CN111894559A - 内通道泄压节流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内通道泄压节流器，所述分流体开设轴向中心孔、轴向偏心孔、中部径向孔，其中轴向中心孔与中部径向孔连通，其中轴向偏心孔与轴向中心孔不连通，其中轴向偏心孔与中部径向孔也不连通，所述分流体上端丝扣式连接上套下端，分流体下端同时丝扣式连接下套和内套，其中下套和内套之间形成第一环形空间，该第一环形空间上端与轴向偏心孔连通，活塞套开设侧孔，侧孔与分流体的中部径向孔连通。本发明通过分流体实现节流器上下液压的传导；通过钢球加活塞套、弹簧的设计，能够使得泄流压差达到一个定值的作用，从而满足了以Y344系列封隔器为主的验套找漏工艺要求。

Description

内通道泄压节流器

技术领域

本发明涉及石油开采领域，具体地说是井下验套用的内通道泄压节流器。

背景技术

随着油田进入中后期的开发，油井含水越来越高，造成井筒的腐蚀也越来越严重，尤其是老井因为腐蚀而造成套漏、套破的情况越来越多，部分井甚至因为套漏、套破而停产，严重影响了油田的产量，如何应用合理的验套找漏、修套工艺技术解决此类问题，是目前部分油田急需解决的难题之一。

就目前现场应用的验套找漏工艺而言，其工艺基本可以分为两种：一是以Y211(或Y221)系列封隔器加节流器组成的机械座封式验漏工艺(简称机械式验漏工艺)；二是以K344系列扩张式封隔器加节流器组成的液压式验漏工艺(简称液压式验漏工艺)。机械式验漏工艺简单、高效，对于直井非常适应，但是受到Y211封隔器结构限制，无法应用到井斜大于45°的井中；液压式验漏工艺由于运用了扩张式封隔器而应用范围较广，可应用于直斜及水平井，但是在现场应用中仍存在一定的问题，因为找漏工艺不可能一次找到，有可能会找3次甚至更多，这样就需要封隔器反复座封、解封并上下移动，但由于受到现有膨胀式胶筒性能的影响，在现场应用中曾多次出现找漏一次就无法继续使用的情况，加之液压式验漏工艺成本较高的现状，导致作业费用不断升高，因此该类液压式验套找漏工艺并不被现场认可。

因此需要研制一种新型的验套找漏工艺，既能实现应用范围的扩大，同时要性能安全可靠。基于以上认识，Y344系列封隔器加节流器的验套找漏工艺得以研制。因为压缩式胶筒克服了膨胀式胶筒的反复座封、解封难题，液压式座封解决了对井斜的限制，但是压缩式胶筒的座封必须要提高节流器的节流压差，因为低压差会导致压缩式封隔器座封不严，因此节流器成为实现该工艺的关键。而本发明就是为配套Y344系列封隔器组成验套找漏工艺而开展研究的。

经过检索，有类似技术公开，但均与本发明有较大的差异。

申请号：201820918613.7公开了一种多功能套管找漏工艺管柱，涉及一种石油天然气的油水井修井作业领域。包括管柱体、泄压阀、试压阀、喷嘴节流器、第一封隔器、第二封隔器，第一、第二封隔器分别螺纹连接在所述管柱体之间，泄压阀、试压阀分别设置在所述第一封隔器上方的管柱体内，泄压阀、试压阀上、下依次设置，节流喷嘴设置在所述第一、第二封隔器之间的管柱体内，在第二封隔器下方的管柱体内设置球座。本工艺管柱，找漏方便、可靠，效率高，工期短，封隔器可回收。

申请号：201820958735.9为一种油田套管验漏组合工具，包括一端封闭的中心管，中心管位于长度方向中间位置的管壁上设有第一透孔；邻近中心管两端位置的管壁上分别固定套设有第一环形固定座，各第一环形固定座与第一透孔之间又分别固定套设有第二环形固定座；相邻的第一环形固定座与第二环形固定座之间密封套设有一橡胶筒，相邻的第一环形固定座、第二环形固定座、中心管外壁和橡胶筒内壁之间构成环形密闭空间；各第一环形固定座上设有导通相应环形密闭空间的通液孔道。本实用新型通过两个橡胶筒的配合，能够方便灵活的对套管进行找漏，降低找漏成本，在保证找漏成功率的基础上，操作更加灵活简便，减轻了对管材的挤压，有效保护了油田套管。

