1.本发明属于从井中开采油、气、水、可溶解或可熔化物质或矿物泥浆的设备技术领域，具体涉及到一种完井井下数字液力连通控制器。
背景技术：2.国内智能完井技术经过多年的发展，在国内十余个油田近千口油水井得到广泛的应用。液控型智能完井系统井下流量控制阀的液力滑套换向移动开启与关闭各级阀孔是其实现井下流体控制的关键核心技术。
3.目前，国内液控型智能完井系统均采用n+1方式直接控制n个井下流量控制阀，即n个井下流量控制阀需要n个开启进油液力管线与1个公共关闭回油液力管线，由于井下空间有限，可以下入的液力管线数量有限致使控制的生产层段有限，目前国内通常采用3+1的方式控制三个井下生产层段的生产，该方式很难用于小井眼内与控制更多的生产层段。国内外液控型智能完井系统使用井下液力解码器与流量控制阀连接实现三根液力管线控制六个生产层段的生产，进一步减少液控管线数量。井下液力解码器通过三根液力管线的高低压液力信号排序完成井下六个生产层段的液力解码器识别液力信号与控制，实现井下流量控制阀的流量调控。国内试验i型井下液力解码器采用多个单相阀与液力管线在中心管与保护筒之间的腔体内桥接搭建复杂的液力换向管路，整体管路结构复杂制造难度高，且由于受单相阀与密封接头尺寸限制，使其结构难以用于小井眼内。国内试验ii型井下液力解码器采用单个锁套锁紧机构，锁套的内壁阻挡锁紧球径向移动，将锁紧球卡紧在阀芯上的卡槽内锁紧阀芯。当锁套在低压解锁液力的作用下移动使锁套上的解锁槽移动到锁紧球的中心位置，阀芯在高压推动液力的作用下移动，锁紧球在阀芯的推动下径向移动进入锁套上的解锁槽内完成解锁，将高低压液力通道分别与流量控制阀的开启与关闭液力通道连通，高低压液力卸载后阀芯与锁套在各自弹簧的弹力下复位到初始位置；当高低压液力通道加载的实际液力相反时，即锁套受到大于解锁液力的高压推动液力推动锁套上的解锁槽移动超过锁紧球的中心位置，锁套的内壁仍然阻挡锁紧球径向移动，将锁紧球卡紧在阀芯上的卡槽内锁紧阀芯，阀芯在高压推动液力下无法移动，只有液力解码器受到正确的液力顺序才能完成解锁。这种液力解码器存在以下问题：第一，由于井下长液力管线上的压力损失，致使井口加载的低压解锁液力传递到井下液力解码器后实际液力小于解锁液力，致使锁套上的解锁槽没有移动到锁紧球的中心位置，锁紧球仍然卡在阀芯上的卡槽锁紧阀芯致使解锁失效，阀芯在高压推动液力下无法移动；当井口加载的液力大于解锁液力，经过井下长液力管线传递到井下液力解码器后实际液力大于解锁液力，致使锁套上的解锁槽移动超过锁紧球的中心位置，锁紧球仍然卡在阀芯上的卡槽内锁紧阀芯致使解锁失效，阀芯在高压推动液力下无法移动，极其可能因为地面液力操作失误导致解锁失败，因此，单个锁套结构需要井口精确加载低压解锁液力值才能确保锁套上的解锁槽移动到锁紧球的中心位置，地面液力操作难度较大，其次，由于锁套的解锁液力通道与流量控制阀的开启或关闭液力通道相连接，流量控制阀的开启或关闭液力远大于锁套的解锁液力，锁套没有定位结构无
法有效保护锁套弹簧，锁套在流量控制阀的开启或关闭液力作用下移动直接将锁套弹簧压缩到底，锁套弹簧经过多次反复压缩后过度疲劳容易弹性失效，导致锁套不能复位初始位置致使阀芯锁紧失效，井下液力解码器失去识别液力信号的作用，第三，在识别液力信号过程中锁套弹簧需要反复经过二级压缩，在井下长期工作过程中锁套弹簧极其容易疲劳失效引起阀芯锁紧失效，第四，采用另外的液力管线打压的方式辅助锁套复位初始位置增加了地面液力操作的程序，这些问题降低了井下液力解码器整体工作的可靠性。
技术实现要素：4.本发明所要解决的技术在于克服现有技术的缺点，提供一种合计合理、结构紧凑、安全可靠、减少地面液力操作程序的智能完井井下数字液力连通控制器。
