CN108166956B - 一种可换喷嘴式节流器及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可换喷嘴式节流器和应用方法，可换喷嘴式节流器包括上接头、下接头、连接管、内管、内衬管、不同通径的多个喷嘴，内管和内衬管的外壁与上接头和连接管组成的内腔的内壁密封接触，且内管和内衬管的外壁上多个限位槽，多个限位槽中相邻两个限位槽之间的距离等于N个通孔中相邻的两个通孔之间的距离，所述的上接头与连接管形成的内腔的腔壁上固定设有卡块，所述的卡块卡入到其中一个限位槽中。本发明提供的可换喷嘴式节流器结构简单，设有的多个喷嘴在作业时可以根据作业的需求依次对喷嘴进行更换，有效解决了目前喷嘴式节流器更换喷嘴时需要将节流器提起的缺陷，提高了更换喷嘴的速率，同时提高了井下作业的功率，节省了时间。

Description

一种可换喷嘴式节流器及其应用方法

技术领域

本发明属于天然气开采技术领域，具体涉及一种可换喷嘴式节流器及其应用方法。

背景技术

节流器，是井下节流技术的关键装置，在井下某一深度油管内座放一定规格的节流器，实现井筒中节流降压，将压能转变成动能，提高流体流动速度，使节流后的流体始终保持临界流动状态，减少井口压力波动对井底的影响，并充分利用地热能量，防止水合物的生成，在天然气开采中为了降压、节流、限产，通常在气井井筒安装井下节流器，节流器的底部一般设有喷嘴，喷嘴式节流器是实现井下分层注水的关键组件，现有的喷嘴包括喷嘴座和位于所述喷嘴座内的喷嘴芯，但一个喷嘴座内一般只能容纳一个喷嘴芯，当需要更换喷嘴芯时，则需要使用专门的工具将原喷嘴芯取出，再将新的喷嘴芯装入，操作不便，使得工作效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有节流器内喷嘴的喷嘴芯更换不便，进而导致工作效率低的问题。

为此，本发明提供了一种可换喷嘴式节流器，包括自上至下依次连接的上接头、连接管和下接头，所述上接头和连接管内腔设有上下连接的内管与内衬管，内衬管上沿轴向均匀间隔开设N个通孔，内衬管内腔沿轴向设有N+1个与节流器中心通道相连通的喷嘴，其中N个喷嘴的喷嘴口与N个通孔一一对应相连通，余下的一个喷嘴的喷嘴口靠近下接头端部并与下接头的内腔连通；

所述内管和内衬管的外壁上沿轴向开设多个限位槽，相邻两个限位槽之间的距离等于相邻两个通孔之间的距离，所述上接头与连接管形成的内腔壁上固定设有卡块，卡块卡入其中一个限位槽中。

所述N+1个喷嘴自上到下的喷嘴通径依次减小，N取自1～9之间的自然数。

所述内衬管与连接管之间、喷嘴与内衬管之间，连接管与下接头之间均设有O型密封圈。

所述限位槽的一侧设有导向斜面，且该导向斜面向上接头一侧倾斜。

所述通孔为倾斜开设，且向下接头一侧倾斜。

所述卡块固定设在上接头与连接管的连接处。

所述卡块设在上接头的内壁上或者设在连接管的内壁上。

所述N=2，喷嘴的个数是三个，限位槽也是三个，且该三个限位槽中的其中一个设在内衬管上，其余的两个限位槽设在内管上。

所述上接头与下入工具连接，下接头与节流器芯轴连接，所述内管、内衬管的外壁与上接头、连接管的内壁密封接触，所述的内管的内径小于内衬管的内径，上接头与连接管的内径大小相同，连接管的内径小于下接头的内径。