申请号：201420284069.7涉及一种油水井管柱验漏器，属于油田修井作业时对井内油管、套管进行验漏的试压工具技术领域。由本体、挡板、阀球、滑套组成，本体为上下两端设有连接螺纹的管状体，本体管壁的下部开有过流孔，过流孔上部的管壁内通过剪钉安装有滑套，过流孔下部的管壁内设有内挡台，内挡台的内径小于滑套的外径；滑套的上端面上安装有阀球，阀球上部的本体管壁内通过螺纹安装有挡板，挡板上开有进液孔。本实用新型的有益效果是将阀球放置在挡板与滑套形成的主体内腔，通过打压对井内的油管、套管进行一次性验漏，改变原投球试压的施工方式，解决封隔器找漏过程中作业工序多、成功率低的问题，节约了作业成本。

申请号：201820623785.1提供一种分层防砂验漏管柱，该管柱包括：套管，第一油管与套管形成第一环形空间，第一油管自上而下依次连接有多个防砂筛管和丝堵，每个防砂筛管与各自注水层位置相对，丝堵设置在第一油管的末端。丢手悬挂器设置在靠近井口的注水层上方的第一环形空间内。层间封隔器设置在第一环形空间内，并与相邻注水层之间的地层位置相对。第二油管套设在第一油管内，并与第一油管形成第二环形空间，第二油管的末端设置有球座。辅助封隔器设置在第二环形空间内，并设置在需要验漏的层间封隔器的上方。节流器连接在第二油管上，并设置在辅助封隔器的下方与需要验漏的层间封隔器的位置相对。该管柱结构简单，能对管柱进行验漏，完善工艺，满足现场需求。

申请号：201521043207.3提供了一种结构简单，操作方便的节流泄压器，包括中间带空腔的主体，所述主体上方设有与空腔相通的上孔，本体下方设有与空腔相通的下孔；所述本体空腔内从里到外依次设有下阀座、上阀座、阀杆座、阀杆和压母，所述压母外端面伸出主体，所述阀杆外端面伸出压母；所述阀杆的外端面上通过螺钉固定有开关杆，所述本体上设有多个限位钉，所述开关杆上设有凹槽，所述凹槽与限位钉配合可以限定开关杆的工作旋转角度；所述阀杆上设有凸缘，所述凸缘与阀杆座之间设有碟簧，所述凸缘与压母之间设有轴承；所述上阀座和下阀座上均设有不连通的节流孔，所述下阀座的节流孔与本体的下孔相通。

申请号：201720222844.X公开了一种超高压手动泄压装置，包括下阀体、节流密封垫、阀芯复位弹簧、阀芯、密封垫、上阀体、顶针杆、顶针复位弹簧、顶针盖、压紧螺母、调节杆、上阀盖，其特征在于所述节流密封垫的中心设计节流孔，其孔上端设置液流缓冲角，其上下端面设置锥形密封面；本实用新型旨在提供一种超高压手动泄压装置，该装置的泄压速度可调，并且方便操作，安全可靠，维护简单，对泄压介质没有要求的超高压手动泄压阀体。

申请号：201320445311.X公开了一种可泄压单流阀，阀体的下部与阀座的上部连接，阀球处于阀体内，阀架处于阀球之下，阀架支撑在弹簧上，弹簧安装在阀座里，阀球的直径大于阀座孔径，阀体的上部有油管内螺纹，在阀体上部油管内螺纹之下安装节流座，节流座内安装推压杆，推压杆的下部处于阀球上，推压杆的凸台处于节流座的下部孔径处，推压杆的凸台的外径小于节流座的下部孔径1-1.5mm，起、下管柱时阀球不座落在阀座上，皮碗式封隔器上的密封皮碗不受损坏，保证皮碗式封隔器可靠工作，当洗井试压时，推压杆与节流座之间的小间隙使流体产生压差，使推压杆产生的推力作用在阀球上克服弹簧的支撑力，阀球可靠落座在阀座上，使流道与地层隔离，可以实现流洗井液只在井筒内循环的目的。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

