CN110469298B - 一种基于无线控制的笼套式井下节流器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无线控制的笼套式井下节流器，它包括进气嘴（1）、节流阀（2）、上连接套（3）、电气筒（4）、导气筒（5）、下连接套（6）、封头（7）、母套（8）和电气组件，所述节流阀（2）设置于进气嘴（1）和上连接套（3）内，所述进气嘴（1）与上连接套（3）连接，所述上连接套（3）分别与电气筒（4）和导气筒（5）连接，所述电气筒（4）位于导气筒（5）内，所述电气筒（4）和导气筒（5）的另一端均与下连接套（6）连接，所述下连接套（6）分别与封头（7）和母套（8）连接，所述电气组件设置于电气筒（4）和封头（7）内。本发明通过传感器、电路板组件和电机对井下的节流阀进行无线控制，提高了生产效率。

Description

一种基于无线控制的笼套式井下节流器

技术领域

本发明涉及石油天然气生产设备技术领域，特别是一种基于无线控制的笼套式井下节流器。

背景技术

井下节流技术起步较早，早在上世纪四十年代就有国外专家提出了在自喷井中采用井底油嘴来消除油井的激动间歇或减缓激动间歇程度的思路，但是，由于更换井底油嘴和改变嘴子尺寸需要起下油管，比较麻烦，因此这种方法未能得到及时的普及和应用。而国外已有的智能完井工具系统，使用的流量控制装置主要是套管自动开关滑阀之类，未见专门针对气流生产通道井下管串内的节流工具，国内目前还没有成熟的无线智能井下流体流量控制工具，常用的节流器主要分为活动式井下节流器和固定式井下节流器，它们都是机械式的节流器。

井下节流技术已在西南油气田大面积应用，平均单井节约投资150余万元、平均单井缩短建设投产周期15~20天，实现气藏的规模效益开发。在2002~2018年期间，井下节流器打捞及更换次数超过200井次。其中主要是因调产的需要进行绳索作业打捞井下节流器，更换不同嘴径的油嘴。单次更换节流器的作业时间约为4~5天，需要试井车等物力人力，作业周期长，成本和风险较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可以无线监控和操控井下电机进行节流的节流器。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于无线控制的笼套式井下节流器，它包括进气嘴、节流阀、上连接套、电气筒、导气筒、下连接套、封头、母套和电气组件，所述节流阀设置于进气嘴和上连接套内，所述进气嘴与上连接套连接，所述上连接套分别与电气筒和导气筒连接，所述电气筒位于导气筒内，电气筒外径小于导气筒的内径，电气筒和导气筒之间形成导气用的环孔，所述电气筒和导气筒的另一端均与下连接套连接，所述下连接套分别与封头和母套连接，所述封头位于母套内，所述电气组件设置于电气筒和封头内。

所述节流阀包括阀座和阀芯，所述阀座和阀芯为气缸活塞结构，阀芯的连杆从阀座一端穿出，所述阀座有连杆穿出的一端插入连接套内，所述阀座轴向和周向上均设置有多个径向孔，通过阀芯移动进行封闭阀座上的径向孔，达到节流的效果，所述阀芯的轴向上设置有多个通气孔，阀芯上的通气孔连通阀座中被阀芯隔开的两个空间，防止阀芯在移动中在阀座内产生真空和压缩，进气嘴内设置有台阶孔，所述台阶孔包括固定孔和导气孔，所述安装孔与阀座螺纹连接，所述导气孔的孔径大于阀座的外径，导气孔与阀座构成导气环孔，上连接套与导气环孔对应位置上设置有多个用于连通导气筒的孔。

所述电气组件包括电机、电路板组件、电池仓和传感器，所述电路板组件和电池仓设置于电气筒内，所述传感器设置于封头内并且传感器的探头从封头中穿出，所述电机、电池仓和传感器均与电路板组件电连接。

所述上连接套上设置有六棱孔，所述连杆插入六棱孔内，所述连杆与丝杆连接，所述丝杆上还设置有限位螺母，所述连杆抵住限位螺母，所述六棱孔限制限位螺母转动，所述丝杆与电机的输出轴连接，所述电机与上连接套一端连接，所述上连接套与电机连接的一端插入电气筒内。

