构成滑动导向配合，伸缩杆上端抵靠底座，伸缩杆下端连接直线电机，直线电机用于带动伸缩杆沿着其杆长方向运动。
6.优选地：底座由套筒和筒杯组成，套筒两端开口，套筒的筒长方向和筒体的长度方向一致，套筒上端和囊体固定连接，套筒内部和囊体内部连通，筒杯一端开口另一端封闭，筒杯开口端可拆卸式安装在套筒下端，筒杯底部和伸缩杆抵靠，筒杯上均匀开设有过滤孔，套筒下端开口处装有开关门组件，开关门组件连接被动组件，被动组件用于在囊体呈压缩的状态时，调节开关门组件封堵套筒下端开口，在囊体呈舒展状态时，调节开关门组件打开套筒下端开口。
7.优选地：开关门组件包括支撑轴和两半圆形的门板，支撑轴沿着套筒开口的径向布置，支撑轴两端固定安装在套筒内壁上，两半圆形门板转动安装在支撑轴上，两半圆形门板组合成和套筒下端开口匹配的圆形，被动组件连接两门板，被动组件用于调节两门板围绕支撑轴转动，实现关闭或向下打开两门板。
8.优选地：被动组件包括两连杆，两连杆布置在两门板上方，两连杆呈人字状分布，两连杆上端转动安装在a轴上，两连杆下端分别通过铰接轴转动安装在两门板上，铰接轴、a
轴的轴向和支撑轴的轴向一致，a轴连接升降单元，升降单元用于调节a轴升降。
9.优选地：升降单元包括固定块、连接块、弹簧、a齿条、b齿条和齿轮，固定块固定安装在套筒内壁，固定块内开设有两导槽，导槽的槽向和筒体的长度方向一致，一导槽下端封闭上端开口，另一导槽下端开口上端封闭，a齿条滑动安装在上端开口的导槽内，b齿条滑动安装在下端开口的导槽内，两齿条相对布置，齿轮布置在两齿条之间，a齿条、b齿条和齿轮匹配，齿轮转动安装在固定块内，齿轮分别与两齿条啮合，a齿条上端和连接块固定连接，b齿条下端和a轴连接，弹簧布置在固定块和连接块之间，弹簧沿着筒体的长度方向布置，囊体处于压缩状态时，连接块靠近固定块，压缩弹簧，并区域a齿条插入在导槽内，实现b齿条带动a轴上升，两门板处于关闭的状态，囊体处于舒展状态时，弹簧释放弹性力，驱使连接块远离固定块，调节两门板打开。
10.优选地：弹性组件包括复位弹簧，复位弹簧沿着筒体的长度方向布置，复位弹簧上端通过球铰链安装在端盖上，连接块安装在复位弹簧的下端。
11.优选地：套筒外壁布置有晃动组件，晃动组件用于在套筒升降的过程中，沿着筒体的径向晃动套筒，晃动组件包括被动块组，被动块组布置在筒体内壁上，被动块组包括底板，底板沿着筒体的长度方向布置，底板靠近套筒一侧的板面上布置有上下间隔分布各被动块，套筒外壁和被动块组对应位置布置凸起，套筒在升降的过程中，凸起抵靠被动块，被动块和凸起构成斜面驱动配合，被动块驱使套筒移动，凸起通过被动块之后，复位弹簧调节套筒复位。
12.优选地：被动块组围绕筒体中轴线呈圆周阵列分布，各被动块组中的被动块错位分布。
13.优选地：被动块组设置有两组，两组被动块组之间的夹角为九十度。
14.优选地：被动块为三角块状构件，被动块通过转轴铰接在底板上，转轴轴水平布置，转轴的轴向和筒体长度方向垂直；
15.被动块的三个侧面分别记为a侧面、b侧面和c侧面，其中c侧面靠近底板，a侧面和b侧面组成的夹角靠近套筒；
16.凸起上升的过程中，凸起首先和a侧面贴合，并抵靠a侧面，驱使被动块围绕转轴转动直至b侧面、c侧面组成的夹角和底板抵靠，此时a侧面和底板板面之间的夹角为钝角，b侧面和底板之间的夹角为锐角，凸起通过a侧面之后，复位弹簧驱使套筒复位，凸起从被动块上脱离；
17.凸起下降的过程中，凸起首先和b侧面贴合，并抵靠b侧面，驱使被动块围绕转轴回转，直至a侧面、c侧面组成的夹角和底板抵靠，此时b侧面和底板之间的夹角为钝角，a侧面和底板之间的夹角为锐角，凸起通过b侧面，复位弹簧驱使套筒复位，凸起从被动块上脱离。
18.优选地：套筒下端装有挡圈，挡圈用于配合两门板封闭套筒下端开口。
19.优选地：油管和管柱之间装有封隔器。
20.优选地：油管内壁装有内压监测模块，油管外壁装有外压监测模块。