一种可换喷嘴式节流器的应用方法，上接头连接着下入工具，下接头与节流器芯轴进行连接，形成完整的节流器，初始位置时，卡块插入在最下端的限位槽中，此时只有最下端喷嘴的喷嘴口打开，其它的喷嘴口通过连接管的内壁关闭，当需要更换更大通径的喷嘴时，由上至下震击节流器，内管和内衬管向下滑动，卡块卡入自下至上第二个限位槽内，自下至上第二个喷嘴和通孔脱离与连接管的密封被开启，第二个喷嘴处于工作状态；当需要更换最大通径的喷嘴时，继续从节流器的上端向下震击，进入到自下至上第二个限位槽中的卡块卡入第三个限位槽内，进而第三个喷嘴被开启，第三个喷嘴处于工作状态，依次类推，根据作业需求震击节流器直至最大通径的喷嘴被开启，完成喷嘴的更换。

本发明的有益效果：本发明提供的这种可换喷嘴式节流器及其应用方法，结构简单，设有的多个喷嘴在作业时可以根据作业的需求依次对喷嘴进行更换，在更换的过程中，无需将节流器提起，只需要将卡块卡入到下一级限位槽中，内衬管上与喷嘴连接的通孔被放开，原先通过连接管内壁密封的通孔开孔进行工作，有效解决了目前喷嘴式节流器需要更换喷嘴时需要将节流器提起的缺陷，提高了更换喷嘴的速率，同时提高了井下作业的功率，节省了时间。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是可换喷嘴式节流器的结构示意图；

图2是本发明第一次更换喷嘴的结构示意图；

图3是本发明中第二次更换喷嘴的结构示意图。

附图标记说明：1.上接头；2.下接头；3.连接管；4.内管；5.内衬管；6.喷嘴；7.通孔；8.限位槽；9.卡块；10.O型密封圈。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了如图1所示的一种可换喷嘴式节流器，包括自上至下依次连接的上接头1、连接管3和下接头2，所述上接头1和连接管3内腔设有上下连接的内管4与内衬管5，内衬管5上沿轴向均匀间隔开设N个通孔7，内衬管5内腔沿轴向设有N+1个与节流器中心通道相连通的喷嘴6，其中N个喷嘴6的喷嘴口与N个通孔7一一对应相连通，余下的一个喷嘴6的喷嘴口靠近下接头2端部并与下接头2的内腔连通；所述内管4和内衬管5的外壁上沿轴向开设多个限位槽8，相邻两个限位槽8之间的距离等于相邻两个通孔7之间的距离，所述上接头1与连接管3形成的内腔壁上固定设有卡块9，卡块9卡入其中一个限位槽8中。

本实施例提供的可换喷嘴式节流器的工作过程如下：

具体的在工作中，初始位置时，如图1所示所述的卡块9插入在最下端的限位槽8中，此时只有最下端喷嘴的喷嘴口打开，其它的喷嘴口通过连接管3的内壁关闭，此时只有最下端的喷嘴处在工作状态（即在下井的工作时，最下端的喷嘴处在工作状态），当需要更换最大通径的喷嘴时（设有的喷嘴自上到下的喷嘴通径依次减小），如图2所示从节流器的上端向下震击，进入到最下端限位槽中的卡块（卡簧）卡入第二个限位槽内，第二个喷嘴下到密封处的下端被开启，第二个喷嘴处于工作状态；当需要更滑更大通径的喷嘴时，如图3所示继续从节流器的上端向下震击，进入到第二限位槽中的卡块（卡簧）卡入第三个限位槽内，进而第三个喷嘴下到密封处的下端被开启，第三个喷嘴处于工作状态，依次类推，根据作业需求震击节流器使设有的大通径的喷嘴被开启，实现了喷嘴的跟换，无需在跟换喷嘴时将节流器提起进行更换，加快了更换的效率，同时在作业的过程中就能够完成喷嘴的更换，有效的节省了更换的时间。

