用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀及其控制方法

1.一种用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀，其特征在于，包括上接头(1)、导向钉(2)、轨套(3)、上部外筒(4)、锁套(5)、管线管(6)、心轴(7)、开度套(8)、密封组(9)、下部外筒(10)、下接头(11)、控制管线；控制管线包括一号液控管线(1201)和二号液控管线(1202)；所述上接头(1)、所述上部外筒(4)、所述管线管(6)、所述下部外筒(10)及所述下接头(11)从上到下依次采用螺纹连接，与所述开度套(8)、所述密封组(9)一同构成外工作筒；所述上接头(1)与所述上部外筒(4)之间、所述上部外筒(4)与所述管线管(6)之间、所述管线管(6)与所述下部外筒(10)之间、所述下部外筒(10)与所述下接头(11)之间均通过密封圈形成密封；所述下部外筒(10)与所述心轴(7)之间构成第一环空，所述开度套(8)、所述密封组(9)安装在该环空内；所述开度套(8)位于所述管线管(6)下方，所述管线管(6)的下部端面与所述开度套(8)的上部端面之间通过密封圈形成密封；所述密封组(9)位于所述开度套(8)下方，所述密封组(9)下部端面由所述下部外筒(10)的内部限位台肩(1001)的上表面限位；所述上部外筒(4)与所述心轴(7)之间构成第二环空，所述轨套(3)和所述锁套(5)安装在该环空内；所述轨套(3)上部与所述心轴(7)螺纹连接，所述轨套(3)下端面由所述心轴(7)的外部限位台肩(701)上表面限位；所述锁套(5)上部与所述心轴(7)螺纹连接，且所述心轴(7)的外部限位台肩(701)下表面对所述锁套(5)上端面限位；由此，采用螺纹连接在一起的所述轨套(3)、所述锁套(5)、所述心轴(7)构成内工作筒，内工作筒安装在外工作筒的内部；所述上部外筒(4)中段设置有一个径向的螺纹孔(401)，所述螺纹孔(401)用于将所述导向钉(2)螺纹连接于上部外筒(4)；所述上部外筒(4)下部的内回转面间隔设置有四道沟槽，由下到上分别为第一沟槽(402)、第二沟槽(403)、第三沟槽(404)和第四沟槽(405)，分别为锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪的四个停留位置；所述上部外筒(4)、所述心轴(7)、所述管线管(6)以及管线管(6)上部与所述心轴(7)之间的密封圈、所述上部外筒(4)与所述心轴(7)之间的密封圈形成上部液压腔；所述管线管(6)在对应于上部液压腔的位置安装有第二管线接头，所述第二管线接头用于实现与机械开度阀的所述二号液控管线(1202)的连接；所述心轴(7)、所述管线管(6)以及管线管(6)上部与所述心轴(7)之间的密封圈、管线管(6)下部与所述心轴(7)之间的密封圈形成下部液压腔；管线管(6)在对应于下部液压腔的位置安装有第一管线接头，所述第一管线接头用于实现与机械开度阀的所述一号液控管线(1201)连接；所述一号液控管线(1201)注液、所述二号液控管线(1202)回液时，下部液压腔的压力高于上部液压腔，所述心轴(7)向上方移动，也为机械开度阀开启方向；所述二号液控管线(1202)注液、所述一号液控管线(1201)回液时，上部液压腔的压力高于下部液压腔，所述心轴(7)向下方移动，也为机械开度阀关闭方向；所述一号液控管线(1201)和所述二号液控管线(1202)的压力变化同时由地面液压系统进行显示；所述下部外筒(10)开设有周向均布的条形孔(1002)，所述条形孔(1002)的上方和下方分别由设置在所述下部外筒(10)与所述开度套(8)之间的密封圈形成密封；所述内部限位台肩(1001)位于所述条形孔(1002)下方，用于对所述心轴(7)下行限位；所述开度套(8)沿轴向设置有三排孔眼，每排分别包括周向均布且对应于所述条形孔(1002)的孔眼；由下到上分别为第一开孔(801)、第二开孔(802)和第三开孔(803)；与所述下部外筒(10)的条形孔(1002)相配合实现三种流道尺寸；所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)的两端也由所述条形孔(1002)两端密封圈形成密封；所述轨套(3)的外回转面设置有整圈的轨道，该轨道设置有在周向上均等分布的八个死点，按照轨道的轨迹依次为第一死点(301)、第二死点(302)、第三死点(303)、第四死点(304)、第五死点(305)、第六死点(306)、第七死点(307)、第八死点(308)；其中，第二死点(302)、第四死点(304)、第六死点(306)、第八死点(308)位于轨套(3)下部，与轨套(3)下端面的轴线距离相等；其中，第一死点(301)、第三死点(303)、第五死点(305)、第七死点(307)位于轨套(3)上部，与轨套(3)上端面的轴向距离呈递进式增加；第一死点(301)至第二死点(302)至第三死点(303)至第四死点(304)至第五死点(305)至第六死点(306)至第七死点(307)至第八死点(308)，最后回到第一死点(301)的连线构成轨道轨迹；所述导向钉(2)端部嵌装于所述轨套(3)的轨道内，并在所述心轴(7)移动的同时，所述导向钉(2)随所述轨套(3)的转动在其轨道内滑动，其滑动轨迹依次为所述第一死点(301)、所述第二死点(302)、所述第三死点(303)、所述第四死点(304)、所述第五死点(305)、所述第六死点(306)、所述第七死点(307)、所述第八死点(308)，最后回到第一死点(301)；所述锁套(5)下部设置有弹性爪结构，弹性爪结构的卡爪位于所述锁套(5)的外回转面，用于与所述上部外筒(4)的第一沟槽(402)、第二沟槽(403)、第三沟槽(404)和第四沟槽(405)相配合；所述心轴(7)带动所述轨套(3)和所述锁套(5)移动时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪依次通过所述上部外筒(4)的四道沟槽。 