21.本发明的有益效果在于：本发明提出的直线电机驱动注水采油装置，能够实现在注水之前，利用直线电机的动力，对水进行快速过滤的目的，能够实现通过压缩展开囊体，实现水流反向冲洗囊体，将过滤孔中堵塞的杂物冲出，能够实现不断摆动囊体，使得杂物无法附着在囊体内壁上，并且能够对过滤物进行收集，使得清理时，只需要将筒杯内收集的杂
物清除即可，不需要对囊体进行清洗，满足了现在的使用要求。
附图说明
22.图1是本发明提出的一种直线电机驱动注水井采油装置的结构示意图；
23.图2是本发明提出的一种直线电机驱动注水井采油装置中注水过滤机构的结构示意图；
24.图3是本发明提出的一种直线电机驱动注水井采油装置中囊体和套筒内部的结构示意图；
25.图4是本发明提出的一种直线电机驱动注水井采油装置中套筒内部的结构示意图；
26.图5是本发明提出的一种直线电机驱动注水井采油装置中两门板和套筒的结构示意图；
27.图6是本发明提出的一种直线电机驱动注水井采油装置中固定块内部的结构示意图。
28.图中：100、管柱；200、注水过滤机构；210、筒体；211、进水管接头；212、端盖；213、出水管接头；214、被动块；215、转轴；216、底板；220、囊体；221、复位弹簧；222、球铰链；230、密封盖；231、伸缩杆；240、套筒；241、凸起；242、挡圈；243、支撑轴；244、连杆；245、门板；250、筒杯；260、被动组件；261、固定块；262、b齿条；263、齿轮；264、a齿条；265、弹簧；266、连接块；300、直线电机；400、抽油泵；500、封隔器、600、油管；610、内压监测模块；620、外压监测模块；。
具体实施方式
29.现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
30.实施例一
31.参考附图1-6，在本实施例中提出了一种直线电机驱动注水井采油装置，包括管柱100，管柱100内装有从上到下依次装有直线电机300、抽油泵400和油管600，管柱100上端装有注水过滤机构200，注水过滤机构200包括外壳，外壳内装有筒体210，筒体210下端开口上端封闭，筒体210下端开口处装有密封盖230，筒体220内装有用于对注水进行过滤的囊体220,，囊体220上端固定安装在端盖212上，端盖212固定安装在筒体210内，筒体210上端装有进水管接头211，进水管接头211和端盖212连通，筒体210下端装有出水管接头213，囊体220连接调节机构，调节机构用于调节囊体220呈两种状态，其一为：调节囊体220收拢的压缩状态，调节囊体220内的水快速过滤排出；其二为：调节囊体220展开的舒展状态，调节囊体220外的水流入囊体内，水流将堵塞在囊体220过滤孔中的杂物反向冲出。
32.调节机构包括底座、弹性组件和伸缩杆231，底座固定安装在囊体220下端，弹性组件布置在囊体220内，弹性组件沿着筒体210的长度方向布置，弹性组件用于维持囊体220呈
舒展状态，伸缩杆231沿着筒体210的长度方向布置，伸缩杆231插接在密封盖230内，伸缩杆231沿着其杆长方向和密封盖230构成滑动导向配合，伸缩杆231上端抵靠底座，伸缩杆231下端连接直线电机300，直线电机300用于带动伸缩杆231沿着其杆长方向运动。
33.底座由套筒240和筒杯250组成，套筒240两端开口，套筒240的筒长方向和筒体210的长度方向一致，套筒240上端和囊体220固定连接，套筒240内部和囊体220内部连通，筒杯250一端开口另一端封闭，筒杯250开口端可拆卸式安装在套筒240下端，筒杯250底部和伸缩杆231抵靠，筒杯250上均匀开设有过滤孔，套筒240下端开口处装有开关门组件，开关门组件连接被动组件260，被动组件260用于在囊体220呈压缩的状态时，调节开关门组件封堵套筒240下端开口，在囊体220呈舒展状态时，调节开关门组件打开套筒240下端开口。
