CN103993856B - 一种定压井下节流器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定压井下节流器，属于开采天然气的井下工具，它主要由中心推杆、主体、销钉、打捞头、卡瓦、挡环、密封圈、上胶筒架、上胶筒、下胶筒架、下胶筒、滑筒、胶筒支撑、提拉块、气缸、锥阀、阀座、连接头、弹簧压板、弹簧、导向头组成。所述中心推杆与主体通过销钉连接，打捞头和卡瓦相连置于主体外部；上胶筒架和上胶筒固定在主体中部；滑筒装在主体尾部并可以滑动，下胶筒架用螺纹连接在滑筒外部，下胶筒架尾部固定有下胶筒，滑筒尾端悬挂有胶筒支撑；锥阀头部套接气缸，中部套有阀座，尾部连接弹簧压板，气缸用连接头固定，阀座用连接头固定。本发明投放和取出方便可靠，能确保顺利坐封；打捞的时候解卡方便，密封胶筒能够复位。

Description

一种定压井下节流器

技术领域

本发明涉及一种定压井下节流器，属于开采天然气的井下工具。

背景技术

天然气开采过程中，为使井内高压天然气压力降到地面管输压力，常规做法是在地面安装节流阀，进行地面节流降压。天然气节流是一个降温降压过程，地面节流使得水合物生成，对地面设备造成堵塞，降低设备的热传导，使气井生产无法正常进行，同时，地面节流生产也使部分地面设备处于高压状态，不利于安全生产和日常管理。为此，目前国内不少气田都正在推广使用井下节流采气工艺。

井下节流工艺是依靠井下节流嘴实现气井井筒节流降压，充分利用地温加热，使节流后气流温度基本恢复到节流前温度，在降低压力的同时，不会形成井筒水合物，从而避免了地面设备造成堵塞。同时也是地面设备处于低压状态工作，有利于安全生产和日常管理。

针对现场使用情况和目前使用的井下节流阀结构分析发现，由于节流嘴均为固定口径节流嘴，显然，随着井下压力增加，节流后的气体压力随之增加。由于底层流压复杂多变以及关井后重开井，井下压力常出现异常高压，容易造成节流器失效，这样就可能导致井口设备不安全，不能确保安全生产。为此，需要设计出一种定压井下节流装置，使节流后气体压力不随井下压力变化而变化，以确保安全生产。长期以来，没有一种更好的节流器，能够解决以上采气工作中所遇到的问题，成了采气工作中的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种定压井下节流器，能在流体压力和弹簧联合作用下调整阀开度的大小，节流后的气体压力不随井下压力变化而变化，实现井下节流定压采气，使井口设备能够安全的工作。

本发明的技术方案：

本发明一种定压井下节流器，主要由中心推杆、主体、销钉、打捞头、卡瓦、挡环、密封圈、上胶筒架、上胶筒、下胶筒架、下胶筒、滑筒、胶筒支撑、提拉块、气缸、锥阀、阀座、连接头、弹簧压板、弹簧、导向头组成。所述中心推杆与主体通过销钉连接，打捞头和卡瓦相连置于主体外部；卡瓦外部装有挡环，上胶筒架和上胶筒固定在主体中部；滑筒装在主体尾部并可以滑动，下胶筒架用螺纹连接在滑筒外部；下胶筒架尾部固定有下胶筒；滑筒尾端悬挂有胶筒支撑，胶筒支撑与提拉块通过销钉连接，提拉块内壁与中心推杆下端通过螺纹连接；锥阀头部套接气缸，中部套有阀座，尾部连接弹簧压板，气缸用连接头固定，阀座用连接头固定；导向头里装有弹簧，弹簧与弹簧压板相连；连接头与胶筒支撑、连接头与连接头、连接头与导向头都分别通过螺纹连接。

气缸头部上边有节流孔；锥阀是一个中部带有锥形结构的圆筒状阀门，且锥形结构的上边有限位槽，下边带有节流孔；锥阀上边套在气缸里，可以移动，其下边与弹簧压板相连；阀座有一个与锥阀配套的锥形孔，工作时，弹簧、弹簧压板和锥阀一起移动。

本发明在底层流压复杂多变以及关井后重开井，井下压力出现异常高压情况下也能有效节流，能在流体压力和弹簧联合作用下调整阀开度的大小，节流后的气体压力不随井下压力变化而变化，实现井下节流定压采气，使井口设备能够安全的工作。

本发明具有的优点及有益效果：1.当井下出现异常高压时，可确保井口及地面设备处于低压状态工作，且经过节流器后的气体压力不随井下压力变化而变化，实现井下节流定压采气，适用于深井或异常高压井及斜井中采气；2.投放和取出方便可靠，可用绳索工具将节流器放置在井筒油管中的任意位置，并能确保顺利坐封；3.本设计中的优化角度后的卡瓦牙在压力的推动下能有力的作用在油管上，准确的定位在设计深度，不会产生滑动，确保安全生产；4.在打捞的时候解卡方便，密封胶筒能够复位。

附图说明

图1为本发明一种定压井下节流器的上半部分半剖结构示意图。

图2为本发明一种定压井下节流器的下半部分半剖结构示意图。

图中：1.中心推杆，2.主体，3.销钉，4.打捞头，5.卡瓦，6.挡环，7.密封圈，8.上胶筒架，9.上胶筒，10.密封圈，11.下胶筒架，12.下胶筒，13.密封圈，14.滑筒，15.胶筒支撑，16.销钉，17.提拉块，18.气缸，19.锥阀，20.阀座，21.连接头，22.连接头，23.弹簧压板，24.弹簧，25.导向头

