CN106285580A - 一种井下节流器 - Google Patents
一种井下节流器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106285580A CN106285580A CN201610868748.2A CN201610868748A CN106285580A CN 106285580 A CN106285580 A CN 106285580A CN 201610868748 A CN201610868748 A CN 201610868748A CN 106285580 A CN106285580 A CN 106285580A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- throttling element
- floating
- channel
- gas
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 48
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002343 natural gas well Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明涉及一种井下节流器，包括具有出气口的外壳，外壳上设有进气口和连通进气口与出气口的气体通道，外壳中浮动设置有能够根据进气压力进行浮动的并具有节流件腔体的浮动节流件，气体通道包括沿垂直于浮动节流件的浮动方向设置于外壳上的第一通道和设置于浮动节流件的并与节流件腔体连通的第二通道，第一通道与第二通道相对设置并连通，浮动节流件未浮动时第一通道和第二通道的连通面积最大，气体压力变大时浮动节流件能够浮动以减小第一通道与第二通道之间的连通面积，实现节流降压的作用，减少水合物的生成，气体压力变小时浮动节流件浮动增大第一通道与第二通道的连通面积，保证其流量。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种井下节流器。
背景技术
天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，在高压低温条件下容易生成天然气水合物，天然气水合物容易堵塞管道，故在天然气开采过程中需要防止形成天然气水合物，即在天然气开采过程中升温或者降压，现常通过井下节流技术来对管道内的天然气节流降压。井下节流技术是将节流器安装在油管适当位置，使天然气的节流降压膨胀过程发生在井内，同时利用地温对节流后的气流进行加热，使节流后的气流温度能得到大幅度回升，高于节流后气流压力条件下的水合物生成温度，从而达到防治水合物在井筒和地面管线生成易堵塞的目的。
授权公告号为CN 201326408Y的中国实用新型专利公开了一种27/8英寸天然气井井下节流器，包括气嘴和外壳，气嘴即出气口，外壳包括下芯杆、衬套、连接帽、锁套等，气嘴设置于下芯杆的下端孔内，这种装置实现了节流器座封牢靠，耐压差高，解封可靠易解封，节流器下井遇阻平稳上提不座封，节流器下井作业时锚定机构、解封机构、密封机构与锁定机构在摩擦扶正机构的作用下处于相对张力状态，节流器的锚定机构不会产生误座现象，很好地解决了现有压差式节流器频繁失效的问题。但是，这种机械平衡式井下节流装置每套只配备一个节流气嘴，气井安装井下节流装置后，随着气井开采时间延长，气体压力、产量会逐渐降低，导致前期设计匹配好的节流工艺参数难以满足气井不同生产时期的正常生产需求，比如气井难以完成配产，或气井积液水淹停产，严重影响开发效果。因此，为了保证气井连续稳定生产，气井需要定期更换不同尺寸的节流气嘴，这时就必须打捞井下节流装置，地面完成节流气嘴的更换以后再重新投放，由于井下工况复杂，井下节流装置的投放和打捞作业存在一定的安全风险，且频繁投放和打捞作业会额外增加投资费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动调节功能的井下节流器，以解决现有技术中随着井下气体压力和产量的变化需要定期打捞节流器以更换气嘴导致的成本高、使用不便的问题。
为实现上述目的，本发明的一种井下节流器的技术方案是：一种井下节流器，包括具有出气口的外壳，外壳上设有进气口和连通进气口与出气口的气体通道，所述外壳中浮动设置有能够根据进气压力进行浮动的并具有节流件腔体的浮动节流件，浮动节流件靠自重或弹簧装置复位，气体通道包括沿垂直于浮动节流件的浮动方向设置于外壳上的第一通道和设置于浮动节流件的并与节流件腔体连通的第二通道，第一通道与第二通道相对设置，浮动节流件未浮动时第一通道和第二通道的连通面积最大。
所述外壳上设有气嘴，气嘴形成所述出气口，气嘴设置于浮动节流件上，气嘴上和/或浮动节流件上设有气体承压面。
所述外壳包括中心管和套设于中心管外围的外套，外套与中心管密封配合以形成环形气室，环形气室分别与进气口和第一通道连通。
所述中心管内部具有隔板，隔板将中心管的内孔分割成进气腔和出气腔，浮动节流件设置于出气腔中，中心管上于进气腔的管壁上设有连通进气腔和环形气室的第三通道，进气腔、第三通道、环形气室、第一通道、第二通道和浮动节流件的节流件腔体形成所述气体通道。
所述中心管包括分体设置的上中心管和下中心管，隔板设置于上中心管内，下中心管的内孔形成所述进气口。
所述外壳上设有用于与井下套筒密封配合的密封机构。
所述弹簧装置包括设置于外壳内壁上的具有气体通过孔的弹簧座和弹簧，弹簧一端与气嘴连接，另一端与弹簧座连接。
所述气体通过孔的直径大于气嘴的直径。
