一种油田采油用基于内部流量定位的组合式调节采油树的制作方法

1.本发明涉及石油开采领域，尤其涉及一种油田采油用基于内部流量定位的组合式调节采油树。


背景技术：

2.石油的开采设备中，作为控制石油开采流量的采油树，具有石油输送、流量控制等功能，通过开闭采油树上的阀门，以及调节采油树侧翼的喷油嘴出口阀，实现对石油输送时所需的压强、流量和流速进行调节。
3.现有的采油树上多处区域设有流量监测计，通过收集不同区域的流量值，监控并统计采油树对石油进行输送的量，具有测量管内压力和流速的功能，并伴随操控人员的调控，保证采油树定量、定速的对开采得到的石油进行输送工作，但受开采环境和开采设备的影响，从地下开采出的石油流动不稳定，并且来自不同区域的石油，其内部夹杂的空气和天然气的成分不同，导致开采出的石油中气体成分存在分布不均的现象，因此石油在进入采油树后，并流经采油树时其内部各处压强的变化不一致，气体在石油内膨胀收缩不稳定，最终在采油树内形成湍流，使采油树侧翼的喷油嘴输出的石油量不稳定，出现异常增量，影响流量计对采油树内石油流量的测量精确度，从而影响操控人员对采油树内石油流量调控的精确度，因此受采油树内缺少高精度调控部件的硬件条件影响，无法对采油树内石油的湍流现象，实时进行追踪并对异常增量进行细微调控，从而无法保证采油树内的石油流量长期保持稳定。
4.针对上述存在的问题，我们研发一种油田采油用基于内部流量定位的组合式调节采油树。


技术实现要素：

5.为了克服现有的采油树缺少高精度调控的部件，无法对采油树内石油的湍流现象，实时进行追踪并对异常增量进行细微调控，从而无法保证采油树内的石油流量长期保持稳定的缺点，本发明提供一种油田采油用基于内部流量定位的组合式调节采油树。
6.技术方案：一种油田采油用基于内部流量定位的组合式调节采油树，包括有升降调节单元、流量控制单元、定位调节单元、下部阀体、下部油管、上部油管和上部阀体，下部阀体的上侧接通有下部油管，下部油管的上侧接通有上部油管，上部油管的上侧接通有上部阀体，上部油管上连接有重度调节石油流量的升降调节单元，升降调节单元的下侧连接有控制石油流通的流量控制单元，上部油管的内侧连接有轻度调节石油流量的定位调节单元，定位调节单元连接升降调节单元，定位调节单元连接流量控制单元。
7.流量控制单元包括有轴座、第一转轴、主挡板、第一扭力弹簧和尾翼调节单元，环绕环形塞的内侧壁固接有六个轴座，六个轴座的上侧各转动连接有一个第一转轴，六个第一转轴的中侧各固接有一个主挡板，六个主挡板的下侧与相邻的轴座之间，各固接有两个第一扭力弹簧，第一扭力弹簧套设在相邻的第一转轴外表面，六个主挡板的上侧各连接有
一个尾翼调节单元。
8.此外，特别优选的是，上部油管左侧壁的内部开设有左部通槽，上部油管的内下侧开设有调节槽，调节槽呈上窄下宽的圆台结构，左部通槽与调节槽相连通。
9.此外，特别优选的是，升降调节单元包括有驱动电机、主动锥齿轮、丝杆、从动锥齿轮、滑筒、环形塞和第一通槽，上部油管上侧法兰部件的左部固接有驱动电机，驱动电机的输出轴穿过上部油管与其滑动连接，驱动电机的输出轴固接有主动锥齿轮，主动锥齿轮位于调节槽内，上部油管的左部通槽内转动连接有丝杆，丝杆的上端固接有从动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，丝杆的下侧连接有滑筒，滑筒连接定位调节单元，滑筒的下端固接有环形塞，环形塞连接流量控制单元。