本发明的目的在于提供内通道泄压节流器，通过分流体实现节流器上下液压的传导；通过钢球加活塞套、弹簧的设计，能够使得泄流压差达到一个定值的作用，从而满足了以Y344系列封隔器为主的验套找漏工艺要求。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，内通道泄压节流器，包括活塞套、钢球、弹簧，还包括分流体、止推环、上套、下套、内套，所述分流体开设轴向中心孔、轴向偏心孔、中部径向孔，其中轴向中心孔与中部径向孔连通，其中轴向偏心孔与轴向中心孔不连通，其中轴向偏心孔与中部径向孔也不连通，所述分流体上端丝扣式连接上套下端，分流体下端同时丝扣式连接下套和内套，其中下套和内套之间形成第一环形空间，该第一环形空间上端与轴向偏心孔连通，所述内套下端口丝扣式连接下挡板，内套上端口内壁开设缩径限位环台，在内套内部设置上挡环，上挡环与下挡板之间连接弹簧，缩径限位环台对上挡环轴向限位，所述活塞套密封式滑行于分流体的轴向中心孔中，活塞套下端面顶住上挡环上端面，活塞套开设侧孔，侧孔与分流体的中部径向孔连通，钢球坐落在活塞套上端口，所述分流体上端还连接止推环，止推环下半段内径大于活塞套外径，同时止推环下半段内径小于钢球直径。

所述止推环下端外壁设置外凸环台，外凸环台被夹固在分流体上端面与上套内壁开设的卡台之间，止推环外壁与上套内壁之间形成第二环形空间。

所述止推环上半段内径小于钢球直径，同时大于止推环下半段内径。

所述止推环上半段内壁开设轴向流通槽。

所述上套上端丝扣式连接上接头，下套下端丝扣式连接下接头，下接头上端面或者下套内壁开设的内卡台对下挡板形成轴向限位。

所述止推环还开设偏心轴向通道，上套内腔通过该偏心轴向通道与分流体的轴向偏心孔连通，所述下挡板下端面开设径向通道槽，第一环形空间下挡板下端面的径向通道槽与下接头内腔连通。

所述活塞套外壁安装密封圈，用于活塞套与分流体轴向中心孔内壁的密封，所述上套内壁安装密封圈，用于上套与分流体之间的密封，所述下套内壁安装上密封圈和下密封圈，上密封圈用于下套与分流体之间的密封，下密封圈用于下套与下接头之间的密封，所述内套缩径限位环台内壁安装密封圈，用于密封缩径限位环台与分流体之间的密封，所述下挡板外壁安装密封圈，用于下挡板与内套之间的密封。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

在Y344系列封隔器的中间连接本发明，通过分流体实现节流器上下液压的传导；通过钢球加活塞套、弹簧的设计，能够使得泄流压差达到一个定值的作用，从而满足了以Y344系列封隔器为主的验套找漏工艺要求。实现以Y344系列封隔器为主的液压验套找漏工艺，该工艺克服了机械式验套找漏工艺对井斜的局限，同时提高了液压式验套找漏工艺的安全可靠性，而且该工艺管柱结构简单，性能可靠，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明内通道泄压节流器的结构示意图；

图2为分流体横截面图；

图3为本发明配套Y344型封隔器实现验套找漏工艺管柱的结构示意图。

图中标记：1-接箍；2-上套；3-钢球；4-止推环；5-活塞套；6-分流体；7-下套；8-内套；9-上挡环；10-弹簧；11-下挡板；12-下接头。

13-油管；14、16-Y344系列封隔器；15-内通道泄压节流器；17-丝堵；18-套管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：

内通道泄压节流器，包括活塞套5、钢球3、弹簧10，还包括分流体6、止推环4、上套2、下套7、内套8，所述分流体开设轴向中心孔、轴向偏心孔、中部径向孔，其中轴向中心孔与中部径向孔连通，其中轴向偏心孔与轴向中心孔不连通，其中轴向偏心孔与中部径向孔也不连通，所述分流体6上端丝扣式连接上套下端，分流体下端同时丝扣式连接下套和内套，其中下套和内套之间形成第一环形空间，该第一环形空间上端与轴向偏心孔连通，所述内套8下端口丝扣式连接下挡板11，内套上端口内壁开设缩径限位环台，在内套内部设置上挡环，上挡环9与下挡板之间连接弹簧，缩径限位环台对上挡环轴向限位，所述活塞套5密封式滑行于分流体的轴向中心孔中，活塞套下端面顶住上挡环上端面，活塞套开设侧孔，侧孔与分流体的中部径向孔连通，钢球3坐落在活塞套上端口，所述分流体上端还连接止推环，止推环4下半段内径大于活塞套外径，同时止推环下半段内径小于钢球3直径。