2.根据权利要求1所述的一种用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀，其特征在于，所述上接头(1)上部用于与上部生产管柱相连。 3.根据权利要求1所述的一种用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀，其特征在于，管线管(6)的外回转面还设置有用于放置所述一号液控管线(1201)和所述二号液控管线(1202)的管线开槽。 4.根据权利要求1所述的一种用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀，其特征在于，所述开度套(8)的所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)的孔径依次增大。 5.根据权利要求1所述的一种用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀，其特征在于，所述心轴(7)中段的内回转面具有直角台阶(702)和两边的倒角设计，用于与专用机械开关工具相配合。 6.根据权利要求1所述的一种用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀，其特征在于，所述轨套(3)的形状是：以第一死点(301)的位置沿轴向向下延伸后转向第二死点(302)的位置，之后由第二死点(302)的位置转向第三死点(303)方向并沿轴向向上延伸至第三死点(303)的位置，之后由第三死点(303)的位置沿轴向向下延伸后转向第四死点(304)的位置，之后由第四死点(304)的位置转向第五死点(305)方向并沿轴向向上延伸至第五死点(305)的位置，之后由第五死点(305)的位置沿轴向向下延伸后转向第六死点(306)的位置，之后由第六死点(306)的位置转向第七死点(307)方向并沿轴向向上延伸至第七死点(307)的位置，之后由第七死点(307)的位置沿轴向向下延伸后转向第八死点(308)的位置，之后由第八死点(308)的位置转向第一死点(301)方向并沿轴向向上延伸至第一死点(301)的位置；每两个相邻死点之间的转向位置设置有内倒角。 7.一种如权利要求1-6中任一项所述的用于遥控配产控制各油层产量的机械开度阀的控制方法，其特征在于，按照如下步骤进行：首先，(一)所述一号液控管线(1201)注液、所述二号液控管线(1202)回液，下部液压腔的压力高于上部液压腔，所述心轴(7)向上方移动，带动所述轨套(3)向上方移动，所述导向钉(2)在所述轨套(3)的轨道中由所述第一死点(301)滑移至所述第二死点(302)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪依次经过所述上部外筒(4)的所述第一沟槽(402)、所述第二沟槽(403)、所述第三沟槽(404)和所述第四沟槽(405)，并停留在所述第四沟槽(405)上方的位置；所述心轴(7)下端依次经过所述开度套(8)的所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)，并停留在所述第三开孔(803)上方，使所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)全部打开；之后，(二)所述二号液控管线(1202)注液、所述一号液控管线(1201)回液，上部液压腔的压力高于下部液压腔，所述心轴(7)向下方移动，带动所述轨套(3)向下方移动，所述导向钉(2)在所述轨套( 3) 的轨道中由所述第二死点(302)滑移至所述第三死点(303)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪依次经过所述上部外筒(4)的所述第四沟槽(405)、所述第三沟槽(404)、所述第二沟槽(403)，并停留在所述第二沟槽(403)；所述心轴(7)下端依次经过所述开度套(8)的所述第三开孔(803)和所述第二开孔(802)，并停留在所述第二开孔(802)和所述第一开孔(801)之间，使所述第三开孔(803)和所述第二开孔(802)关闭、所述第一开孔(801)打开；以上所述(一)和(二)两个过程，完成一次机械开度阀开度调节，即从全关闭调整为第一位置打开，使得机械开度阀内腔与环空形成第一设计开度的流通通道；之后，(三)所述一号液控管线(1201)注液、所述二号液控管线(1202)回液，下部液压腔的压力高于上部液压腔，所述心轴(7)向上方移动