进一步地，所述传感器为温压一体传感器。可以同时检测母套中石油天然气的温度和压力。

进一步地，所述下连接套上设置有多个轴向孔，用于连通导气筒和母套。

进一步地，所述电路板组件中设置有信号收发器和控制芯片，信号收发器对传感器检测数据传出和接收，控制芯片根据接收信号控制电机的旋转方向和启动时间来控制阀芯移动，达到精确控制节流的目的。

本发明具有以下优点：

温压一体传感器可以对管道中石油天然气的实时温度和压力进行检测，并且无线传输到地面，工作人员只需要根据检测到的数据发出指定信号，控制电机移动阀芯即可完成节流调控，整个调控过程无需打捞节流器，全程通过无线调控，无需打捞节流器和更换喷嘴，并且可以对节流阀进行实时调控，调控过程简单快捷，节约了大量的时间成本，提高了生产效率。

附图说明

图1 为本发明的剖视图；

图2 为节流阀的剖视图；

图3 为本发明上连接套位置剖视图；

图4 为本发明下连接套位置；

图中：1-进气嘴，2-节流阀，3-上连接套，4-电气筒，5-导气筒，6-下连接套，7-封头，8-母套，9-丝杆，10-限位螺母，11-轴承盖，201-阀座，202-阀芯，901-电机，902-电路板组件，903-电池仓，904-传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于无线控制的笼套式井下节流器，它包括进气嘴1、节流阀2、上连接套3、电气筒4、导气筒5、下连接套6、封头7、母套8和电气组件，所述节流阀2设置于进气嘴1和上连接套3内，所述进气嘴1与上连接套3螺纹连接，所述上连接套3分别与电气筒4和导气筒5螺纹连接，所述电气筒4位于导气筒5内，电气筒4外径小于导气筒5的内径，电气筒4和导气筒5之间形成导气用的环孔，所述电气筒4和导气筒5的另一端均与下连接套6螺纹连接，所述下连接套6分别与封头7和母套8螺纹连接，所述封头7位于母套8内，所述电气组件设置于电气筒4和封头7内。

优选地，以上进气嘴1、节流阀2、上连接套3、电气筒4、导气筒5、下连接套6、封头7和母套8之间通过螺纹连接时还通过密封圈和挡圈进行密封。

所述节流阀2包括阀座201和阀芯202，所述阀座201和阀芯202为气缸活塞结构，阀芯202上设置有密封圈和挡圈，阀芯202的连杆从阀座201一端穿出，所述连杆与阀座201连接面通过密封圈和挡圈密封，所述阀座201有连杆穿出的一端插入连接套内，并通过密封圈和挡圈密封，所述阀座201轴向和周向上均设置有多个径向孔，通过阀芯202移动进行封闭阀座201上的径向孔，达到节流的效果，所述阀芯202的轴向上设置有多个通气孔，阀芯202上的通气孔连通阀座201中被阀芯202隔开的两个空间，防止阀芯202在移动中在阀座201内产生真空和压缩，进气嘴1内设置有台阶孔，所述台阶孔包括固定孔和导气孔，所述安装孔与阀座201螺纹连接，所述导气孔的孔径大于阀座201的外径，导气孔与阀座201构成导气环孔，上连接套3与导气环孔对应位置上设置有多个用于连通导气筒5的孔。

所述电气组件包括电机901、电路板组件902、电池仓903和传感器904，所述电路板组件902和电池仓903设置于电气筒4内，所述传感器904设置于封头7内并且传感器904的探头从封头7中穿出，所述电机901、电池仓903和传感器904均与电路板组件902电连接。

所述上连接套3上设置有六棱孔，所述连杆插入六棱孔内，所述连杆与丝杆9连接，所述丝杆9上还设置有限位螺母10，所述连杆抵住限位螺母10，所述六棱孔限制限位螺母10转动，所述丝杆9与电机901的输出轴连接，所述电机901与上连接套3一端连接，所述上连接套3与电机901连接的一端插入电气筒4内。所述六棱孔一端被加工为圆孔，所述圆孔内设置有轴承，轴承一端设置有轴承盖11，所述轴承盖11为环形，丝杆9穿过轴承盖11并通过连接套筒与电机901的输出轴连接，丝杆9通过轴承与上连接套3连接。

