一種高能混合器清水控制裝置以及高能混合器的製作方法
2023-04-28 05:00:36
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製作方法
技術領域：
本發明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係到固井質量。傳統的以手動閥門控制清水流量的單變量高能混合器，是由操作人員調節閥門大小來完成的，只能憑操作、人員的經驗及直覺來調節清水流量，因此難於保證水泥漿密度。而由於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逐漸替代單變量混漿系統，雙變量混漿系統已成為油田固井行業的主流，所謂雙變量混漿系統就是對清水及乾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採用液壓驅動方式，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，這類控制方式採用流量調節板結構控制水量，雖然相對於手動控制有很大進步，但尚存在如下缺陷一是由於這種液壓驅動方式，受環境溫度影響較大，及液壓系統的不穩定性，無法達到很精確的控制；二是內部結構件多而複雜，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量多，給日常維護和保養帶來不便，而且在冬季使用時其密封面進水容易凍住，不方便現場的操作使用；再是當驅動機構失靈時手動調整不能實現方便且較為準確的控制。
發明內容
本發明的目的是提供一種工作穩定、控制精確高的高能混合器清水控制裝置，以解決上述現有方案的不足。本發明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、直線執行器、鉸鏈軸、搖臂、絲槓、手動搖柄、螺紋軸及閥杆，其特點是所述安裝座的上部配有法蘭，並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杆採用鉸鏈連接，所述搖臂的下端與所述直線執行器的推桿採用鉸鏈連接，所述螺紋軸的兩端插裝於所述搖臂的中部孔中，所述螺紋軸的中部設有絲孔並與所述絲槓配套連接，所述絲槓的一端固定在所述鉸鏈軸上。所述直線執行器是電動直線執行器。本發明的工作原理是在電動控制狀態下，搖臂以螺紋軸作為支點形成槓桿機構，此時搖臂與直線執行器的推桿連接鉸鏈作為作用力點，搖臂與閥杆連接鉸鏈作為反作用力點，當直線執行器的推桿伸縮移動時，帶動閥杆做直線運動，進而準確控制水閥開度。本發明的有益效果是由於本技術方案在搖臂、閥杆、絲槓及直線執行器的連接結構上採用了鉸鏈連接，形成多連杆結構，從而在直線執行器推動時能保證閥杆始終直線運動，運動結構簡單靈活；採用電動直線執行器可方便的實現進給量的電腦自動控制，並通過電動直線執行器精確控制閥杆的位置，同時方便採用軟體來實現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乾粉的配比，從而保證了水泥漿密度；由於本方案能實現對閥杆的精確控制，因此可以用簡單的閥門機構代替相對複雜的流量調節板結構，並避免了由流量調節板結構所帶來的相應缺陷。本發明還可作如下改進，即在所述絲槓的一端設置手動搖柄，在所述螺紋軸和絲槓連接處設有通孔，該通孔貫穿所述螺紋軸和絲槓，在所述通孔中設有銷軸。以此可實現閥 杆的手動控制。銷軸也可以保證在電動控制時螺紋軸與絲杆連接的穩固。在手動控制時工作原理是搖臂以直線執行器與搖臂連接鉸鏈作為支點形成槓桿機構，當拔出銷軸後，通過手動搖柄帶動絲槓旋轉，螺紋軸沿絲槓運動，此時螺紋軸作為作用力點，搖臂與閥杆連接鉸鏈作為反作用力點，以實現對閥杆位置的控制。所述改進方案的有益效果是當電動直線執行器發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杆位置，實現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。本發明還提供了一種高能混合器，其特徵在於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於高能混合器的清水管端部組成高能混合器。本發明一種高能混合器的有益效果是由於採用本發明所述的清水控制裝置，能對清水流量實現較精確的控制，使得高能混合器的混漿效果比現有技術更優，即水泥漿密度能更好的滿足使用要求。
圖I是本發明清水控制裝置結構示意 圖2是圖I的左視 圖3是圖I中A-A向首I]面不意 圖4是圖I中B-B向首I]面不意 圖5是圖I中安裝座結構示意 圖6是採用本發明清水控制裝置的高能混合器示意圖。在圖I至圖6中，I、安裝座，2、軸，3、直線執行器，4、鉸鏈軸，5、絲槓，6、螺紋軸，7、手動搖柄，8、搖臂，9、閥杆，10、銷軸，11、推桿，12、固定座，13、清水管，14、乾粉管，I、清水入口，II、乾粉入口。
具體實施例方式如圖I-圖5所示，一種高能混合器清水控制裝置，包括安裝座I、軸2、直線執行器