34.开关门组件包括支撑轴243和两半圆形的门板245，支撑轴243沿着套筒240开口的径向布置，支撑轴243两端固定安装在套筒240内壁上，两半圆形门板245转动安装在支撑轴243上，两半圆形门板245组合成和套筒240下端开口匹配的圆形，被动组件260连接两门板245，被动组件260用于调节两门板245围绕支撑轴243转动，实现关闭或向下打开两门板245。
35.被动组件260包括两连杆244，两连杆244布置在两门板245上方，两连杆244呈人字状分布，两连杆244上端转动安装在a轴上，两连杆244下端分别通过铰接轴转动安装在两门板245上，铰接轴、a轴的轴向和支撑轴243的轴向一致，a轴连接升降单元，升降单元用于调节a轴升降。
36.升降单元包括固定块261、连接块266、弹簧265、a齿条264、b齿条262和齿轮263，固定块261固定安装在套筒240内壁，固定块261内开设有两导槽，导槽的槽向和筒体210的长度方向一致，一导槽下端封闭上端开口，另一导槽下端开口上端封闭，a齿条264滑动安装在上端开口的导槽内，b齿条262滑动安装在下端开口的导槽内，两齿条相对布置，齿轮263布置在两齿条之间，a齿条264、b齿条262和齿轮263匹配，齿轮263转动安装在固定块261内，齿轮263分别与两齿条啮合，a齿条264上端和连接块266固定连接，b齿条262下端和a轴连接，弹簧265布置在固定块261和连接块266之间，弹簧265沿着筒体210的长度方向布置，囊体220处于压缩状态时，连接块266靠近固定块261，压缩弹簧265，并区域a齿条264插入在导槽内，实现b齿条262带动a轴上升，两门板231处于关闭的状态，囊体220处于舒展状态时，弹簧265释放弹性力，驱使连接块266远离固定块261，调节两门板231打开。
37.弹性组件包括复位弹簧221，复位弹簧221沿着筒体210的长度方向布置，复位弹簧221上端通过球铰链222安装在端盖212上，连接块266安装在复位弹簧221的下端。
38.套筒240外壁布置有晃动组件，晃动组件用于在套筒240升降的过程中，沿着筒体210的径向晃动套筒，晃动组件包括被动块组，被动块组布置在筒体210内壁上，被动块组包括底板216，底板216沿着筒体210的长度方向布置，底板216靠近套筒240一侧的板面上布置有上下间隔分布各被动块214，套筒240外壁和被动块组对应位置布置凸起241，套筒240在升降的过程中，凸起241抵靠被动块214，被动块214和凸起241构成斜面驱动配合，被动块214驱使套筒240移动，凸起241通过被动块212之后，复位弹簧221调节套筒240复位。
39.被动块组围绕筒体210中轴线呈圆周阵列分布，各被动块组中的被动块214错位分布。
40.被动块组设置有两组，两组被动块组之间的夹角为九十度。
41.被动块214为三角块状构件，被动块214通过转轴215铰接在底板216上，转轴215轴水平布置，转轴215的轴向和筒体210长度方向垂直；
42.被动块214的三个侧面分别记为a侧面、b侧面和c侧面，其中c侧面靠近底板216，a侧面和b侧面组成的夹角靠近套筒240；
43.凸起241上升的过程中，凸起241首先和a侧面贴合，并抵靠a侧面，驱使被动块214围绕转轴215转动直至b侧面、c侧面组成的夹角和底板216抵靠，此时a侧面和底板215板面之间的夹角为钝角，b侧面和底板215之间的夹角为锐角，凸起通过a侧面之后，复位弹簧221驱使套筒240复位，凸起241从被动块214上脱离；
44.凸起241下降的过程中，凸起241首先和b侧面贴合，并抵靠b侧面，驱使被动块214围绕转轴215回转，直至a侧面、c侧面组成的夹角和底板215抵靠，此时b侧面和底板215之间的夹角为钝角，a侧面和底板215之间的夹角为锐角，凸起241通过b侧面，复位弹簧221驱使套筒240复位，凸起241从被动块214上脱离。
45.套筒240下端装有挡圈242，挡圈242用于配合两门板245封闭套筒240下端开口。