所述传感器904为温压一体传感器904。可以同时检测母套8中石油天然气的温度和压力。

所述下连接套6上设置有多个轴向孔，用于连通导气筒5和母套8。

所述电路板组件902中设置有信号收发器和控制芯片，信号收发器对传感器904检测数据传出和接收，控制芯片根据接收信号控制电机901的旋转方向和启动时间来控制阀芯202移动，达到精确控制节流的目的。

本发明的工作过程如下：石油天然气从进气嘴1进入阀座201，依次经过阀座201上的径向孔、进气嘴1和阀座201之间的环孔、上连接套3上的孔、导气筒5与电气筒4之间的环孔、下连接套6上的孔，最后进入母套8内，并经母套8流入其它生产程序。在石油天然气流通过程中，传感器904对母套8内的石油天然气的温度和压力进行实施检测，并将数据传输到井上，井上工作人员根据传感器904的传输数据发出指令，电路板组件902中的控制芯片根据指令控制电机901旋转，控制阀芯202在阀座201内移动，进行封闭或打开阀座201上的径向孔，达到控制节流的目的。

Claims (5)

1.一种基于无线控制的笼套式井下节流器，其特征在于：它包括进气嘴（1）、节流阀（2）、上连接套（3）、电气筒（4）、导气筒（5）、下连接套（6）、封头（7）、母套（8）和电气组件，所述节流阀（2）设置于进气嘴（1）和上连接套（3）内，所述进气嘴（1）与上连接套（3）连接，所述上连接套（3）分别与电气筒（4）和导气筒（5）连接，所述电气筒（4）位于导气筒（5）内，所述电气筒（4）和导气筒（5）的另一端均与下连接套（6）连接，所述下连接套（6）分别与封头（7）和母套（8）连接，所述封头（7）位于母套（8）内，所述电气组件设置于电气筒（4）和封头（7）内，所述节流阀（2）包括阀座（201）和阀芯（202），所述阀座（201）和阀芯（202）为气缸活塞结构，阀芯（202）的连杆从阀座（201）一端穿出，所述阀座（201）有连杆穿出的一端插入上连接套（3）内，所述阀座（201）轴向和周向上均设置有多个径向孔，所述阀芯（202）的轴向上设置有多个通气孔，进气嘴（1）内设置有台阶孔，所述台阶孔包括固定孔和导气孔，所述固定孔与阀座（201）螺纹连接，所述导气孔的孔径大于阀座（201）的外径，导气孔与阀座（201）构成导气环孔，上连接套（3）与导气环孔对应位置上设置有多个用于连通导气筒（5）的孔，所述上连接套（3）上设置有六棱孔，所述连杆插入六棱孔内，所述连杆与丝杆（9）连接，所述丝杆（9）上还设置有限位螺母（10），所述连杆抵住限位螺母（10），所述六棱孔限制限位螺母（10）转动，所述丝杆（9）与电机（901）的输出轴连接，所述电机（901）与上连接套（3）一端连接，所述上连接套（3）与电机（901）连接的一端插入电气筒（4）内。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线控制的笼套式井下节流器，其特征在于：所述电气组件包括电机（901）、电路板组件（902）、电池仓（903）和传感器（904），所述电路板组件（902）和电池仓（903）设置于电气筒（4）内，所述传感器（904）设置于封头（7）内并且传感器（904）的探头从封头（7）中穿出，所述电机（901）、电池仓（903）和传感器（904）均与电路板组件（902）电连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线控制的笼套式井下节流器，其特征在于：所述传感器（904）为温压一体传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线控制的笼套式井下节流器，其特征在于：所述下连接套（6）上设置有多个轴向孔。

5.根据权利要求2所述的一种基于无线控制的笼套式井下节流器，其特征在于：所述电路板组件（902）中设置有信号收发器和控制芯片。

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