，带动所述轨套(3)向上方移动，所述导向钉(2)在所述轨套(3)的轨道中由所述第三死点(303)滑移至所述第四死点(304)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪依次经过所述上部外筒(4)的所述第二沟槽(403)、所述第三沟槽(404)和所述第四沟槽(405)，并停留在第四沟槽(405)上方的位置；所述心轴(7)下端依次经过所述开度套(8)的所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)，并停留在所述第三开孔(803)上方，使所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)全部打开；之后，(四)所述二号液控管线(1202)注液、所述一号液控管线(1201)回液，上部液压腔的压力高于下部液压腔，所述心轴(7)向下方移动，带动所述轨套(3)向下方移动，所述导向钉(2)在所述轨套( 3) 的轨道中由所述第四死点(304)滑移至所述第五死点(305)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪依次经过所述上部外筒(4)的所述第四沟槽(405)、所述第三沟槽(404)，并停留在所述第三沟槽(404)内；所述心轴(7)下端经过所述开度套(8)的所述第三开孔(803)，并停留在所述第三开孔(803)和所述第二开孔(802)之间，使所述第三开孔(803)关闭、所述第一开孔(801)和所述第二开孔(802)打开；以上所述(三)和(四)两个过程，完成一次机械开度阀开度调节，即从第一位置打开为第二位置打开，使得机械开度阀内腔与环空形成第二设计开度的流通通道；之后，(五)所述一号液控管线(1201)注液、所述二号液控管线(1202)回液，下部液压腔的压力高于上部液压腔，所述心轴(7)向上方移动，带动所述轨套(3)向上方移动，所述导向钉(2)在所述轨套(3)的轨道中由所述第五死点(305)滑移至所述第六死点(306)；所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪依次经过所述上部外筒(4)的所述第三沟槽(404)和所述第四沟槽(405)，并停留在第四沟槽(405)上方的位置；所述心轴(7)下端经过所述开度套(8)的所述第三开孔(803)，并停留在所述第三开孔(803)上方，使所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)全部打开；之后，(六)所述二号液控管线(1202)注液、所述一号液控管线(1201)回液，上部液压腔的压力高于下部液压腔，所述心轴(7)向下方移动，带动所述轨套(3)向下方移动，所述导向钉(2)在所述轨套( 3) 的轨道中由所述第六死点(306)滑移至所述第七死点(307)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪经过所述上部外筒(4)的所述第四沟槽(405)，并留在所述第四沟槽(405)内；所述心轴(7)向下方移动，但其下端仍停留在所述第三开孔(803)上方，使所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)全部打开；以上所述(五)和(六)两个过程，完成一次机械开度阀开度调节，即从第二位置打开为第三位置打开，使得机械开度阀内腔与环空形成第三设计开度的流通通道；之后，(七)所述一号液控管线(1201)注液、所述二号液控管线(1202)回液，下部液压腔的压力高于上部液压腔，所述心轴(7)向上方移动，带动所述轨套(3)向上方移动，所述导向钉(2)在所述轨套(3)的轨道中由所述第七死点(307)滑移至所述第八死点(308)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪从所述上部外筒(4)的所述第四沟槽(405)上移，并停留在所述第四沟槽(405)上方的位置；此时所述心轴(7)向下方移动，但其下端仍停留在所述第三开孔(803)上方，使所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)全部打开；之后，(八)所述二号液控管线(1202)注液、所述一号液控管线(1201)回液，上部液压腔的压力高于下部液压腔，所述心轴(7)向下方移动，带动所述轨套(3)向下方移动，所述导向钉(2)在所述轨套( 3) 的轨道中由所述第八死点(308)滑移至所述第一死点(301)；与此同时，所述锁套(5)上的弹性爪结构的卡爪经过所述上部外筒(4)的所述第四沟槽(405)、所述第三沟槽(404)、所述第二沟槽(403)、所述第一沟槽(402)，并留在所述第一沟槽(402)内；所述心轴(7)下端依次经过所述开度套(8)的所述第三开孔(803)、所述第二开孔(802)和所述第一开孔(801)，并停留在所述第一开孔(801)下方并限位于所述下部外筒(10)的所述内部限位台肩(1001)的上表面，使所述第一开孔(801)、所述第二开孔(802)和所述第三开孔(803)全部关闭；以上所述(七)和(八)两个过程，完成一次机械开度阀开度调节，即从第三位置打开为全部关闭，使得机械开度阀内腔与环空形成封闭状态。