技术领域
[0001] 本
发明涉及分层注水技术领域，特别涉及一种同心配水器测调扭矩检测装置及检测方法。
背景技术
[0002] 随着油田勘探开发的不断深入，分层注水作为提高油层动用程度的一种主要技术手段在油田开发中越来越受到重视。同心配水器是分层注水工艺管柱中主要的配套工具之一。通过同心配水器控制向每个分注层段中注入的水量。
[0003] 同心配水器主要包括外筒、位于外筒内部的水嘴以及旋转套；外筒的
侧壁上靠近外筒的下端的
位置处具有出液口，旋转套与水嘴连接，旋转套转动时可使水嘴上下运动，旋转套的侧壁上具有卡槽。初始状态时，水嘴将出液口封闭。进行分层注水作业时，向同心配水器内部下入测调仪器，测调仪器上具有弹爪，弹爪卡在旋转套的卡槽内，旋转测调仪器带动旋转套转动，从而使水嘴上下运动，控制出液口的开启程度，进而控制出水量的大小。可见，出液口的开启程度与旋转旋转套时的测调扭矩有关。因此，在进行分层注水作业之前，需要先在地面上对同心配水器的测调扭矩进行检测。
发明内容
[0004] 为解决
现有技术中存在的问题，本发明
实施例提供了一种同心配水器测调扭矩检测装置及检测方法。
[0005] 具体而言，包括以下的技术方案：
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种同心配水器测调扭矩检测装置，包括：
支架、接箍、
液压泵、传导轴、上接头、
力臂杆以及
弹簧秤；
[0007] 所述接箍固定在所述支架上，并用于固定待测同心配水器的下端，所述接箍的底部具有进液口；
[0008] 所述
液压泵的出液口与所述接箍的进液口连接；
[0009] 所述上接头用于固定所述待测同心配水器的上端；
[0010] 所述传导轴的外壁上具有与所述待测同心配水器的旋转套上的卡槽相配合的弹爪，所述传导轴的上端可穿过所述上接头，所述传导轴与所述上接头之间密封并且所述传导轴可转动；
[0011] 所述
力臂杆的一端与所述传导轴的上端固定连接，所述力臂杆的另一端与所述弹簧秤连接，所述力臂杆的轴线方向与所述传导轴的轴线方向垂直，所述弹簧秤的弹簧的轴线方向可与所述力臂杆的轴线方向平行。
[0012] 进一步地，所述弹簧秤与所述力臂杆柔性连接。
[0013] 进一步地，所述传导轴与所述力臂杆之间通过备帽连接。
[0014] 进一步地，所述检测装置还包括：套设在所述传导轴外侧的止推
轴承。
[0015] 进一步地，在所述传导轴与所述上接头之间设置有
密封圈。
[0016] 进一步地，所述检测装置还包括：防溢罩和顶
丝杆；
[0017] 所述防溢罩用于套设在所述待测同心配水器的外侧、并使所述待测同心配水器的出液口位于所述防溢罩内部，所述防溢罩的下端开放；
[0018] 所述顶丝杆与所述防溢罩
螺纹连接，且所述顶丝杆的一端可穿过所述防溢罩的侧壁并与所述待测同心配水器的外壁相抵，所述顶丝杆的数量为至少两根。
[0019] 进一步地，所述检测装置还包括：与所述液压泵连接的压力表。
[0020] 进一步地，所述检测装置还包括：水槽，所述支架放置在所述水槽中。
[0021] 进一步地，所述弹簧秤为数字弹簧秤。
[0022] 第二方面，本发明实施例提供了一种同心配水器测调扭矩检测方法，所述检测方法通过上述的检测装置实施，包括以下步骤：
[0023] 组装待测同心配水器和所述检测装置；
[0024] 启动所述液压泵，使所述待测同心配水器内的压力达到预设值，拉动所述弹簧秤使力臂杆以所述传导轴为中心做圆周运动，带动所述传导轴旋转，在所述力臂杆做圆周运动过程中，保持所述弹簧秤的弹簧的轴线方向与所述力臂杆的轴线方向平行；
[0025] 当所述弹簧秤的读数稳定后，计算所述弹簧秤的读数与所述力臂杆的有效长度的乘积即得所述待测同心配水器的测调扭矩。
[0026] 本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
