CN109594956B - 一种可溶解式井下节流器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可溶解式井下节流器,其属于石油工业井下工具技术领域。本发明设置在井下管道内部,其包括工作筒本体(1)、中心筒(2)和卡瓦(3),中心筒(2)设置于工作筒本体(1)中,卡瓦(3)套设在中心筒(2)上。所述可溶解式井下节流器还包括防砂筒(4)、油嘴(5)和第一剪钉(7),防砂筒(4)连接于所述中心筒(2)的下端,油嘴(5)设置于防砂筒(4)内部并通过第一剪钉(7)连接。所述油嘴(5)采用可溶解材料制成,且油嘴(5)的外表面涂覆有隔离涂层(9)。本发明有益效果是,不需对节流器进行打捞,即可加大采气管路通径,结构简单,操作方便,适用性强,极大得提高了采气效率,节约了成本。

Description

一种可溶解式井下节流器
技术领域
本发明属于石油工业井下工具技术领域,尤其是涉及一种可溶解式井下节流器。
背景技术
天然气是一种多组分的混合气态化石燃料,在其从底层经井筒进入地面流程的过程中,在高压低温及含水条件下容易生成天然气水合物,天然气水合物容易发生堵塞,从而堵塞井筒生产管柱和地面管线,影响气井生产。因此,在天然气输送过程中需要防止形成天然气水合物,即需要在天然气输送过程中升温或者降压,现常通过在管道内配置节流器来对管道内的天然气节流降压。
节流器一般包括丢手接头、中心管、本体、卡瓦座、卡瓦、胶筒、油嘴、油嘴帽。丢手接头与中心管连接,本体套装在中心管上,卡瓦座、卡瓦、胶筒、油嘴、油嘴帽从上至下顺次套装在本体上,卡瓦上端的托部置于卡瓦座下端的孔槽内,卡瓦的内壁与本体的外壁接触配合,胶筒固定在本体上,油嘴固定在中心管的下端,油嘴帽套装在油嘴上。节流时,使天然气只通过节流器下方的油嘴依次进入中心管、管道,因油嘴的直径远远小于管道的直径,从而控制进入管道的天然气流量,实现管道内的节流降压;打捞时,提前关闭节流器上方的管道,待天然气从油嘴通至节流器上方,使得节流器上下两侧的压力达到平衡,此时才能将节流器安全取下并进行打捞。
现有的节流器,由于油嘴的开孔孔径大小在井下不能够改变,当天然气可输送能力超过超过油嘴的孔径,则油嘴还限制气井的产能。再者,对于节流器的打捞,需先关闭管道,待节流器下方的气体通过油嘴进入节流器上方管道,使得节流器上下压力平衡后方可进行打捞,由于节流器上下的压差较大,此过程的作业周期往往需要几十个小时甚至更长,大大降低了采气效率,加大了采气成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题,本发明提出了一种可溶解式井下节流器,其目的在于,优化油嘴的结构,解决油嘴限制气井产能和节流器打捞作业时间长的问题。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种可溶解式井下节流器,其设置在井下管道内部,其包括工作筒本体、中心筒和卡瓦,中心筒设置于工作筒本体中,卡瓦套设在中心筒上。
所述可溶解式井下节流器还包括防砂筒、油嘴和第一剪钉,防砂筒连接于所述中心筒的下端,油嘴设置于防砂筒内部并通过第一剪钉连接。
所述油嘴采用可溶解材料制成,且油嘴的外表面涂覆有隔离涂层。
进一步地,所述工作筒本体上开设有第一环形凹槽,所述卡瓦嵌入第一环形凹槽中。
进一步地,所述工作筒本体和中心筒之间还设置有密封圈。
进一步地,所述中心筒尾端设置有环形凸台,所述防砂筒前端设置有第二环形凹槽,所述环形凸台和第二环形凹槽扣合连接。
进一步地,所述油嘴下侧还设置有油嘴帽,油嘴帽和所述防砂筒之间留有用于剪短第一剪钉的活动间隙。
更进一步地,所述油嘴帽采用可溶解材料制成且外表面也涂覆有隔离涂层,油嘴帽通过第二剪钉与防砂筒连接。