3、鉸鏈軸4、絲槓5、螺紋軸6、手動搖柄7、搖臂8、閥杆9、銷軸10及固定座12，其特點是所述安裝座I的上部配有法蘭，並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I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I的中部軸孔中，所述直線執行器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I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的上端與所述閥杆9採用鉸鏈連接，所述搖臂8的下端與所述直線執行器的推桿11採用鉸鏈連接，所述螺紋軸6的兩端插裝於所述搖臂8的中部孔中，所述螺紋軸6的中部設有絲孔並與所述絲槓5配套連接，所述絲槓5的一端固定在所述鉸鏈軸6上。所述直線執行器3是電動直線執行器。本發明的工作原理是在電動控制狀態下，搖臂8以螺紋軸6作為支點形成槓桿機構，此時搖臂8與直線執行器3連接鉸鏈作為作用力點，搖臂8與閥杆9連接鉸鏈作為反作用力點，當直線執行器的推桿11伸縮移動時，帶動閥杆9做直線運動，進而準確控制水閥開 度。由於本技術方案在搖臂8、閥杆9、絲槓5及直線執行器3的連接結構上採用了鉸鏈連接，形成多連杆結構，從而保證了在直線執行器的推桿11推動時能保證閥杆9始終直線運動，運動結構簡單靈活；本實施例採用電動直線執行器3可更方便的實現進給量的電腦自動控制，並通過電動直線執行器3精確控制閥杆的位置，本實施例配用軟體來實現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乾粉的配比，從而保證了水泥漿密度。另外在所述絲槓的一端設置手動搖柄7，在所述螺紋軸6和絲槓5連接處設有通孔，該通孔貫穿所述螺紋軸6和絲槓5，在所述通孔中設有銷軸10。以此可實現閥杆9的手動控制。銷軸10也可以保證在電動控制時螺紋軸6與絲杆5連接的穩固。當電動直線執行器3發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控制閥杆9的位置，實現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以直線執行器3的推桿11與搖臂8連接鉸鏈作為支點形成槓桿機構，當拔出銷軸10後，通過手動搖柄7帶動絲槓5旋轉，螺紋軸6沿絲槓5運動，此時螺紋軸6作為作用力點，搖臂8與閥杆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時可以實現對閥杆9的推拉控制。如圖6所示，本發明還提供了一種採用以上所述清水控制裝置的高能混合器，具體方案是將本發明所述的清水控制裝置的安裝座固定於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。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，與由乾粉管14入口 II送入的水泥混合，由於採用本發明所述的清水控制裝置，能對清水流量通過電腦軟體實現較精確的控制，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有技術更優，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、直線執行器、鉸鏈軸、搖臂、絲槓、螺紋軸及閥杆，其特徵在於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杆採用鉸鏈連接，所述搖臂的下端與所述直線執行器的推桿採用鉸鏈連接，所述螺紋軸的兩端插裝於所述搖臂的中部孔中，所述螺紋軸的中部設有絲孔並與所述絲槓配套連接，所述絲槓的一端固定在所述鉸鏈軸上。
2.根據權利要求I所述的高能混合器的清水控制裝置，其特徵在於所述直線執行器是電動直線執行器。
3.根據權利要求I至2任一項所述的高能混合器的清水控制裝置，其特徵在於在所述絲槓的另一端還設有手動搖柄，在所述螺紋軸和絲槓連接處設有通孔，在所述通孔中設 有銷軸。
4.一種高能混合器，其特徵在於包括如權利要求1-3任一項所述的清水控制裝置。
全文摘要
本發明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、直線執行器、鉸鏈軸、搖臂、絲槓、手動搖柄、螺紋軸及閥杆，其特點是所述安裝座與直線執行器的固定座採用鉸鏈連接，所述鉸鏈軸插裝在所述安裝座的中部軸孔中，所述絲槓的一端固定在所述鉸鏈軸上，在絲槓的中部套接有所述螺紋軸，所述螺紋軸插裝於所述搖臂的中部孔中，所述搖臂的上端與所述閥杆採用鉸鏈連接，所述搖臂的下端與所述直線執行器的推桿採用鉸鏈連接，在所述螺紋軸和絲槓連接處設有通孔，通孔中設有銷軸。本發明可方便的實現閥杆進給量的自動精確控制，使得高能混合器的混漿效果比現有技術更優，並可自動手控兩用。
文檔編號B28C7/00GK102729335SQ20111009385
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者李世奇, 王 鋒 申請人:煙臺傑瑞石油裝備技術有限公司