[0027] 本发明实施例提供的检测装置中，分别通过上接头和接箍固定待测同心配水器的上下两端，利用传导轴模拟测调仪器，将传导轴放入待测同心配水器内部，使传导轴外壁上的弹爪卡入待测同心配水器的旋转套上的卡槽内，使传导轴的上端穿过上接头。通过拉动弹簧秤使力臂杆以传导轴为中心作圆周运动，从而带动传导轴旋转，进而带动待测同心配水器的旋转套旋转。由于力臂杆的轴线与传导轴的轴线垂直，并且在圆周运动中保持弹簧秤的弹簧的轴线与力臂杆的轴线平行，由此，根据扭矩的计算公式，弹簧秤的读数与力臂杆的有效长度的乘积即为待测同心配水器的测调扭矩。通过液压泵可调节待测同心配水器内部的压力值，从而测试不同压力下同心配水器的测调扭矩，为分层注水作业的顺利进行提供数据支持。并且，本发明实施例提供的检测装置结构简单、操作简便，能够快速检测同心配水器的测调扭矩，成本低、安全可靠。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0029] 图1为本发明实施例提供的同心配水器测调扭矩检测装置的主视结构示意图；
[0030] 图2为本发明实施例提供的同心配水器测调扭矩检测装置的俯视结构示意图。
[0031] 图中的附图标记分别表示：
[0032] 1-支架；
[0033] 2-接箍；
[0034] 201-进液口；
[0035] 3-待测同心配水器；
[0036] 301-旋转套；
[0037] 302-出液口；
[0038] 303-水嘴；
[0039] 4-传导轴；
[0040] 401-弹爪；
[0041] 5-上接头；
[0042] 6-密封圈；
[0043] 7-弹簧秤；
[0044] 8-力臂杆；
[0045] 9-止推轴承；
[0046] 10-防溢罩；
[0047] 11-顶丝杆；
[0048] 12-液压泵；
[0049] 13-压力表；
[0050] 14-耐高压软管；
[0051] 15-备帽；
[0052] 16-水槽。
具体实施方式
[0053] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
[0054] 第一方面，本发明实施例提供了一种同心配水器测调扭矩检测装置，如图1和图2所示，该检测装置包括：支架1、接箍2、液压泵12、传导轴4、上接头5、力臂杆8以及弹簧秤7；
[0055] 接箍2固定在支架1上，并用于固定待测同心配水器的下端，接箍2的底部具有进液口201；
[0056] 液压泵12的出液口与接箍2的进液口201连接；
[0057] 上接头5用于固定待测同心配水器3的上端；
[0058] 传导轴4的外壁上具有与待测同心配水器3的旋转套301上的卡槽相配合的弹爪401，传导轴4的上端可穿过上接头5，传导轴4与上接头5之间密封并且传导轴4可转动；
[0059] 力臂杆8的一端与传导轴4的上端固定连接，力臂杆8的另一端与弹簧秤7连接，力臂杆5的轴线方向与传导轴4的轴线方向垂直，弹簧秤7的弹簧的轴线方向可与力臂杆8的轴线方向平行。
[0060] 本发明实施例提供的检测装置在使用时，分别通过上接头5和接箍2固定待测同心配水器3的上下两端，从而使待测同心配水器3处于与井下相同的状态，即竖直状态。利用传导轴4模拟测调仪器，将传导轴4放入待测同心配水器3内部，使传导轴4外壁上的弹爪401卡入待测同心配水器3的旋转套301上的卡槽内，使传导轴3的上端穿过上接头5。由于力臂杆8的轴线方向与传导轴4的轴线方向垂直，因此在使用时，力臂杆8是沿水平方向设置的。
[0061] 通过拉动弹簧秤7使力臂杆8以传导轴4为中心作圆周运动，并在此过程中保持弹簧秤7的弹簧的轴线与力臂杆8的轴线平行，从而带动传导轴4旋转，进而带动待测同心配水器3的旋转套301旋转，使水嘴303上下运动，以模拟测调仪器开启待测同心配水器3的出液口的过程。可以理解的是，是在水平面内拉动弹簧秤7。根据扭矩的计算公式，弹簧秤7的读数与力臂杆8的有效长度的乘积即为待测同心配水器的测调扭矩。