10.此外，特别优选的是，尾翼调节单元包括有第二转轴、轴套、副挡板、第二扭力弹簧、尾板和限位杆，六个主挡板的上侧各转动连接有一个第二转轴，六个第二转轴的中侧各固接有一个轴套，六个轴套的两端与相邻的主挡板之间，各固接有一个第二扭力弹簧，第二扭力弹簧套设在相邻的第二转轴外表面，六个轴套的下侧各固接有一个副挡板，六个轴套的上侧各固接有一个尾板，六个尾板的中侧各固接有一个限位杆，六个限位杆均连接定位调节单元。
11.此外，特别优选的是，六个主挡板均为弧形板状结构。
12.此外，特别优选的是，上部油管右侧壁的内部开设有右部通槽，左部通槽与右部通槽相连通。
13.此外，特别优选的是，定位调节单元包括有滑杆、第一弹性件、定位板、滑块、外筒、内筒、第二弹性件、环形固定板、推块、主绳和副绳，上部油管的右部通槽上侧滑动连接有滑杆，滑杆的右端与上部油管之间固接有第一弹性件，第一弹性件套设在滑杆的外表面，滑杆的左端固接有定位板，滑筒的右侧上侧固接有滑块，滑块滑动连接上部油管，滑块的右端固接有外筒，外筒的内侧滑动连接有内筒，内筒的上端与滑块之间固接有第二弹性件，第二弹性件套设在内筒的外表面，上部油管的内下侧固接有环形固定板，环绕环形固定板开设有六个通孔，环绕环形固定板的下侧固接有六个推块，定位板的左侧固接有主绳，主绳穿设于内筒内侧，主绳的下端固接有六个副绳，六个副绳分别穿设于环形固定板的六个通孔中，并分别固接相邻的一个限位杆。
14.此外，特别优选的是，还包括有封闭单元，环形塞下方设有封闭单元，封闭单元包括有第三弹性件和环形挡板，环形塞的下侧固接有两个第三弹性件，两个第三弹性件的下端之间固接有环形挡板。
15.此外，特别优选的是，环形塞的右侧开设有与右部通槽上下相对齐的第一通槽，环形挡板的右侧开设有与右部通槽上下相对齐的第二通槽。
16.本发明具有如下优点：现有的采油树缺少高精度调控的部件，无法对采油树内石油的湍流现象，实时进行追踪并对异常增量进行细微调控，从而无法保证采油树内的石油流量长期保持稳定，针对上述问题，本发明中将流量监测部件设置在采油树管道内部，并通过流量监测部件，对在采油树内部流动的石油实时进行流量监控定位，当石油出现湍流现象时，通过组合式调控两种挡板的状态，及时对石油的流量作出调节，对石油在产生湍流时带来的异常增量进行细微调控，缩减石油在发生湍流时产生的偏差，进一步提高石油定速定量输送的精确度，减缓采油树侧翼的喷油嘴输出的石油量不稳定状况，另外流量监测部
件跟随石油输送的流速变化做出变化，保证石油在不同的流速下进行输送过程中，保持对石油进行高精确度的流量监控定位工作，避免在调节石油的流速时，发生流量监测部件被误触，而使石油正常的输送工作被干扰的现象发生。
附图说明
17.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明的局部剖视图；图3为本发明的局部立体结构示意图；图4为本发明的上部油管立体结构示意图；图5为本发明的升降调节单元立体结构示意图；图6为本发明的升降调节单元局部立体结构示意图；图7为本发明的流量控制单元立体结构示意图；图8为本发明的定位调节单元立体结构示意图；图9为本发明的定位调节单元的h区放大图；图10为本发明的局部封闭状态图；图11为本发明的封闭单元第一种立体结构示意图；图12为本发明的封闭单元第二种立体结构示意图。
18.附图标记：1-下部阀体，2-下部油管，3-上部油管，3a-左部通槽，3b-调节槽，3c-右部通槽，4-上部阀体，101-驱动电机，102-主动锥齿轮，103-丝杆，104-从动锥齿轮，105-滑筒，106-环形塞，106a-第一通槽，201-轴座，202-第一转轴，203-主挡板，204-第一扭力弹簧，205-第二转轴，206-轴套，207-副挡板，208-第二扭力弹簧，209-尾板，210-限位杆，301-滑杆，302-第一弹性件，303-定位板，304-滑块，305-外筒，306-内筒，307-第二弹性件，308-环形固定板，309-推块，310-主绳，311-副绳，401-第三弹性件，402-环形挡板，402a-第二通槽。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