需要说明的是，所述的上接头1用于连接节流器的下入工具进行连接，在连接的过程中通常采用销钉进行连接，可以方便上接头1与下入工具的连接与拆卸，所述的下接头2与节流器芯轴进行连接，形成完成的节流器，而本申请主要是发明点在于喷嘴的更换，而下接头连接的节流器芯轴属于本技术领域的公开技术，在这里就没有对其进行详细的描述。喷嘴6用于将上下接头连通，同时根据喷嘴6的喷嘴通径的大小能够起到节流的作用，N+1个喷嘴的中心通道相通，能够保证上下接头能够互相连通，设有的内衬管5上设有的通孔7与喷嘴6的喷嘴口相连通，连接管3的内壁与内衬管5的外壁密封接触，对通孔7进行封堵，设有的卡块9卡入到限位槽8中，对连接管3和内衬管5的相对位置进行限位，进而实现对通孔7进行开启。

进一步的，为了方便整个节流器的安装与拆卸，所述的上接头1和连接管3之间、连接管3和下接头2之间的分别通过螺纹固定连接。所述的内管4与内衬管5之间通过螺纹固定连接。为了方便卡块9能够顺利的进入到限位槽8中，该卡块9为卡簧，采用卡簧的设计更加方便卡块进入到限位槽8中。

实施例2：

为了实现不同通径喷嘴的更换，满足不同作业需求，所述N+1个喷嘴6自上到下的喷嘴通径依次减小，N取自1～9之间的自然数，包括1和9。为了加强整个节流器内部的密封性，内衬管5与连接管3之间、喷嘴6与内衬管5之间，连接管3与下接头2之间均设有O型密封圈10，该O型密封圈全部是橡胶密封圈。

实施例3：

为了方便卡块9从前一个限位槽8中进入到另一个限位槽8中，所述限位槽8的一侧设有导向斜面，且该导向斜面向上接头1一侧倾斜，具有导向面的限位槽8更加方便卡块9的移动与插入。为了更大程度实现喷嘴6内液体的喷出，通孔7为倾斜开设，且向下接头2一侧倾斜。

实施例4：

进一步的，为了能够方便卡块9（卡簧）能够方便进入到限位槽8中，根据目前的工艺情况可以将所述的卡块9设在上接头1的内壁上或者设在连接管3的内壁上。

同时为了更加方便卡块的设定，和更换，最优的技术方案是将所述的卡块9固定设在上接头1与连接管3的连接处，将卡块设在上接头1与连接管3的连接处，方便卡块的更换，同时加强了上接头1与连接管3的连接。

实施例5：

在实施例1的基础上，根据目前节流器的使用情况来看，作为优选，所述N=2，喷嘴6的个数是三个，限位槽8也是三个，且该三个限位槽8中的其中一个设在内衬管5上，其余的两个限位槽8设在内管4上。即该N=2，采用三个喷嘴设置在内衬管5中，该三个喷嘴的喷嘴通径的大小从上到下分别为大、中、小三个等级，完全符合目前节流器的需求。

实施例6：

所述上接头1与下入工具连接，下接头2与节流器芯轴连接，所述内管4、内衬管5的外壁与上接头1、连接管3的内壁密封接触，所述的内管4的内径小于内衬管5的内径，上接头1与连接管3的内径大小相同，连接管3的内径小于下接头2的内径。

实施例7：

一种可换喷嘴式节流器的应用方法，上接头1连接着下入工具，下接头2与节流器芯轴进行连接，形成完整的节流器，初始位置时，如图1所示，卡块9插入在最下端的限位槽8中，此时只有最下端喷嘴6的喷嘴口打开（即在下井的工作时，最下端的喷嘴处在工作状态），其它的喷嘴口通过连接管3的内壁关闭，当需要更换更大通径的喷嘴6时（设有的喷嘴自上到下的喷嘴通径依次减小），如图2所示由上至下震击节流器，内管4和内衬管5向下滑动，卡块9（卡簧）卡入自下至上第二个限位槽8内，自下至上第二个喷嘴6和通孔7脱离与连接管3的密封被开启，第二个喷嘴6处于工作状态；当需要更换最大通径的喷嘴时，，如图3所示继续从节流器的上端向下震击，进入到自下至上第二个限位槽8中的卡块9卡入第三个限位槽8内，进而第三个喷嘴6下到密封处的下端被开启，第三个喷嘴6处于工作状态，依次类推，根据作业需求震击节流器直至最大通径的喷嘴6被开启，完成喷嘴的更换，实现了喷嘴的跟换，无需在跟换喷嘴时将节流器提起进行更换，加快了更换的效率，同时在作业的过程中就能够完成喷嘴的更换，有效的节省了更换的时间。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (4)