所述弹簧座与外壳的内壁螺纹配合连接。
本发明的有益效果是：当井下流体的压力及流量发生变化时，浮动节流件的位置会相应的发生位置浮动以改变第一通道和第二通道的连通面积即开度，进而调节二者的开度大小，未浮动时，第一通道与第二通道连通面积最大，当井下流量和压力大时，浮动节流件位置发生改变，通过浮动减小第一通道和第二通道的连通面积即第一通道和第二通道错开，开度变小，从而实现节流降压的作用，减少水合物的生成。当井下流量和压力减小时，在弹簧装置或自重的作用下，浮动节流件反向运动，第一通道和第二通道的开度又变大，保证其流量，本发明的节流器可以根据井下的压力和流量的变化自动调节第一通道和第二通道的开度大小，使用方便，同时实现节流器内部受力平衡，保证出气口处恒流的目的，能够满足气井不同生产时期压力、产量变化的需求，提高气田开发效率。
附图说明
图1为本发明的一种井下节流器的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。本发明的一种井下节流器的具体实施例，如图1所示，包括外套1、设置于外套1中的上中心管2、下中心管4、设置于上中心管2内的活塞9和气嘴8、气嘴8形成出气口，密封机构5、上挡环16、下挡环18、胶筒套17和泄液套11，上、下中心管和外套1形成外壳，活塞9形成浮动节流件，气嘴8设置于活塞9上然后一起通过设置于上中心管2中的弹簧装置上下浮动装配于上中心管内2，上中心管2的下端和下中心管3的上端螺纹连接形成中心管，下中心管3的内孔形成供井下气体进入的进气口。外套1的上下两端与中心管的外壁密封配合形成一个环形气室19，上中心管2内设有隔板20将上中心管2的内孔分割成与下中心管3的内孔连通的用于供井下气体进入的进气腔和用于供进入中心管的气体排出的出气腔，上中心管2的出气腔的管壁上径向设有第一通道12，活塞9具有与出气腔连通的活塞流体通道21即节流件腔体，活塞9上与第一通道12对应设置有连通环形气室19和活塞流体通道21的第二通道13，第一通道12与第二通道13的孔径大小相同，活塞9的外壁与上中心管2的内壁之间于第二通道13的上下两侧设有第一密封圈14，气嘴8位于活塞9上端并与活塞9上端螺纹连接，气嘴8上具有气体承压面22，第一通道12和第二通道13均为两个，并分别相对于上中心管2的轴线水平对称设置。上中心管2的进气腔的腔壁上设有连通环形气室19与进气腔的第三连通孔15，第三连通15也为两个并相对于上中心管的轴线水平对称布置。进气腔、第三通道15、环形气室19、第一通道12、第二通道13和浮动节流件的节流件腔体形成连通进气口和气嘴8的气体通道。弹簧装置包括弹簧7和螺纹连接于上中心管2内壁中的弹簧座6，弹簧座6中心具有气体通过孔，气体通过孔的直径大于气嘴8的直径，弹簧7一端连接于弹簧座6上，另一端连接于气嘴8上，弹簧座6可以调节弹簧7的预紧力。
外套1上还设置有泄液孔，泄液套10位于外套1的外侧并用于封堵泄液孔，泄液套10的内壁上于泄液孔的上下两侧均设置有第二密封圈11。胶筒套17套设于下中心管3的外侧，密封机构5用于与井下套管4的管壁密封配合，上挡环16和下挡环18用于将密封机构5夹持固定在胶筒套17的外侧。下中心管3的外部下端设有下中心管螺纹段，下挡环18的内壁上设有下挡环螺纹段，胶筒套17的下端内外壁上分别设置有用于与下中心管螺纹段和下挡环螺纹段螺纹连接的胶筒套内螺纹段和胶筒套外螺纹段。
本发明的井下节流器的工作原理是：井下套管4中的气体从节流器的下中心管3的内孔进入，首先通过第三连通孔15进入环形气室19中，然后通过第一通道12和第二通道13进入上中心管2内部的活塞流体通道21中，最后达到气嘴8，实现一个节流降压。在未浮动时，第一通道12和第二通道13是对齐连通的，此时二者的连通面积即开度最大，活塞9所受的流体压力和弹簧7的弹性力平衡。当井下气体流量增大时，活塞流体通道21中的压力就会增大，活塞9带动气嘴8向上运动压缩弹簧7，推动弹簧7上移，第一通道12和第二通道13的位置就会发生相对改变而错开，第一通道12与第二通道13之间的开度会降低，从而实现节流降压的作用，减少水合物的生成。当井下气体流量减小后，活塞流体通道21中的压力也随之减小，弹簧7在弹力的作用下伸长，推动气嘴8和活塞9下移，第一通道12和第二通道13的相对位置又再次发生变化，第一通道12与第二通道13之间的开度又逐渐变大，保证其流量，随后进入下一个循环工作周期。整个工作周期就是由于气井产量瞬时动态变化而产生弹簧瞬时受力不平衡，从而根据上、下游压差，依靠弹簧7的弹力带动活塞不停自动调节第一通道12和第二通道13的开度大小，从而实现节流器内部受力平衡，达到气嘴8恒流目的，满足了气井不同生产时期压力、产量变化需求，提高气田开发效果。
在本发明的其他实施例中，也可以不设置气嘴，可以在活塞上设置多条割缝，割缝形成出气口；弹簧装置也可以由平衡块代替，此时活塞和气嘴依靠自身重量复位；上、下中心管可以被一根整体成型的中心管代替；也可以在上中心管内不设置隔板，此时活塞流体通道的上端不连通即中心管中的气体不会从活塞流体通道中排到气嘴，而只会通过第二通道进入环形气室，井下气体从中心管下端进入，通过第二通道和第一通道进入环形气室，此时气嘴与环形气室连通将进入中心管中的流体排出；气嘴也可以固定在上中心管的管壁上，而不设置活塞上，此时可以在活塞上设置气体承压面；也可以在气嘴和活塞上均设置气体承压面；活塞也可以由轴套代替以起到浮动节流件的作用，此时轴套上设有第二通道；弹簧座也可以由设置于上中心管的内壁上的凸起代替；弹簧座也可以固定连接于上中心管的内壁上。
Claims (9)