20.实施例1一种油田采油用基于内部流量定位的组合式调节采油树，如图1-9所示，包括有升降调节单元、流量控制单元、定位调节单元、下部阀体1、下部油管2、上部油管3和上部阀体4；下部阀体1的上侧接通有下部油管2；下部油管2的上侧接通有上部油管3；上部油管3的上侧接通有上部阀体4；上部油管3上连接有升降调节单元；升降调节单元的下侧连接有流量控制单元；上部油管3的内侧连接有定位调节单元；定位调节单元连接升降调节单元；定位调节单元连接流量控制单元。
21.如图4所示，上部油管3左侧壁的内部开设有左部通槽3a；上部油管3的内下侧开设有调节槽3b，调节槽3b呈上窄下宽的圆台结构；上部油管3右侧壁的内部开设有右部通槽
3c，左部通槽3a分别与调节槽3b和右部通槽3c连通。
22.如图5所示，升降调节单元包括有驱动电机101、主动锥齿轮102、丝杆103、从动锥齿轮104、滑筒105、环形塞106和第一通槽106a；上部油管3上侧法兰部件的左部螺栓连接有驱动电机101；驱动电机101的输出轴穿过上部油管3与其滑动连接，驱动电机101的输出轴固接有主动锥齿轮102；主动锥齿轮102位于调节槽3b内；上部油管3的左部通槽3a内转动连接有丝杆103；丝杆103的上端固接有从动锥齿轮104；主动锥齿轮102与从动锥齿轮104相啮合；丝杆103的下侧连接有滑筒105；滑筒105连接定位调节单元；滑筒105的下端焊接有环形塞106；环形塞106连接流量控制单元。
23.如图6-7所示，流量控制单元包括有轴座201、第一转轴202、主挡板203、第一扭力弹簧204和尾翼调节单元；环绕环形塞106的内侧壁螺栓连接有六个轴座201；六个轴座201的上侧各转动连接有一个第一转轴202；六个第一转轴202的中侧各焊接有一个主挡板203；六个主挡板203均为弧形板状结构；六个主挡板203的下侧与相邻的轴座201之间，各固接有两个第一扭力弹簧204，第一扭力弹簧204套设在相邻的第一转轴202外表面；六个主挡板203的上侧各连接有一个尾翼调节单元。
24.如图7所示，尾翼调节单元包括有第二转轴205、轴套206、副挡板207、第二扭力弹簧208、尾板209和限位杆210；六个主挡板203的上侧各转动连接有一个第二转轴205；六个第二转轴205的中侧各固接有一个轴套206；六个轴套206的两端与相邻的主挡板203之间，各固接有一个第二扭力弹簧208，第二扭力弹簧208套设在相邻的第二转轴205外表面；六个轴套206的下侧各焊接有一个副挡板207；六个轴套206的上侧各焊接有一个尾板209；六个尾板209的中侧各焊接有一个限位杆210；六个限位杆210均连接定位调节单元。