1.一种可换喷嘴式节流器，包括自上至下依次连接的上接头（1）、连接管（3）和下接头（2），其特征在于：所述上接头（1）和连接管（3）内腔设有上下连接的内管（4）与内衬管（5），内衬管（5）上沿轴向均匀间隔开设N个通孔（7），内衬管（5）内腔沿轴向设有N+1个与节流器中心通道相连通的喷嘴（6），其中N个喷嘴（6）的喷嘴口与N个通孔（7）一一对应相连通，余下的一个喷嘴（6）的喷嘴口靠近下接头（2）端部并与下接头（2）的内腔连通；

所述内管（4）和内衬管（5）的外壁上沿轴向开设多个限位槽（8），相邻两个限位槽（8）之间的距离等于相邻两个通孔（7）之间的距离，所述上接头（1）与连接管（3）形成的内腔壁上固定设有卡块（9），卡块（9）卡入其中一个限位槽（8）中，所述N+1个喷嘴（6）自上到下的喷嘴通径依次减小，N取自1～9之间的自然数，所述内衬管（5）与连接管（3）之间、喷嘴（6）与内衬管（5）之间，连接管（3）与下接头（2）之间均设有O型密封圈（10），所述限位槽（8）的一侧设有导向斜面，且该导向斜面向上接头（1）一侧倾斜；

所述通孔（7）为倾斜开设，且向下接头（2）一侧倾斜，所述卡块（9）固定设在上接头（1）与连接管（3）的连接处，所述卡块（9）设在上接头（1）的内壁上或者设在连接管（3）的内壁上。

2.如权利要求1所述的可换喷嘴式节流器，其特征在于：所述N=2，喷嘴（6）的个数是三个，限位槽（8）也是三个，且该三个限位槽（8）中的其中一个设在内衬管（5）上，其余的两个限位槽（8）设在内管（4）上。

3.如权利要求1所述的可换喷嘴式节流器，其特征在于：所述上接头（1）与下入工具连接，下接头（2）与节流器芯轴连接，所述内管（4）、内衬管（5）的外壁与上接头（1）、连接管（3）的内壁密封接触，所述的内管（4）的内径小于内衬管（5）的内径，上接头（1）与连接管（3）的内径大小相同，连接管（3）的内径小于下接头（2）的内径。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种可换喷嘴式节流器的应用方法，其特征在于：上接头（1）连接着下入工具，下接头（2）与节流器芯轴进行连接，形成完整的节流器，初始位置时，卡块（9）插入在最下端的限位槽（8）中，此时只有最下端喷嘴（6）的喷嘴口打开，其它的喷嘴口通过连接管（3）的内壁关闭，当需要更换更大通径的喷嘴（6）时，由上至下震击节流器，内管（4）和内衬管（5）向下滑动，卡块（9）卡入自下至上第二个限位槽（8）内，自下至上第二个喷嘴（6）和通孔（7）脱离与连接管（3）的密封被开启，第二个喷嘴（6）处于工作状态；当需要更换最大通径的喷嘴时，继续从节流器的上端向下震击，进入到自下至上第二个限位槽（8）中的卡块（9）卡入第三个限位槽（8）内，进而第三个喷嘴（6）被开启，第三个喷嘴（6）处于工作状态，依次类推，根据作业需求震击节流器直至最大通径的喷嘴（6）被开启，完成喷嘴的更换。