46.油管600和管柱100之间装有封隔器500。
47.油管600内壁装有内压监测模块610，油管600外壁装有外压监测模块620。
48.本实施例中提出的直线电机驱动注水采油装置在工作时，首先从进水管接头211向囊体220内通入待过滤的水；
49.直线电机500启动，带动伸缩杆231上升，伸缩杆231抵靠筒杯250底部，驱使筒杯250靠近端盖212，筒杯250带动套筒240同步动作，套筒240带动固定块261同步上行，此时在复位弹簧221的作用下，连接块266向靠近固定块261方向移动，弹簧265被压缩，a齿条264向导槽内滑动，a齿条264带动齿轮263转动，齿轮263带动b齿条262向上滑动，b齿条262带动a轴上升，a轴带动两连杆244上升，两连杆244带动两门板245围绕支撑轴243向上转动，当a齿条264移动到导槽底部时，a齿条264被阻挡无法移动，此时两门板245转动到和挡圈242贴合的位置，将套筒240下端开口封闭；
50.随着伸缩杆231的继续上升，由于a齿条264无法移动，所以连接块266会随着套筒240上升，并压缩复位弹簧221，此时囊体220被压缩，囊体220内的水被快速挤压出囊体220，囊体220实现对水的过滤处理，水的过滤物被过滤在囊体220内部，筒体210和囊体220之间被过滤之后的水由出水管接头213引出；
51.伸缩杆231在上升到高位之后，回缩；
52.复位弹簧221释放弹性力，驱使套座240下行，实现将囊体220展开，由于囊体220展开之后，囊体220内部空间变大，进水管接头211进水流量速度均匀，进水量无法维持囊体220内水压，此时外部水压大于囊体220内部的水压，所以外部的水会回流进囊体220内，将囊体220上过滤孔内堵塞的过滤物冲入囊体220，实现维持囊体220过滤孔畅通的功能；
53.需要注意的是，复位弹簧221的弹性力大于弹簧265的弹性力，所以在囊体220展开的过程中，两门板245始终关闭，能够避免筒杯250内的沉积的过滤物返入囊体220内；
54.复位弹簧221回复原位之后，弹簧265释放弹性力，驱使连接块266远离固定块261，同理，能够实现调节a轴下降，通过连杆244的作用驱使两门板245打开，使得囊体220内的过滤物能够下落沉积到筒杯250内，筒杯250实现收集过滤物的功能；
55.清理筒杯250内的过滤物时，只需要将密封盖230取下和筒杯250取下，将筒杯250
内的过滤物清除即可；
56.通过上述过程中，套筒座240外的凸起241会不断的与被动块214抵靠并通过，凸起241上升的过程中，凸起241首先和被动块214的下侧的a侧面贴合，并抵靠a侧面，驱使被动块214围绕转轴215转动直至b侧面、c侧面组成的夹角和底板216抵靠，此时a侧面和底板215板面之间的夹角为钝角，b侧面和底板215之间的夹角为锐角，凸起241在a侧面的驱使下，带动套筒240向远离被动快214的方向移动，复位弹簧221被弯曲，凸起241继续上升并通过a侧面之后，弯曲的复位弹簧221驱使套筒240复位，由于此时被动块214无法再阻碍凸起241，所以套筒240在复位弹簧221的复位作用力下，快速复位，实现晃动的目的，实现将附着在囊体220内壁上的过滤物晃动下来的功能，凸起241下降的过程中与上述过程类似，实现套筒240在升降的过程中，能够被不断的朝着不同方向晃动，实现将囊体220内壁上的过滤物不断晃下来的目的。
57.本发明提出的直线电机驱动注水采油装置，能够实现在注水之前，利用直线电机的动力，对水进行快速过滤的目的，能够实现通过压缩展开囊体，实现水流反向冲洗囊体，将过滤孔中堵塞的杂物冲出，能够实现不断摆动囊体，使得杂物无法附着在囊体内壁上，并且能够对过滤物进行收集，使得清理时，只需要将筒杯内收集的杂物清除即可，不需要对囊体进行清洗，满足了现在的使用要求。
58.上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。