具体实施方式：

下面结合具体实施例及附图说明本发明：

如图1、图2所示，本发明一种定压井下节流器，主要由中心推杆1、主体2、销钉(3、16)、打捞头4、卡瓦5、挡环6、密封圈(7、10、13)、上胶筒架8、上胶筒9、下胶筒架11、下胶筒12、滑筒14、胶筒支撑15、提拉块17、气缸18、锥阀19、阀座20、连接头(21、22)、弹簧压板23、弹簧24、导向头25组成。所述中心推杆1与主体2通过销钉3连接，打捞头4和卡瓦5相连置于主体2外部；卡瓦5外部装有挡环6，上胶筒架8和上胶筒9固定在主体2中部；滑筒14装在主体2尾部并可以滑动，下胶筒架11用螺纹连接在滑筒14外部；下胶筒架11尾部固定有下胶筒12；滑筒14尾端悬挂有胶筒支撑15，胶筒支撑15与提拉块17通过销钉16连接，提拉块17内壁与中心推杆1下端通过螺纹连接；锥阀19头部套接气缸18，中部套有阀座20，尾部连接弹簧压板23，气缸18用连接头21固定，阀座20用连接头22固定；导向头25里装有弹簧24，弹簧24与弹簧压板23相连。

所述气缸18头部上边有节流孔；锥阀19是一个中部带有锥形结构的圆筒状阀门，且锥形结构的上边有限位槽，下边带有节流孔；锥阀19上边套在气缸18里，可以移动，下边与弹簧压板23相连；阀座20有一个与锥阀19配套的锥形孔，工作时，弹簧24、弹簧压板23和锥阀19一起移动。

如图1、图2所示，本定压井下节流器通过钢丝作业投放。当定压井下节流器下入到油管设计位置时，通过上提钢丝使节流器中心推杆1和主体2相对卡瓦5上移，主体2的锥面沿卡瓦5内锥面上行将卡瓦5撑开，卡瓦5张开卡定在油管壁上。当钢丝完全放松时，猛然上提钢丝，依靠震击力将销钉3震断。中心推杆1在上行过程中带动提拉快17上行。提拉快17带动胶筒支撑15上行，胶筒支撑15上部锥面锥进下胶筒12中，将下胶筒12撑开实现与油管壁贴合。滑筒14连同下胶筒架11一起上行撑开上胶筒9，实现与油管壁的密封。开井生产时，节流压差作用在胶筒和主体2上，产生的向上推力，带动主体2的锥体继续上行，卡瓦5卡紧油管内壁，胶筒进一步胀开，使主体2与油管的环形空间进一步密封。节流器工作时，当井下压力较小时，节流器的锥阀19在压力和弹簧24作用下，向左运动，阀开度自动增大，阀节流降压值减小；而当井下压力较大时，节流器的锥阀19在压力和弹簧24作用下，向右运动，阀开度自动减小，阀节流降压值增大。从而使得经节流阀后的气体压力不随井下压力变化而变化，实现井下节流定压采气。

本发明利用流体压力和弹簧24联合作用实现：当井下压力较小时，阀开度自动增大，阀节流降压值减小；而当井下压力较大时，阀开度自动减小，阀节流降压值增大。从而使得经节流阀后的气体压力不随井下压力变化而变化，实现井下节流定压采气。

Claims (2)

1.一种定压井下节流器，主要由中心推杆(1)、主体(2)、销钉(3、16)、打捞头(4)、卡瓦(5)、挡环(6)、密封圈(7、10、13)、上胶筒架(8)、上胶筒(9)、下胶筒架(11)、下胶筒(12)、滑筒(14)、胶筒支撑(15)、提拉块(17)、气缸(18)、锥阀(19)、阀座(20)、连接头(21、22)、弹簧压板(23)、弹簧(24)、导向头(25)组成，其特征在于，所述中心推杆(1)与主体(2)通过销钉(3)连接，打捞头(4)和卡瓦(5)相连置于主体(2)外部；卡瓦(5)外部装有挡环(6)，上胶筒架(8)和上胶筒(9)固定在主体(2)中部；滑筒(14)装在主体(2)尾部并可以滑动，下胶筒架(11)用螺纹连接在滑筒(14)外部；下胶筒架(11)尾部固定有下胶筒(12)；滑筒(14)尾端悬挂有胶筒支撑(15)，胶筒支撑(15)与提拉块(17)通过销钉(16)连接，提拉块(17)内壁与中心推杆(1)下端通过螺纹连接；锥阀(19)头部套接气缸(18)，中部套有阀座(20)，尾部连接弹簧压板(23)；气缸(18)用连接头(21)固定，阀座(20)用连接头(22)固定；导向头(25)里装有弹簧(24)，弹簧(24)与弹簧压板(23)相连。

2.根据权利要求1所述的一种定压井下节流器，其特征在于，所述气缸(18)头部上边有节流孔；锥阀(19)是一个中部带有锥形结构的圆筒状阀门，且锥形结构的上边有限位槽，下边带有节流孔；锥阀(19)上边套在气缸(18)里，可以移动，其下边与弹簧压板(23)相连；阀座(20)有一个与锥阀(19)配套的锥形孔，工作时，弹簧(24)、弹簧压板(23)和锥阀(19)一起移动。