5.解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种智能完井井下数字液力连通控制器，阀体一端设置有上接头、另一端设置有下接头，阀体内设置有活塞，活塞两端分别伸入到上接头、下接头内，上接头和下接头内均设置有活塞止动结构，活塞与阀体之间设置有锁套，锁套上部分与活塞之间形成第七液压腔，第七液压腔内活塞上套设有第一复位弹性结构体，第七液压腔外侧阀体上依次加工有第一径向凹槽与锁套形成第六液压腔、第二径向凹槽与锁套形成第五液压腔、第三径向槽与锁套形成第四液压腔、第四径向槽与锁套形成第二液压腔，位于第四液压腔内侧锁套上加工有第五径向凹槽与活塞形成第三液压腔，位于锁套轴向下方活塞与阀体之间形成第一液压腔，第一液压腔内阀体上设置有锁套止动结构以及活塞上套设有第二复位弹性结构体；所述阀体侧壁圆周方向加工内轴向的第一液力通道、第二液力通道、第三液力通道，阀体下端侧壁内轴向加工有第四液力通道和第五液力通道；所述第一液力通道通过阀体侧壁上的第一径向通道与第五液压腔相连通，第五液压腔通过锁套侧壁上的第二径向通道与第七液压腔相连通；所述第二液力通道通过阀体侧壁上的第三径向通道与第四液压腔相连通，第四液压腔通过锁套侧壁上的第七径向通道与第三液压腔相连通；所述第三液力通道通过阀体侧壁上的第四径向通道与第一液压腔相连通；所述第四液力通道通过阀体侧壁上的第五径向通道与第六液压腔相连通；所述第五液力通道通过阀体侧壁上的第六径向通道与第二液压腔相连通。
6.作为一种优选的技术方案，所述阀体的中心孔从上到下由第一圆柱形孔、第二圆柱形孔、第三圆柱形孔依次相连构成，所述第一圆柱形孔的直径大于第二圆柱形孔的直径，所述第一圆柱形孔与第二圆柱形孔连接处加工有倒角为锁套止动结构。
7.作为一种优选的技术方案，所述下接头的中心孔由第一圆柱形端面孔、圆柱形中间孔、第二圆柱形端面孔依次相连构成，下接头第二圆柱形端面孔所在端与阀体相连，第二圆柱形端面孔孔径大于圆柱形中间孔孔径，第二圆柱形端面孔与圆柱形中间孔连接处加工有倒角形成活塞止动结构；所述上接头与下接头的结构相同。
8.作为一种优选的技术方案，所述上接头与阀体通过密封圈构成静密封，所述活塞与上接头通过密封圈构成动密封、与下接头通过密封圈构成动密封、与锁套通过密封圈构成动密封，所述锁套与阀体通过密封圈构成动密封。
9.作为一种优选的技术方案，所述第一复位弹性结构体为环形座上设置有弹簧。
10.作为一种优选的技术方案，所述第二复位弹性结构体为弹簧。
11.作为一种优选的技术方案，所述阀体与上接头和下接头的连接处均设置有径向销钉。
12.作为一种优选的技术方案，所述阀体外侧壁上加工有分别与第二液压腔、第四液压腔、第五液压腔、第六液压腔相连通的排气孔，排气孔上均设置有密封堵头。
13.作为一种优选的技术方案，所示阀体侧壁轴向设置有管线沟槽。
14.本发明的有益效果如下：本发明采用活塞与锁套组成的液力联动新型锁紧机构，去掉了结构复杂的钢球锁紧机构，提高识别液力信号的可靠性；本发明采用将现有技术的多处动密封结构减少到二处动密封结构，整体结构仅有九个简单结构零部件组成，整体结构减少了一半以上的零部件，整体长度也缩短了一半，简化结构后提高整体工具的稳定性与可靠性；本发明的第一复位弹簧与第二复位弹簧共同承担载荷，防止弹簧产生疲劳，不需要另外的液力管线提供液力进行辅助复位，简化地面液力操作程序，增强了整体工具的工作可靠性；本发明的整体采用同心结构，锁套采用同心二位二通阀芯结构，可以径向尺寸同比例缩小或扩大后用于所有尺寸的井眼内；本发明阀体内部结构简单，降低了机械加工难度。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图。
16.图2是图1的俯视图。
17.图3是图1的仰视图。
18.图4是图2的a-a剖视图。
19.图5是图3的b-b剖视图。
20.图6是图3的c-c剖视图。
21.图7是图3的d-d剖视图。