1.一种井下节流器，包括具有出气口的外壳，外壳上设有进气口和连通进气口与出气口的气体通道，其特征在于：所述外壳中浮动设置有能够根据进气压力进行浮动的并具有节流件腔体的浮动节流件，浮动节流件靠自重或弹簧装置复位，气体通道包括沿垂直于浮动节流件的浮动方向设置于外壳上的第一通道和设置于浮动节流件的并与节流件腔体连通的第二通道，第一通道与第二通道相对设置，浮动节流件未浮动时第一通道和第二通道的连通面积最大。
2.根据权利要求1所述的一种井下节流器，其特征在于：所述外壳上设有气嘴，气嘴形成所述出气口，气嘴设置于浮动节流件上，气嘴上和/或浮动节流件上设有气体承压面。
3.根据权利要求1所述的一种井下节流器，其特征在于：所述外壳包括中心管和套设于中心管外围的外套，外套与中心管密封配合以形成环形气室，环形气室分别与进气口和第一通道连通。
4.根据权利要求3所述的一种井下节流器，其特征在于：所述中心管内部具有隔板，隔板将中心管的内孔分割成进气腔和出气腔，浮动节流件设置于出气腔中，中心管上于进气腔的管壁上设有连通进气腔和环形气室的第三通道，进气腔、第三通道、环形气室、第一通道、第二通道和浮动节流件的节流件腔体形成所述气体通道。
5.根据权利要求4所述的一种井下节流器，其特征在于：所述中心管包括分体设置的上中心管和下中心管，隔板设置于上中心管内，下中心管的内孔形成所述进气口。
6.根据权利要求1所述的一种井下节流器，其特征在于：所述外壳上设有用于与井下套筒密封配合的密封机构。
7.根据权利要求2-6任一项所述的一种井下节流器，其特征在于：所述弹簧装置包括设置于外壳内壁上的具有气体通过孔的弹簧座和弹簧，弹簧一端与气嘴连接，另一端与弹簧座连接。
8.根据权利要求7所述的一种井下节流器，其特征在于：所述气体通过孔的直径大于气嘴的直径。
9.根据权利要求7所述的一种井下节流器，其特征在于：所述弹簧座与外壳的内壁螺纹配合连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610868748.2A CN106285580B (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种井下节流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610868748.2A CN106285580B (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种井下节流器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106285580A true CN106285580A (zh) | 2017-01-04 |
| CN106285580B CN106285580B (zh) | 2018-09-28 |
Family
ID=57715951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610868748.2A Active CN106285580B (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种井下节流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106285580B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108343405A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-31 | 长江大学 | 一种带有二次节流功能的井下节流器 |
| CN109424332A (zh) * | 2017-08-21 | 2019-03-05 | 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院 | 一种天然气井恒压节流装置 |
| CN113833417A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-24 | 西安德林飞舟能源科技有限公司 | 一种复合连续管及采气系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2479189Y (zh) * | 2001-04-29 | 2002-02-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下节流器 |
| CN202170785U (zh) * | 2011-08-03 | 2012-03-21 | 北京金科龙石油技术开发有限公司 | 一种后置式井下节流器 |
| US20130220599A1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Colin Gordon Rae | External Pressure Testing of Gas Lift Valve in Side-Pocket Mandrel |
| CN204312036U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-05-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种压差式井下节流器气嘴 |
| CN105201466A (zh) * | 2015-11-02 | 2015-12-30 | 西南石油大学 | 一种井下自动无级节流装置及方法 |