所述止推环4下端外壁设置外凸环台，外凸环台被夹固在分流体上端面与上套内壁开设的卡台之间，止推环外壁与上套内壁之间形成第二环形空间。

所述止推环4上半段内径大于钢球3直径。

所述止推环上半段内壁开设轴向流通槽。

所述上套上端丝扣式连接上接头，下套下端丝扣式连接下接头，下接头上端面或者下套内壁开设的内卡台对下挡板形成轴向限位。

所述止推环还开设偏心轴向通道，上套内腔通过该偏心轴向通道与分流体的轴向偏心孔连通，所述下挡板下端面开设径向通道槽，第一环形空间下挡板下端面的径向通道槽与下接头内腔连通。

钢球3与活塞套5下行至止推环4下半段内径上口时，钢球3被挡住无法继续下行，而活塞套5会在液压力作用下继续下行，此时钢球3与活塞套5之间会形成一个缝隙，液体经过此缝隙流入活塞套5内部，再通过活塞套5侧向孔分流体6的纵向孔流向工具体外。

所述上套2上端丝扣式连接上接头1，下套下端丝扣式连接下接头12，下接头上端面或者下套内壁开设的内卡台对下挡板形成轴向限位。

上套2内腔与活塞套5内腔连通(当没有钢球3的时候)，活塞套5内腔通过侧向孔与分流体6偏心孔连通；上套2内腔通过止推环4与上套2的间隙(或者直接止推环还开设偏心轴向通道，上套内腔通过该偏心轴向通道与分流体的轴向偏心孔连通)与分流体6的轴向孔连通，分流体6的轴向孔通过内套8与下套7的间隙以及下挡板11与下接头12的间隙与下接头12内腔连通。

钢球落在止推环下半段内径上口时，钢球被挡住，活塞套在液压力作用下继续下行，瞬间在钢球与活塞套之间形成一定的缝隙，液体将通过这个缝隙流入活塞套内部，并经过活塞套侧孔及分流体纵向孔流出工具，此时油管内压力会降低，活塞套就会在弹簧力的作用下上行继续与钢球形成密封。当油管压力再次增加时，这一现象将持续发生。如果油管压力一直保持在一个比活塞套离开钢球时的泄压值高的值时，活塞套与钢球的缝隙将保持不变，液体也将通过该缝隙持续流出。

所述活塞套外壁安装密封圈，用于活塞套与分流体轴向中心孔内壁的密封，所述上套内壁安装密封圈，用于上套与分流体之间的密封，所述下套内壁安装上密封圈和下密封圈，上密封圈用于下套与分流体之间的密封，下密封圈用于下套与下接头之间的密封，所述内套缩径限位环台内壁安装密封圈，用于密封缩径限位环台与分流体之间的密封，所述下挡板外壁安装密封圈，用于下挡板与内套之间的密封。

内通道泄压节流器，包括由钢球3、活塞套5、分流体6、上挡环9、弹簧10、下挡板11、内套8形成的一个与外部压力相关的液压体系；所述活塞套5上部设有锥面，与钢球3配合形成密封锥面；还包括主要由上套2、止推环4、分流体6、下套7、内套8、下挡板11、下接头12形成的一个与外部压力不相关的液压体系；所述止推环4被上套2及分流体6所固定；所述内套8被分流体6及下接头12所固定；所述下挡板11被内套8与下接头12所固定；所述活塞套5与上挡环9可以在活塞力作用下下行压缩弹簧10；所述活塞套5的内腔通过侧孔与分流体6的纵向孔与工具体外连通，形成一个与外部压力相关的液压体系；所述分流体6设有轴向及纵向通孔，且轴向孔与径向孔不直接连通；上套2内腔的液体可以通过止推环4与上套2的环空间隙、止推环2与分流体6之间的间隙与分流体6的轴向孔连通，同时分流体6的轴向孔的液体通过下套7与内套8的间隙、下挡板11与下接头12的间隙与下接头12内腔连通，从而形成一个与外部压力系统不相关的液压体系。