22.其中：上接头1；阀体2；下接头3；环形座4；第一复位弹簧5；活塞6；锁套7；第二复位弹簧8；密封堵头9；第二液力通道21；第一液力通道22；第三液力通道23；第四液力通道24；第五液力通道25；第一径向通道221；第二径向通道71；第三径向通道221；第四径向通道231；第五径向通道241；第六径向通道251；第七径向通道72；第一液压腔a；第二液压腔b；第三液压腔c；第四液压腔d；第五液压腔e；第六液压腔f；第七液压腔g。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于下述的实施方式。
24.在图1～7中，本实施例的智能完井井下数字液力连通控制器由上接头1、阀体2、下接头3、环形座4、第一复位弹簧5、活塞6、锁套7、第二复位弹簧8；密封堵头9连接构成。
25.阀体2的中心孔从上到下由第一圆柱形孔、第二圆柱形孔、第三圆柱形孔依次相连构成，第一圆柱形孔的直径大于第二圆柱形孔的直径，第一圆柱形孔与第二圆柱形孔连接处加工有倒角为锁套止动结构，阀体2的第一圆柱形孔内安装有上接头1和锁套7、第三圆柱形孔上安装有下接头3，阀体2与上接头1和下接头3的连接处均安装有径向销钉，防止阀体2
产生周向转动，上接头1与阀体2通过密封圈构成静密封，锁套7与阀体2通过密封圈构成动密封，锁套7内安装有活塞6，活塞6两端分别伸入到上接头1、下接头3内，活塞6与上接头1通过密封圈构成动密封、与下接头3通过密封圈构成动密封、与锁套7通过密封圈构成动密封，上接头3的中心孔由第一圆柱形端面孔、圆柱形中间孔、第二圆柱形端面孔依次相连构成，上接头3第二圆柱形端面孔所在端与阀体2相连，第二圆柱形端面孔孔径大于圆柱形中间孔，第二圆柱形端面孔与圆柱形中间孔连接处加工有倒角形成活塞止动结构，上接头1与下接头3的结构相同，锁套7上部分与活塞6之间形成第七液压腔g，第七液压腔g内活塞6上套设有环形座4和第一复位弹簧5，第一复位弹簧5固定在环形座4上，环形座4固定在锁套7上，第七液压腔g外侧阀体2上加工有第一径向凹槽与锁套7形成第六液压腔f，第六液压腔f下游阀体2轴向依次加工有第二径向凹槽与锁套7形成第五液压腔e、第三径向槽与锁套7形成第四液压腔d、第四径向槽与锁套7形成第二液压腔b，位于第四液压腔d内侧锁套7上加工有第五径向凹槽与活塞6形成第三液压腔c，位于锁套7轴向下方活塞6与阀体2之间形成第一液压腔a，第一液压腔a内活塞6上套装有第二复位弹簧8，阀体2的锁套止动结构位于第一液压腔a内，阀体2外侧壁上加工有分别与第二液压腔b、第四液压腔d、第五液压腔e、第六液压腔f相连通的排气孔，排气孔上均设置有密封堵头9。
26.阀体2侧壁内圆周方向加工有轴向的第一液力通道22、第二液力通道21、第三液力通道23，用于加载低压或高压的识别液，阀体2下端侧壁内轴向加工有第四液力通道24和第五液力通道25，第四液力通道24用于与流量控制阀开启液力通道相连通，第五液力通道25用于与流量控制阀的关闭液力通道，阀体2外侧壁轴向设置有管线沟槽。
27.第一液力通道22通过阀体2侧壁上的第一径向通道221与第五液压腔e相连通，第五液压腔e通过锁套7侧壁上的第二径向通道71与第七液压腔g相连通；第二液力通道21通过阀体2侧壁上的第三径向通道221与第四液压腔d相连通；第三液力通道23通过阀体2侧壁上的第四径向通道231与第一液压腔a相连通；第四液力通道24通过阀体2侧壁上的第五径向通道241与第六液压腔f相连通；第五液力通道25通过阀体2侧壁上的第六径向通道251与第二液压腔b相连通。
28.本发明的工作原理如下：第一液力通道22加载低压液力，第二液力通道21加载高压液力作为本发明液力连通的唯一识别液力信号。
29.本发明液力连通过程为：低压液力进入第一液力通道22，由第一径向通道221进入第五液压腔e，而后由锁套7侧壁上的第二径向通道71进入第七液压腔g内，活塞6在低压液力的作用下向下移动，带动锁套7向下移动，使得第二复位弹簧8被压缩，以及第一液压腔a中的液压油由阀体2侧壁上的第四径向通道231进入第三液力通道23通内，活塞6下端抵靠在下接头3内的活塞止动结构上时，活塞6和锁套7停止移动，第二复位弹簧8完成一级压缩，安装在锁套7上且位于阀体2第一径向凹槽和第二径向凹槽之间的密封圈移动到阀体2第二径向凹槽内构成临界密封，将阀体2第二径向凹槽与锁套7上的第二径向通道71封隔开来，液压油停止进入第七液压腔g内，活塞6停止移动。高压液力进入第二液力通道21通，经过第三径向通道221进入第四液压腔d，第四液压腔d内的液压油通过锁套7侧壁上的第七径向通道72进入第三液压腔c内，活塞6在高压液力的作用下向上移动，并将第七液压腔g内的液压油依次通过第二径向通道71、第五液压腔e、第一径向通道221挤入第一液力通道22，第一复
位弹簧5被压缩，安装在活塞6上位于第一径向通道221下游的密封圈移动到锁套7上第二径向通道71上构成临界密封，第七液压腔g内液压油不能挤入第一液力通道22内，第二液力通道21输入的高压液力继续推动活塞6向上移动，锁套7在第一液压腔内的液压油的推动下向下移动，第一复位弹簧5和第二复位弹簧8继续被压缩，当锁套7下端面抵靠在阀体2的锁套止动结构上，则活塞6与锁套7都停止移动，第一复位弹簧5和第二复位弹簧8停止压缩，此时第一液力通道22通过第一径向通道221、第五液压腔e、第六液压腔f与第四液力通道24相连通，第二液力通道21通过第三径向通道221、第四液压腔d、第二液压腔b与第五液力通道25相连通，液力连通完成。
30.液力断开过程：先卸载到第二液力通道21通输入的高压液力，锁套7与活塞6在第一复位弹簧5与第二复位弹簧8的弹力作用下恢复到活塞6的下端抵住下接头3内活塞止动结构上，第三液压腔c中液压油通过第七径向通道72、第四液压腔d与第三径向通道221回流进入第二液力通道21通内，第三液力通道23中的液压油通过第四径向通道231回流进入第一液压腔a内，此时第二复位弹簧8处于一级压缩状态，再将第一液力通道22输入的低压液力取消，锁套7在第二复位弹簧8的弹力作用下恢复到初始位置，第三液力通道23中的液压油通过第四径向通道231继续回流进入第一液压腔a内，第七液压腔g中液压油通过第一径向通道221回流进入第一液力通道22内，完成液力断开过程。
技术特征：1.一种智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于：阀体（2）一端设置有上接头（1）、另一端设置有下接头（3），阀体（2）内设置有活塞（6），活塞（6）两端分别伸入到上接头（1）、下接头（3）内，上接头（1）和下接头（3）内均设置有活塞止动结构，活塞（6）与阀体（2）之间设置有锁套（7），锁套（7）上部分与活塞（6）之间形成第七液压腔（g），第七液压腔（g）内活塞（6）上套设有第一复位弹性结构体，第七液压腔（g）外侧阀体（2）上依次加工有第一径向凹槽与锁套（7）形成第六液压腔（f）、第二径向凹槽与锁套（7）形成第五液压腔（e）、第三径向槽与锁套（7）形成第四液压腔（d）、第四径向槽与锁套（7）形成第二液压腔（b），位于第四液压腔（d）内侧锁套（7）上加工有第五径向凹槽与活塞（6）形成第三液压腔（c），位于锁套（7）轴向下方活塞（6）与阀体（2）之间形成第一液压腔（a），第一液压腔（a）内阀体（2）上设置有锁套止动结构以及活塞（6）上套设有第二复位弹性结构体；所述阀体（2）侧壁内圆周方向加工有轴向的第一液力通道（22）、第二液力通道（21）、第三液力通道（23），阀体（2）下端侧壁内轴向加工有第四液力通道（24）和第五液力通道（25）；所述第一液力通道（22）通过阀体（2）侧壁上的第一径向通道（221）与第五液压腔（e）相连通，第五液压腔（e）通过锁套（7）侧壁上的第二径