更进一步地,所述可溶解材料为可溶解铝合金。
进一步地,所述防砂筒内壁上设置有第三环形凹槽,防砂筒上部开设有用于放置所述第一剪钉的固定孔A,第三环形凹槽上开设有用于放置所述第二剪钉的固定孔B;所述油嘴与防砂筒上部抵接,所述油嘴帽与第三环形凹槽抵接,油嘴帽的长度小于第三环形凹槽且油嘴帽贴合于第三环形凹槽的底端。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、相较于现有的井下节流器,打捞周期过长,且油嘴往往会限制气井的产能,均大大降低了采气效率,加大了采气成本,本发明通过采用可溶性材料制成油嘴,在剪断后,流体进入油嘴破裂面,油嘴可及时完全溶解于流体中,不会产生堵塞问题,而且加大了采气管路通径,不需要对节流器进行打捞,极大得提高了采气效率,节约了成本。
2、本发明结构简单,操作方便,适用性强,易于推广。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图;
图2为本发明防砂筒的结构示意图;
图3为本发明另一个实施例的结构示意图;
附图标记说明:1-工作筒本体;2-中心筒;3-卡瓦;4-防砂筒;41-第三环形凹槽;5-油嘴;6-油嘴帽;7-第一剪钉;8-密封圈;9-隔离涂层;10-第二剪钉。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直,而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行,并不是表示该结构一定要完全平行,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1、图2,本发明提供了一种可溶解式井下节流器的优选实施例。
一种可溶解式井下节流器,其设置在井下管道内部,其包括工作筒本体1、中心筒2和卡瓦3,中心筒2设置于工作筒本体1中,卡瓦3套设在中心筒2上。
可溶解式井下节流器还包括防砂筒4、油嘴5和第一剪钉7,防砂筒4连接于所述中心筒2的下端,油嘴5设置于防砂筒4内部并通过第一剪钉7连接。参照图1,在节流作业时,节流器下方的气体依次通过防砂筒4、油嘴5进入中心筒2内。因为油嘴5的孔径较小,防砂筒4从一定程度上起到过滤净化的作用,降低了油嘴5和节流器整体出现堵塞问题的概率。
油嘴5采用可溶解材料制成,且油嘴5的外表面涂覆有隔离涂层9。由于在气井中,多处于潮湿状态,或者油嘴浸没在天然气流体中,上述情况均会引起油嘴5的溶解,则不能完成本发明的技术效果。因此,在油嘴5外表面涂覆隔离涂层9,则可以避免油嘴5的非正常溶解,仅是在本发明节流器完成节流作业后,再可控地将其溶解。
参照图1,本实施例中,进一步地改进,工作筒本体1上开设有第一环形凹槽,所述卡瓦3嵌入第一环形凹槽中。
参照图1,本实施例中,进一步地改进,工作筒本体1和中心筒2之间还设置有密封圈8。
参照图1,本实施例中,进一步地改进,中心筒2尾端设置有环形凸台,所述防砂筒4前端设置有第二环形凹槽,所述环形凸台和第二环形凹槽扣合连接。上述扣合连接,便于拆装,且没有其他零部件连接,则方便中心筒2传递作用力给防砂筒4,确保第一剪钉7的剪断操作,以便油嘴5可控地进行溶解。
参照图2、图3,本发明提供一种关于油嘴帽的优选实施例。
参照图3,本实施例中,进一步地改进,油嘴5下侧还设置有油嘴帽6,油嘴帽6和所述防砂筒4之间留有用于剪短第一剪钉7的活动间隙。天然气流体在进入油嘴5时,需先通过油嘴帽6,因为油嘴帽6的管径大于油嘴5的孔径,而油嘴帽6的管径又小于防砂筒4的管径,则可以形成多级缓冲天然气流速的结构,依据文丘里效应,因此避免过流断面短时间大幅减小使得大通量天然气流体一次性通过油嘴5的通孔而引起流速快速加大,对油嘴5通孔产生冲蚀破坏,甚至发生堵塞。