[0062] 由于传导轴4与上接头5之间密封，因此，当将接箍2的出液口201与液压泵12的出液口连接后，上接头5、待测同心配水器3以及接箍2的内部形成一个封闭的空间，通过液压泵12向待测同心配水器3内注入水，可控制待测同心配水器3内的压力，从而检测不同压力下同心配水器的测调扭矩。
[0063] 综上，本发明实施例提供的检测装置结构简单、操作简便，能够快速检测不同压力下同心配水器的测调扭矩，为分层注水作业的顺利进行提供数据支持，成本低、安全可靠。
[0064] 进一步地，弹簧秤7与力臂杆8可以采用柔性连接的方式，例如通过绳子连接，从而使力臂杆8做圆周运动过程中，弹簧秤7的弹簧的轴线方向能够保持与力臂杆8的轴线方向平行。
[0065] 进一步地，如图1所示，传导轴4与力臂杆8之间可通过备帽15连接。具体来说，在传导轴4的上端沿力臂杆8轴线方向设置连接孔，在力臂杆8与传导轴4连接的一端设置螺纹段，该螺纹段穿过传导轴4上端的连接孔后，与备帽15通过
螺纹连接。
[0066] 进一步地，如图1所示，本发明实施例提供的检测装置中还可以包括：套设在传导轴4外侧的止推轴承9。止推轴承9设置可以减小传导轴4在旋转过程中的摩擦，以保证检测数据的真实可靠。止推轴承9具体可通过以下方式设置：传导轴4为阶梯轴，并且其上部的外径小于下部的外径，止推轴承9套设在传导轴4外径较小的部分上。使用时，止推轴承9的下端与传导轴4外径变化形成的台阶相抵，止推轴承9的上端与上接头5的内壁相抵。可以理解的是，当传导轴4的弹爪401卡入待测同心配水器3的旋转套301的卡槽内时，止推轴承9的上下两端也分别与上接头5的内壁以及传导轴4的台阶相抵。
[0067] 进一步地，如图1所示，在传导轴4与上接头5之间设置有密封圈6，以保证传导轴4与上接头5之间的密封，防止在测调扭矩检测过程中发生漏失，保证待测同心配水器3内的压力稳定。可以理解的是，上接头5的上端开设有用于传导轴4的上端穿过的孔，在该用于传导轴4的上端穿过的孔的内壁上设置密封圈槽，密封圈6设置在该密封圈槽内。
[0068] 进一步地，如图1所示，本发明实施例提供的检测装置中还可以包括：防溢罩10和顶丝杆11。
[0069] 其中，防溢罩10用于套设在待测同心配水器3的外侧、并使待测同心配水器的出液口302位于防溢罩10内部。由于在测调扭矩检测过程中，力臂杆8带动传导轴4旋转，传导轴4带动待测同心配水器3的旋转套301旋转使待测同心配水器3的水嘴303上下运动，从而将待测同心配水器3的出液口302被打开，待测同心配水器3内的水将从出液口302流出，防溢罩10的设置有利于防止水的喷溅。可以理解的是，防溢罩10的上端位于待测同心配水器3的出液口302的上方，防溢罩10的下端位于待测同心配水器3的出液口302的下方。防溢罩10可以为下端开放的中空圆柱体。
[0070] 顶丝杆11与防溢罩10螺纹连接，且顶丝杆11的一端可穿过防溢罩10的侧壁并与待测同心配水器3的外壁相抵，以便于待测同心配水器3的安装与拆卸，并防止待测同心配水器3的外壁损坏。顶丝杆11的数量为至少两根，且多根顶丝杆11沿待测同心配水器3的圆周方向均匀分布。可以在防溢罩11的侧壁上沿待测同心配水器3的径向方向设置
螺纹孔，顶丝杆11的一端穿过该螺纹孔后与待测同心配水器3的外壁相抵，同时顶丝杆11与该螺纹孔螺纹连接。
[0071] 进一步地，如图1所示，本发明实施例提供的检测装置还包括：与液压泵14连接的压力表13，便于监控待测同心配水器3内的压力。
[0072] 进一步地，如图1所示，本发明实施例提供的检测装置还包括：水槽16，支架1放置在水槽16中。由待测同心配水器3的出液口302流出的水在防溢罩10的防护下流入水槽16。
[0073] 本发明实施例中，弹簧秤7可以为数字弹簧秤，以便于读数。支架1可以为三
角支架，以使本发明实施例提供的检测装置在使用过程中更加稳固，防止在检测过程中待测同心配水器3失稳转动。上接头5和接箍2分别加工有螺纹，与待测同心配水器3的上下两端通过螺纹连接。