所述钢球3与活塞套5形成的活塞可在压力作用下向下移动推动上挡环9，并压缩弹簧10；当下行至止推环4时，钢球3被止推环4挡住，活塞套5在压力作用下继续下行，就会与钢球3脱离并形成一定的缝隙，此时流经该缝隙的流体会形成一定的节流压差，该节流压差将继续作用在活塞套5上：当该压差产生的活塞力大于此时的弹簧力时，活塞套5会继续下行，导致缝隙加大、节流压差降低、活塞力降低，活塞套5会在弹簧力的作用下上行与钢球3接触并形成密封，如果此时油管内压力高于产生缝隙时的压力值，钢球3与活塞套5之间就会形成一定的缝隙，也即油管内液体会源源不断的流出工具体外。

根据图3以及图1、图2所示，以Y344型封隔器配套本发明组成的验套找漏管柱结构，包括Y344型封隔器14、16以及内通道泄压节流器15、丝堵17；所述内通道泄压节流器上下两端丝扣式连接在两个Y344型封隔器中间位置，管柱尾部有丝堵。其工艺原理为：泵车从油管加液压，当压力达到一定值(该值现场一般控制在10MPa左右)时，内通道泄压节流器开始泄流，此时因为Y344型封隔器在节流压差为10MPa时能够完全座封并密封住油套环空，此时如果在两组Y344型封隔器之间的套管有漏失点，则泵车压力不会继续升高(即泵车压力不可能大于节流器开启压力)，从而可判断该处有漏失点；反之如果泵车压力可以实现继续升高(即高于节流器开启压力)，并且能够实现稳压，则表明该段套管没有漏失点。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.内通道泄压节流器，包括活塞套、钢球、弹簧，其特征在于，还包括分流体、止推环、上套、下套、内套，所述分流体开设轴向中心孔、轴向偏心孔、中部径向孔，其中轴向中心孔与中部径向孔连通，其中轴向偏心孔与轴向中心孔不连通，其中轴向偏心孔与中部径向孔也不连通，所述分流体上端丝扣式连接上套下端，分流体下端同时丝扣式连接下套和内套，其中下套和内套之间形成第一环形空间，该第一环形空间上端与轴向偏心孔连通，所述内套下端口丝扣式连接下挡板，内套上端口内壁开设缩径限位环台，在内套内部设置上挡环，上挡环与下挡板之间连接弹簧，缩径限位环台对上挡环轴向限位，所述活塞套密封式滑行于分流体的轴向中心孔中，活塞套下端面顶住上挡环上端面，活塞套开设侧孔，侧孔与分流体的中部径向孔连通，钢球坐落在活塞套上端口，所述分流体上端还连接止推环，止推环下半段内径大于活塞套外径，同时止推环下半段内径小于钢球直径。

2.根据权利要求1所述的内通道泄压节流器，其特征在于，所述止推环下端外壁设置外凸环台，外凸环台被夹固在分流体上端面与上套内壁开设的卡台之间，止推环外壁与上套内壁之间形成第二环形空间。

3.根据权利要求1或2所述的内通道泄压节流器，其特征在于，所述止推环上半段内径小于钢球直径，同时大于止推环下半段内径。

4.根据权利要求3所述的内通道泄压节流器，其特征在于，所述止推环上半段内壁开设轴向流通槽。

5.根据权利要求1或2或3所述的内通道泄压节流器，其特征在于，所述上套上端丝扣式连接上接头，下套下端丝扣式连接下接头，下接头上端面或者下套内壁开设的内卡台对下挡板形成轴向限位。

6.根据权利要求5所述的内通道泄压节流器，其特征在于，所述止推环还开设偏心轴向通道，上套内腔通过该偏心轴向通道与分流体的轴向偏心孔连通，所述下挡板下端面开设径向通道槽，第一环形空间下挡板下端面的径向通道槽与下接头内腔连通。

7.根据权利要求5所述的内通道泄压节流器，其特征在于，所述活塞套外壁安装密封圈，用于活塞套与分流体轴向中心孔内壁的密封，所述上套内壁安装密封圈，用于上套与分流体之间的密封，所述下套内壁安装上密封圈和下密封圈，上密封圈用于下套与分流体之间的密封，下密封圈用于下套与下接头之间的密封，所述内套缩径限位环台内壁安装密封圈，用于密封缩径限位环台与分流体之间的密封，所述下挡板外壁安装密封圈，用于下挡板与内套之间的密封。

Images