25.如图8-9所示，定位调节单元包括有滑杆301、第一弹性件302、定位板303、滑块304、外筒305、内筒306、第二弹性件307、环形固定板308、推块309、主绳310和副绳311；上部油管3的右部通槽3c上侧滑动连接有滑杆301；滑杆301的右端与上部油管3之间固接有第一弹性件302，第一弹性件302套设在滑杆301的外表面；滑杆301的左端固接有定位板303；滑筒105的右侧上侧固接有滑块304；滑块304滑动连接上部油管3；滑块304右端焊接有外筒305；外筒305的内侧滑动连接有内筒306；内筒306的上端与滑块304之间固接有第二弹性件307，第二弹性件307套设在内筒306的外表面；上部油管3的内下侧固接有环形固定板308；环绕环形固定板308开设有六个通孔；环绕环形固定板308的下侧螺栓连接有六个推块309；定位板303的左侧固接有主绳310；主绳310穿设于内筒306内侧；主绳310的下端固接有六个副绳311；六个副绳311分别穿设于环形固定板308的六个通孔中，六个副绳311分别固接相邻的一个限位杆210。
26.在本发明的实施例中，使用的第一弹性件302和第二弹性件307均是压力弹簧。
27.由下部阀体1、下部油管2、上部油管3和上部阀体4组成完整的采油树，并将上部阀体4中连接的侧翼输油管外接喷油嘴，在进行石油输送的过程中，石油先后经过下部阀体1、下部油管2、上部油管3、上部阀体4和喷油嘴，向喷油嘴外接的管路进行输送，其中石油在经过下部油管2时，大部分石油从环形塞106的中间通道流入上部油管3，少部分石油经过环形塞106与下部油管2之间的间隙流入上部油管3。
28.另有一部分石油从下部油管2向上流经上部油管3的右部通槽3c，并从右部通槽3c的上出口汇入上部油管3的石油中，右部通槽3c内上侧的石油在向左汇入上部油管3内同
时，对定位板303施加向左的推力，石油向上流动撞击副挡板207同时，对副挡板207施加向上的推力，使副挡板207带动轴套206绕第二转轴205的轴心向上翻转，轴套206带动尾板209和限位杆210向下翻转，同时向下翻转的限位杆210拉动副绳311，并带动主绳310向下绷直，同时副挡板207将受到的推力，通过副绳311和主绳310，传递至定位板303上，同时定位板303通过滑杆301，将来自石油的推力和来自副挡板207的力传导至第一弹性件302上，并由第一弹性件302将定位板303受到向左的所有力吸收，使副绳311被绷直后，副挡板207受副绳311的牵制，不再被石油的推力继续向上翻转，当石油在上部油管3内保持稳定输送的状态，定位板303和副挡板207在右部通槽3c内也保持稳定的状态。
29.当被开采上来的石油在经过下部阀体1和下部油管2过程中，若流动的石油内部某一区域各处压强的变化不一致，该区域内的气体在石油中膨胀收缩不稳定，同时快速流动中石油的惯性力大于石油的黏滞力，石油易受内部气体变化的影响，最终该区域发展形成不规则的湍流，此时石油中该区域向外膨胀的气体带动石油产生波浪状流体冲向上部油管3的内壁，使流经上部油管3的石油流速瞬间增大，导致后续喷油嘴输出的量出现短暂的异常增量，此时右部通槽3c左侧的石油因流速增大，气体的不稳定因素被释放，从而导致石油的内部压强降低，同时右部通槽3c内上侧的石油在向左汇入上部油管3前，对定位板303施加向左的推力也增大，使被向左推动的定位板303通过滑杆301，带动第一弹性件302向左拉伸，同时向左移动的定位板303将主绳310和副绳311下放，使副挡板207受石油的推力而继续向上翻转，随后当石油对定位板303的推力和石油对副挡板207的推力，与第一弹性件302的拉伸力相抗衡时，定位板303和副挡板207停止移动，此时副挡板207被向上翻转呈横置状态，石油在通过环形塞106过程中受副挡板207的阻挡，而减少进入上部油管3的量，直到石油的湍流区离开上部油管3后，上部油管3内的石油流量恢复稳定，石油对定位板303的推力和石油对副挡板207的推力剧减至稳定值，同时被拉伸的第一弹性件302带动定位板303和副挡板207移动复位，实现对石油在产生湍流时带来的异常增量进行细微调控，缩减石油在发生湍流时产生的偏差，进一步提高石油定速定量输送的精确度，减缓采油树侧翼的喷油嘴输出的石油量不稳定状况。