向通道（71）与第七液压腔（g）相连通；所述第二液力通道（21）通过阀体（2）侧壁上的第三径向通道（221）与第四液压腔（d）相连通，第四液压腔（d）通过锁套（7）侧壁上的第七径向通道（72）与第三液压腔（c）相连通；所述第三液力通道（23）通过阀体（2）侧壁上的第四径向通道（231）与第一液压腔（a）相连通；所述第四液力通道（24）通过阀体（2）侧壁上的第五径向通道（241）与第六液压腔（f）相连通；所述第五液力通道（25）通过阀体（2）侧壁上的第六径向通道（251）与第二液压腔（b）相连通。2.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于：所述阀体（2）的中心孔从上到下由第一圆柱形孔、第二圆柱形孔、第三圆柱形孔依次相连构成，所述第一圆柱形孔的直径大于第二圆柱形孔的直径，所述第一圆柱形孔与第二圆柱形孔连接处加工有倒角为锁套止动结构。3.根据权利要求1或2所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于：所述下接头（3）的中心孔由第一圆柱形端面孔、圆柱形中间孔、第二圆柱形端面孔依次相连构成，下接头（3）第二圆柱形端面孔所在端与阀体（2）相连，第二圆柱形端面孔孔径大于圆柱形中间孔孔径，第二圆柱形端面孔与圆柱形中间孔连接处加工有倒角形成活塞止动结构；所述上接头（1）与下接头（3）的结构相同。4.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于：所述上接头（1）与阀体（2）通过密封圈构成静密封，所述活塞（6）与上接头（1）通过密封圈构成动密封、与下接头（3）通过密封圈构成动密封、与锁套（7）通过密封圈构成动密封，所述锁套（7）与阀体（2）通过密封圈构成动密封。5.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于，所述第一复位弹性结构体为环形座上设置有弹簧。6.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于，所述第二复位弹性结构体为弹簧。
7.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于，所述阀体（2）与上接头（1）和下接头（3）的连接处均设置有径向销钉。8.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于，所述阀体（2）外侧壁上加工有分别与第二液压腔（b）、第四液压腔（d）、第五液压腔（e）、第六液压腔（f）相连通的排气孔，排气孔上均设置有密封堵头（9）。9.根据权利要求1所述智能完井井下数字液力连通控制器，其特征在于，所示阀体（2）外侧壁轴向设置有管线沟槽。
技术总结一种智能完井井下数字液力连通控制器，阀体一端设置有上接头、另一端设置有下接头，阀体内设置有活塞，活塞两端分别伸入到上接头、下接头内，上接头和下接头内均设置有活塞止动结构，活塞与阀体之间设置有锁套，锁套上部分与活塞之间形成的第七液压腔内活塞上套设有第一复位弹性结构体，阀体外侧壁上依次加工有第一径向凹槽与锁套形成第六液压腔、第二径向凹槽与锁套形成第五液压腔、第三径向槽与锁套形成第四液压腔、第四径向槽与锁套形成第二液压腔，位于第四液压腔内侧锁套上加工有第五径向凹槽与活塞形成第三液压腔，锁套轴向下方活塞与阀体之间形成第一液压腔，第一液压腔内阀体上设置有锁套止动结构以及活塞上套设有第二复位弹性结构体。二复位弹性结构体。二复位弹性结构体。
技术研发人员：毕刚 王金龙 王玲云 杨梁栋 张冰 程嘉瑞 王樱茹 武宇琛 陈潇潇 刘增辉
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/7/5