-
2016
- 2016-09-30 CN CN201610868748.2A patent/CN106285580B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2479189Y (zh) * | 2001-04-29 | 2002-02-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下节流器 |
| CN202170785U (zh) * | 2011-08-03 | 2012-03-21 | 北京金科龙石油技术开发有限公司 | 一种后置式井下节流器 |
| US20130220599A1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Colin Gordon Rae | External Pressure Testing of Gas Lift Valve in Side-Pocket Mandrel |
| CN204312036U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-05-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种压差式井下节流器气嘴 |
| CN105201466A (zh) * | 2015-11-02 | 2015-12-30 | 西南石油大学 | 一种井下自动无级节流装置及方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109424332A (zh) * | 2017-08-21 | 2019-03-05 | 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院 | 一种天然气井恒压节流装置 |
| CN109424332B (zh) * | 2017-08-21 | 2021-09-03 | 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院 | 一种天然气井恒压节流装置 |
| CN108343405A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-31 | 长江大学 | 一种带有二次节流功能的井下节流器 |
| CN108343405B (zh) * | 2018-04-20 | 2023-12-12 | 长江大学 | 一种带有二次节流功能的井下节流器 |
| CN113833417A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-24 | 西安德林飞舟能源科技有限公司 | 一种复合连续管及采气系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106285580B (zh) | 2018-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104314530B (zh) | 流入控制装置 | |
| CN104126051B (zh) | 用于从井眼中生产烃气的方法及阀组件 | |
| CN205823231U (zh) | 一种筛管控水阀 | |
| CN201908613U (zh) | 开启阀式扩张封隔器 | |
| CN106285580A (zh) | 一种井下节流器 | |
| CN107620583A (zh) | 一种排液采气管柱及其生产方法 | |
| CN206753554U (zh) | 一种可防砂入流均衡控制稳油装置 | |
| CN106837234A (zh) | 一种变径组件和变径密封设备 | |
| CN204040997U (zh) | 自灌浆浮箍浮鞋 | |
| CN208749339U (zh) | 一种调流控水装置 | |
| CN208416477U (zh) | 打压球座自洁沉砂器 | |
| CN207017980U (zh) | 蒸汽驱油井生产管柱 | |
| CN108894760A (zh) | 一种气井生产用阀管结合型井下节流器及其使用方法 | |
| CN201437717U (zh) | 井下防砂节流器 | |
| CN209261524U (zh) | 一种防冲蚀钻完井一体化的新型井口装置 | |
| CN208966249U (zh) | 一种紧凑型同轴双管注采井口装置 | |
| CN113803050A (zh) | 一种自适应流入控制装置、智能完井管柱及完井方法 | |
| CN204283388U (zh) | 水平井均匀注汽管柱 | |
| CN207863936U (zh) | 多层大排量挤压充填工具 | |
| CN107605430B (zh) | 一种固井用防回流自平衡装置 | |
| CN206636537U (zh) | 采油井井口防倒灌装置 | |
| CN206522126U (zh) | 一种采油井滤砂器 | |
| CN206554891U (zh) | 套管内同心双管柱正循环喷射泵采油装置 | |
| CN105089601B (zh) | 一种无限级滑套及工艺方法 | |
| CN208934671U (zh) | 一种气井生产用阀管结合型井下节流器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |