CN105422037B - 液压式防喷自动控制器 - Google Patents

Abstract

一种液压式防喷自动控制器，包括上接头、外套管、活塞、连接套、密封套、尾座，其特征是活塞和外套管的圆周面上开有相对应的多个斜孔；活塞下端通过螺纹连接开有进液孔的活塞堵，聚四氟波纹管与活塞堵连接，活塞堵与传动轴连接；传动轴上套装有波纹管并形成空气腔，波纹管与传动轴密封连接，波纹管开口一端与连接套固定连接；传动轴下端连接弹簧座，弹簧座与调节杆上套有弹簧，调节杆下端设置键，调节套内设置键槽。本发明具有控制油井内油液的液面高度的作用，防止油液喷出井口，同时防止了能源浪费和环境污染，保护生态环境，减少了经济损失。

Description

液压式防喷自动控制器

技术领域

本发明属于一种油田采油井的防喷设备，特别是一种液压式防喷自动控制器，具体说是一种分层采油井下开关。

背景技术

在油田的采油井进行采油、修井作业时，由于采油井井下压力过大，使原油从井口喷出，造成地表污染以及能源的浪费，原来的生产方式不能很好的解决原油喷出的问题，为此采油井采用防喷工具作业，但是现有的防喷工具操作过程比较复杂，影响生产效率。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题提供一种液压式防喷自动控制器，能控制油井内油液的液面高度，使得油井内的油液高度低于井口，防止油液喷出井口，有效的防止能源浪费和环境污染，同时洗井时洗井液不会进入地层，保证绿色环保作业施工。

本发明提供的技术方案如下：包括上接头、外套管、活塞、连接套、密封套、尾座，其特征是：外套管内装有活塞，活塞和外套管的圆周面上开有相对应的多个斜孔，外套管上的斜孔与活塞上的斜孔相通；活塞下端通过螺纹连接活塞堵，活塞堵上开有进液孔，聚四氟波纹管与活塞堵上端连接，活塞堵与传动轴连接；传动轴上套装有波纹管并形成空气腔，波纹管上端与传动轴密封连接，将波纹管开口一端与连接套固定连接，向其通入一定压力的气体，波纹管将伸长；定位环装入外套管内并与台阶处接触，传动轴下端连接弹簧座，调节杆上端插接在弹簧座下端内孔中，弹簧座与调节杆上套有弹簧，调节杆下端设置键，调节套内设置套装在调节杆上的键槽，调节杆上部设置轴向内孔，调节杆圆周上设有通孔。

本发明的积极效果：具有控制油井内油液的液面高度的作用，使得油井内的油液高度低于井口，从而防止油液喷出井口，同时防止了能源浪费和环境污染，保护生态环境，减少了经济损失；改善作业施工环境，在洗井时，液压式防喷自动控制器受压超过额定压力而关闭，洗井液不会进入地层，能够高效进行洗井保证绿色环保作业施工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的O—O剖视图。

图3是图1的N—N剖视图。

图4是图1的A—A剖视图。

图5是液压式防喷自动控制器安装在井下示意图。

图中零部件序号：上接头1、导向销2、外套管3、活塞4、聚四氟波纹管5、活塞堵6、传动轴7、定位环8、波纹管9、连接套10、弹簧座11、弹簧12、调节杆13、密封套14、调节套15、尾座16、螺钉17、注油钉18、六角扳头19。

具体实施方式

见图1- 4，本发明的具体结构如下:上接头1下端外螺纹与外套管3上端内螺纹连接并通过O型胶圈密封，外套管3内装有活塞4，活塞4和外套管3的圆周面上开有相对应的多个斜孔I、F，外套管3上的斜孔I与活塞4上的斜孔F相通；外套管3上螺纹连接导向销2，导向销2底部位于活塞4上端的键槽G内并可以滑动，活塞4下端通过螺纹连接活塞堵6，活塞堵6上开有两个进液孔E，聚四氟波纹管5与活塞堵6上端连接，活塞堵6与传动轴7通过螺钉17连接；传动轴7上套装有波纹管9并形成空气腔D，波纹管上端与传动轴7密封连接，将波纹管开口下端与连接套10固定连接，向其内通入一定压力的气体，波纹管将伸长；定位环8装入外套管3内并与台阶Q处接触，连接套10上端的外螺纹与外套管3下端的内螺纹连接并通过O型胶圈密封，连接套10下端通过螺纹连接密封套14上端并通过O型胶圈密封，传动轴7下端穿过连接套10上端的圆孔并与弹簧座11通过螺纹连接，弹簧座11位于连接套10内孔内，调节杆13上端插接在弹簧座11下端内孔中，弹簧座11与调节杆13轴上套有弹簧12及调节套15，调节杆13的下端加工有键H，调节套15上加工有与键H相配合的槽，调节杆13上部加工有轴向内孔J，调节杆13圆周上加工有通孔K，波纹管内腔D通过内孔J、通孔K实现与空气腔R的连通，密封套14下端通过螺纹连接尾座16的上端，并通过O型胶圈密封，调节杆13下端组装尾座16，通过O型胶圈密封。调节杆13下端连接六角扳头19，以方便旋转调节杆13；外套管3的侧壁上开有注油孔S，通过注油孔S向液压腔C注入液压油并通过注油钉18关闭注油孔S。

工作原理：

液压式防喷自动控制器的计算公式如下：

油液压力P2=ρgh

ρ为石油密度，g为重力加速度，（一般为9.8），h为位于活塞内的油液液面高度（即从活塞底端至油液液面的高度）

作用于波纹管9的内径截面面积上的压力值F1=（P2-P1）w，由于P2>P1,方向向下。

P1为波纹管内腔D的空气压力，为标定的固定值。

W为波纹管9内径截面面积，为一固定值。

弹簧弹力F2=KL

K为弹簧刚度，L为弹簧压缩距。

液压式防喷自动控制器需先进行下井前的弹簧弹力的标定，拧动调节杆13下端的六角扳头19，使得调节套15在调节杆13上移动改变弹簧12的压缩距，从而调整弹簧弹力F2。

见图5，液压式防喷自动控制器上端与丢手封隔器下端通过螺纹连接，丢手封隔器上端与筛管下端通过螺纹连接，该装置下入井内指定深度。丢手封隔器的卡瓦张开锚定在套管内壁上，胶筒坐封。

1、正常采油作业时，当油液液面高度低于或者等于设定值（F1≤F2）时，液压式防喷自动控制器处于常开状态，油液由斜孔I、F进入压力腔B，完成采油作业。当油液液面高度超过设定值（相当于F1>F2）时，井下油液压力P2由斜孔I、F进入压力腔B中，使得活塞4带动活塞堵6、传动轴7压缩弹簧12向下移动，关闭斜孔I、F形成的通道，液压腔C体积变小，液压油进入聚四氟波纹管5内，聚四氟波纹管5膨胀。加大油液开采速度，使得油液液面高度低于或者等于油液液面高度设定值（F1≤F2）时，压力开关处于常开状态，使得活塞4带动活塞堵6、传动轴7压缩弹簧12向上移动，打开斜孔I、F形成的通道，油液由斜孔I、F进入压力腔B，实现正常采油作业。

2、修井作业时，需要停止采油，液面高度上升、液压式防喷自动控制器油液压力P2增大，当F1>F2时，井下油液压力P2由斜孔I、F进入压力腔B中，使得活塞4带动活塞堵6、传动轴7压缩弹簧12向下移动，关闭斜孔I、F形成的通道，液压腔C体积变小，液压油进入聚四氟波纹管5内，聚四氟波纹管5膨胀。液面高度停止变动。

3、洗井作业时，洗井液由套管进入，使得油井内液面高度上升、液压式防喷自动控制器油液压力P2增大，当F1>F2时，井下油液压力P2由斜孔I、F进入压力腔B中，使得活塞4带动活塞堵6、传动轴7压缩弹簧12向下移动，液压油进入聚四氟波纹管5内，聚四氟波纹管5膨胀，关闭斜孔I、F形成的通道，使得洗井液及洗井液内的杂质无法进入地层。

Claims (1)

1.一种液压式防喷自动控制器，包括上接头、外套管、活塞、连接套、密封套、尾座，其特征是：外套管内装有活塞，活塞和外套管的圆周面上开有相对应的多个斜孔，外套管上的斜孔与活塞上的斜孔相通；活塞下端通过螺纹连接活塞堵，活塞堵上开有进液孔，聚四氟波纹管与活塞堵上端连接，活塞堵与传动轴连接；传动轴上套装有波纹管并形成空气腔，波纹管上端与传动轴密封连接，将波纹管开口一端与连接套固定连接，向其通入一定压力的气体或液体，波纹管将伸长；在外套管内设置台阶，定位环装入外套管内并与台阶处接触，传动轴下端连接弹簧座，调节杆上端插接在弹簧座下端内孔中，弹簧座与调节杆上套有弹簧，调节杆下端设置键，调节套内设置套装在调节杆上的键槽，调节杆上部设置轴向内孔，调节杆圆周上设有通孔。