需要说明的是,因为油嘴帽6的管径大于油嘴5,因此在油嘴帽6和防砂筒4之间必须留有用于剪短第一剪钉7的活动间隙,否则只有防砂筒4传递的作用力推动使得油嘴帽6和油嘴5分离才能够实现剪短第一剪钉7。
参照图3,本实施例中,进一步地改进,油嘴帽6采用可溶解材料制成且外表面也涂覆有隔离涂层9,油嘴帽6通过第二剪钉10与防砂筒4连接。油嘴帽6也采用可溶解材料的优选方案,则可以在节流作业完成之后,将油嘴5和油嘴帽6均溶解,使得采气管路管径更具一致性,避免出现断流情况。
本实施例中,更进一步地改进,可溶解材料为可溶解铝合金。可溶铝合金制成的结构件除了具备良好的溶解性能外,还兼备足够高的强度和一定的塑性,可采用传统工艺冶炼和铸造成型,成本低,能够很好地实现本发明的技术效果。
参照图2、图3,本实施例中,更进一步地改进,防砂筒4内壁上设置有第三环形凹槽41,防砂筒4上部开设有用于放置所述第一剪钉7的固定孔A,类似图2中第三环形凹槽41上开设有用于放置所述第二剪钉10的固定孔B;所述油嘴5与防砂筒4上部抵接,所述油嘴帽6与第三环形凹槽41抵接,油嘴帽6的长度小于第三环形凹槽41且油嘴帽6贴合于第三环形凹槽41的底端,即油嘴帽6和所述防砂筒4之间留有用于剪短第一剪钉7的活动间隙,技术效果同前述。
参照图1~图3,以上述实施例中优选方式为例,对本发明的应用方法进行阐述。
当节流作业完成后,即通过震击工具震击中心筒2,中心筒2下行并推压防砂筒4顶端,防砂筒4下行,则剪断第一剪钉7和第二剪钉10,流体或者水汽进入油嘴5和油嘴帽6的破裂断面,迅速溶解掉油嘴5和油嘴帽6。至此,即实现了本发明的技术目的效果。

Claims (6)

1.一种可溶解式井下节流器,其设置在井下管道内部,其包括工作筒本体(1)、中心筒(2)和卡瓦(3),中心筒(2)设置于工作筒本体(1)中,卡瓦(3)套设在中心筒(2)上;其特征在于:
所述可溶解式井下节流器还包括防砂筒(4)、油嘴(5)、油嘴帽(6)、第一剪钉(7)和第二剪钉(10),防砂筒(4)连接于所述中心筒(2)的下端;所述油嘴(5)和油嘴帽(6)均设置于防砂筒(4)内部;所述油嘴(5)通过第一剪钉(7)连接于所述防砂筒(4)内部;所述油嘴帽(6)通过第二剪钉(10)连接于所述防砂筒(4)内部并位于所述油嘴(5)下侧;所述油嘴帽(6)和所述防砂筒(4)之间留有用于剪断 第一剪钉(7)的活动间隙;所述油嘴(5)的内径、油嘴帽(6)的内径和防砂筒(4)的内径依次增大;
所述油嘴(5)和油嘴帽(6)均采用可溶解材料制成,且油嘴(5)的外表面涂覆有隔离涂层(9)。
2.如权利要求1所述的可溶解式井下节流器,其特征在于:所述工作筒本体(1)上开设有第一环形凹槽,所述卡瓦(3)嵌入第一环形凹槽中。
3.如权利要求1所述的可溶解式井下节流器,其特征在于:所述工作筒本体(1)和中心筒(2)之间还设置有密封圈(8)。
4.如权利要求1所述的可溶解式井下节流器,其特征在于:所述中心筒(2)尾端设置有环形凸台,所述防砂筒(4)前端设置有第二环形凹槽,所述环形凸台和第二环形凹槽扣合连接。
5.如权利要求1所述的可溶解式井下节流器,其特征在于:所述可溶解材料为可溶解铝合金。
6.如权利要求1所述的可溶解式井下节流器,其特征在于:所述防砂筒(4)内壁上设置有第三环形凹槽(41),防砂筒(4)上部开设有用于放置所述第一剪钉(7)的固定孔A,第三环形凹槽(41)上开设有用于放置所述第二剪钉(10)的固定孔B;所述油嘴(5)与防砂筒(4)上部抵接,所述油嘴帽(6)与第三环形凹槽(41)抵接,油嘴帽(6)的长度小于第三环形凹槽(41)且油嘴帽(6)贴合于第三环形凹槽(41)的底端。
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