30.当需要增大采油树对石油输送的流速时，在保证外接的采油设备对石油的抽取力度不变或抽取力度增强的条件下，驱动电机101的输出轴带动主动锥齿轮102转动，主动锥齿轮102啮合从动锥齿轮104带动丝杆103转动，转动的丝杆103带动滑筒105沿左部通槽3a向上移动，滑筒105带动环形塞106向上移动并靠拢上部油管3的调节槽3b，缩减环形塞106与下部油管2之间的间隙，减少石油从环形塞106与下部油管2之间的间隙流入上部油管3的比例，使石油从环形塞106的中间通道流入上部油管3的比例升高，减少因石油在汇聚时产生不稳定紊流的因素，主挡板203在跟随环形塞106向上移动同时，静止的推块309推动向上移动的主挡板203，带动主挡板203和第一扭力弹簧204绕第一转轴202向下翻转，如图10所示，使主挡板203横置在环形塞106中间通道的上方，实现在采油设备对石油的抽取力度不变或抽取力度增强的条件下，缩减石油流通的横截面积，达到增大石油流速的目的，同时高速流动的石油对定位板303和副挡板207的推力也增大，第一弹性件302需要通过被向左拉伸后产生足够的拉伸力，与定位板303和副挡板207受到的推力相抗衡，第一弹性件302在带动定位板303向左移动同时，向左移动的定位板303将主绳310和副绳311下放，同时推块309推动主挡板203，带动副挡板207向下翻转，使副挡板207带动尾板209和限位杆210向下翻转
的距离，与定位板303将主绳310和副绳311下放的距离相补足，实现在通过调节主挡板203和副挡板207的位置和状态，改变石油的流速时，仍能保证限位杆210与定位板303之间的主绳310和副绳311保持绷直状态，使后期石油在产生湍流现象时，定位板303与副挡板207之间具有高灵敏度的响应配合，并避免在调节石油的流速时，发生副挡板207被误触，而使石油正常的输送工作被干扰的现象发生。
31.另外采油树对石油输送的流速被增大后，石油从环形塞106与下部油管2之间的间隙流入上部油管3的比例减少，石油从环形塞106的中间通道流入上部油管3的比例升高，从而使石油在汇聚时产生不稳定窜流的因素被减少，石油高速稳定的在下部油管2与上部油管3之间通过。
32.实施例2在实施例1的基础上，如图1-12所示，还包括有封闭单元，环形塞106下方设有封闭单元，封闭单元包括有第三弹性件401和环形挡板402；环形塞106的下侧固接有两个第三弹性件401；两个第三弹性件401的下端之间固接有环形挡板402；环形塞106的右侧开设有与右部通槽3c上下相对齐的第一通槽106a；环形挡板402的右侧开设有与右部通槽3c上下相对齐的第二通槽402a。
33.在本发明的实施例中，使用的第三弹性件401是弹簧伸缩杆。
34.在将采油树对石油输送的流速增大到极大值的过程中时，向上移动的环形塞106上侧环面紧贴上部油管3的调节槽3b，同时高速流动的石油向上冲击环形挡板402，推动环形挡板402带动第三弹性件401向上压缩，使环形挡板402紧贴环形塞106的底部，减少环形塞106与上部油管3的调节槽3b之间的间隙，使石油从环形塞106与下部油管2之间的间隙流入上部油管3的比例减少到极小值，进一步提升石油高速流动的稳定性，使一部分石油顺利的先后经过环形挡板402的第二通槽402a，以及环形塞106的第一通槽106a，进入右部通槽3c中，配合定位调节单元对石油的流量进行定位和调节工作。
35.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。