[0074] 第二方面，本发明实施例提供了一种同心配水器测调扭矩检测方法，该检测方法通过本发明实施例第一方面提供的检测装置实施，具体包括以下步骤：
[0075] 步骤S1，组装待测同心配水器和检测装置；
[0076] 步骤S2，启动液压泵14，使待测同心配水器内的压力达到预设值，拉动弹簧秤7使力臂杆8以传导轴4为中心旋转，并带动传导轴4旋转，在力臂杆8旋转过程中，保持弹簧秤7的弹簧的轴线方向与力臂杆8的轴线方向平行；
[0077] 步骤S3，当弹簧秤7的读数稳定后，计算弹簧秤7的读数与力臂杆8的有效长度的乘积即得待测同心配水器的测调扭矩。
[0078] 根据本发明实施例第一方面的描述，在检测过程中，待测同心配水器处于竖直状态，上下两端分别由上接头5和接箍2固定。力臂杆8处于水平状态，在使力臂杆8在水平面内绕着传导轴4做圆周运动时，弹簧秤7的弹簧的轴线方向保持水平。
[0079] 需要说明的是，本发明实施例提供的检测方法中，当弹簧秤7的读数稳定后，通过计算弹簧秤7的读数与力臂杆8的有效长度的乘积得到的测调扭矩是待测同心配水器的水嘴的启动扭矩。
[0080] 进一步地，步骤S1中，组装待测同心配水器和检测装置的具体步骤包括：
[0081] 步骤S11，准备待测同心配水器3以及与待测同心配水器3的规格相匹配的检测装置的各个部件，包括液压泵12、耐高压软管14、弹簧秤7、传导轴4、力臂杆8、水槽16、上接头5、接箍2等。
[0082] 步骤S12，检查上接头5内的密封圈6是否牢固，若出现松动应及时调整。
[0083] 步骤S13，将上接头5与待测同心配水器3的上端连接并拧紧螺纹，将止推轴承9套在传导轴4的上端，之后将传导轴4从待测同心配水器3的下端沿待测同心配水器3的轴线方向推入，使传导轴4的上端从上接头5穿出并使传导轴4外壁上的弹爪401卡入待测同心配水器的旋转套上的卡槽中，并调整传导轴4使传导轴4和待测同心配水器3的轴线重合。可以理解的是，弹爪401在未卡入待测同心配水器3的旋转套301上的卡槽时呈收缩状态，当移动至卡槽的位置处时，弹爪张开，从而卡入卡槽中。
[0084] 步骤S14，将接箍2固定在支架1上，并将支架1固定在水槽16中。
[0085] 步骤S15，将防溢罩10套在待测同心配水器3上，使待测同心配水器3的出液口位于防溢罩10内部，将顶丝杆11的一端穿过防溢罩10的侧壁并与待测同心配水器3的外壁相抵。
[0086] 步骤S16，将待测同心配水器3的下端与接箍2连接，然后推动顶丝杆11使顶丝杆11做圆周运动将待测同心配水器3拧紧在接箍2上，并扶正待测同心配水器3，防止其倾斜影响测试结果。
[0087] 步骤S17，将力臂杆8的一端与传导轴4的上端固定连接，将弹簧秤7安装在力臂杆8的另一端。
[0088] 步骤S18，将耐高压软管14的一端与接箍2底部的进液口201连接，另一端与液压泵2的出液口连接。
[0089] 进一步地，在步骤S2之前，本发明实施例提供的检测方法还包括检查检测装置是否漏失的步骤，具体包括：启动液压泵12，使待测同心配水器3内的压力依次达到5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa和35MPa，检查是否有渗漏现象，若无漏失，泄压至0MPa，停泵。
[0090] 进一步地，本发明实施例提供的检测方法中，可重复进行步骤S2和步骤S3，检测不同压力下待测同心配水器3的测调扭矩值。本领域技人员能够理解的是，力臂杆8的有效长度是指传导轴4的轴线到弹簧秤7与力臂杆8连接点之间的距离。
[0091] 进一步地，本发明实施例提供的检测方法中，检测结束后，使液压泵12泄压至0MPa，之后停泵，有序拆卸检测装置流程，收拾工具。
[0092] 以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
