CN111963117B - 井下节流器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种井下节流器及其控制方法，属于天然气生产设备技术领域。该方法包括：可调节油嘴、油嘴控制器、密封装置、锚定装置、丢手解封装置和控制信号产生装置；控制信号产生装置，用于通过调节气体通道内气体的压力来产生压力信号波；油嘴控制器，用于通过检测气体通道内气体的压力来接收压力信号波，且用于对压力信号波进行解码，得到控制信号；通过控制信号，调节可调节油嘴的气体通道的大小。在本申请实施例中，通过压力信号波，实现了无线控制油嘴的气体通道的大小；这样在调整气井产量时，就不用关井和采取绳索作业来更换不同尺寸的油嘴，所以，省去了更换油嘴的作业时间，降低成本和作业风险，提高了调整气井产量的作业效率。

Description

井下节流器及其控制方法

技术领域

本申请涉及天然气生产设备技术领域，特别涉及一种井下节流器及其控制方法。

背景技术

在天然气开采过程中，通常需要对气井内的天然气进行降压。但是，在地面对天然气进行降压时，会导致天然气的温度降低，而天然气的温度降低，会导致天然气中某些组分与水分结合形成水合物，进而导致气井发生冰堵现象。因此，需要在井筒内设置井下节流器，通过井下节流器对气井内的天然气进行降压以及防止气井发生冰堵现象。

相关技术中，井下节流器卡设在井筒内，井下节流器与井筒的内壁密封贴合。然而井下节流器中包括节流体和节流嘴。节流嘴设置在节流体的下端，节流嘴用于控制气井产量。

但是，由于在上述相关技术中井下节流器上的节流嘴的尺寸是固定尺寸，当需要调整气井产量时，必须通过关井和采取绳索作业更换不同尺寸的节流嘴来实现不同等级的节流，进而调整气井产量。由于关井和采取绳索作业花费的时间长，所以，上述相关技术中通过更换不同尺寸的节流嘴来调整气井产量的作业效率低。

发明内容

本申请实施例提供了一种井下节流器及其控制方法，可以提高调整气井产量的作业效率。所述技术方案如下：

本申请提供了一种井下节流器，所述井下节流器包括：可调节油嘴、油嘴控制器、密封装置、锚定装置、丢手解封装置和控制信号产生装置；

所述可调节油嘴、所述油嘴控制器、所述密封装置、所述锚定装置和所述丢手解封装置设置在井筒内，所述可调节油嘴、所述油嘴控制器、所述密封装置、所述锚定装置和所述丢手解封装置内均设置气体通道，通过所述气体通道依次连通；所述控制信号产生装置设置在所述井筒的地面井口位置，通过所述井筒与所述气体通道连通；

所述丢手解封装置的一端与绳索坐封工具连接，在通过所述绳索坐封工具到达所述井筒内的预设节流位置时，用于与所述绳索坐封工具分离；

所述锚定装置，用于在所述丢手解封装置与所述绳索坐封工具分离时，在所述井筒内的预设节流位置与所述井筒固定；

所述密封装置设置在所述井筒内的预设节流位置与所述井筒的内壁贴合，用于密封所述密封装置的外壁与所述井筒的内壁之间的缝隙，使所述井筒内的气体流经所述气体通道；

所述控制信号产生装置，用于通过调节所述气体通道内气体的压力来产生压力信号波；

所述油嘴控制器，用于通过检测所述气体通道内气体的压力来接收所述压力信号波，且用于对所述压力信号波进行解码，得到控制信号；通过所述控制信号，调节所述可调节油嘴的气体通道的大小。

在一种可能的实现方式中，所述控制信号产生装置包括地面井口阀门和压力控制器；

所述地面井口阀门通过所述井筒与所述气体通道连通；所述压力控制器与所述地面井口阀门连接；

所述压力控制器，用于调节所述地面井口阀门的开度；

所述地面井口阀门，用于调节所述气体通道内气体的压力产生所述压力信号波。

在另一种可能的实现方式中，所述可调节油嘴包括静阀瓣和动阀瓣；

所述静阀瓣与所述动阀瓣贴合，所述静阀瓣上设置第一扇形气流孔，所述动阀瓣上设置第二扇形气流孔；所述第一扇形气流孔与所述第二扇形气流孔连通形成所述可调节油嘴的气体通道；

所述油嘴控制器与所述动阀瓣连接，用于通过所述控制信号，调节所述静阀瓣与所述动阀瓣之间的位置关系，通过调节所述静阀瓣与所述动阀瓣之间的位置关系来调节所述可调节油嘴的气体通道的大小。

在另一种可能的实现方式中，所述油嘴控制器包括：压力传感器、控制电路和电机；

所述压力传感器与所述控制信号产生装置之间通过所述井筒、所述丢手解封装置、所述锚定装置和所述密封装置连通；所述电机与所述可调节油嘴连接；所述控制电路分别与所述压力传感器和所述电机连接；

所述压力传感器，用于接收所述压力信号波，且用于将所述压力信号波传输至所述控制电路；

所述控制电路，用于对所述压力信号波进行解码，得到控制信号，且用于通过所述控制信号控制所述电机，通过所述电机调节所述可调节油嘴的气体通道的大小。

在另一种可能的实现方式中，所述控制电路包括：信号调理模块、精密运放模块、解码模块和驱动模块；

所述信号调理模块分别与所述压力传感器和所述精密运放模块连接，所述精密运放模块与所述解码模块连接，所述解码模块与所述驱动模块连接，所述驱动模块与所述电机连接；

所述信号调理模块，用于接收所述压力信号波，对所述压力信号波进行滤波处理，得到有效信号波，且用于将所述有效信号波传输至所述精密运放模块；

所述精密运放模块，用于对所述有效信号波进行放大，且用于将放大后的所述有效信号波传输至所述解码模块；

所述解码模块，用于对放大后的所述有效信号波进行解码，得到控制信号，且用于将所述控制信号传输至所述驱动模块；

所述驱动模块，用于通过所述控制信号，驱动所述电机运行。

在另一种可能的实现方式中，所述控制电路还包括：光偶隔离模块；

所述光偶隔离模块设置在所述解码模块与所述驱动模块之间；用于将所述解码模块输出的控制信号由数字控制信号转化为模拟控制信号，且用于将所述模拟控制信号传输至所述驱动模块。

在另一种可能的实现方式中，所述油嘴控制器还包括：电源模组；

所述电源模组分别与所述压力传感器、所述控制电路和所述电机连接，用于为所述压力传感器、所述控制电路和所述电机提供电源。

在另一种可能的实现方式中，所述控制电路还包括：保护模块；

所述保护模块分别与所述解码模块、所述电源模块和所述驱动模块连接；所述保护模块，用于将所述电源模块输出的电信号反馈至所述解码模块；所述解码模块，根据所述电信号向所述保护模块发送保护指令；所述保护模块，根据所述保护指令，保护所述驱动模块。

在另一种可能的实现方式中，应用于上述任一项所述的井下节流器，所述方法包括：

确定气井的预设产量；

根据所述预设产量，确定压力调节信息，所述压力调节信息包括预设压力值和所述预设压力值保持的第一预设时长；

根据所述预设压力值和所述预设压力值保持的第一预设时长，产生压力信号波；

对所述压力信号波进行解码，得到控制信号；

根据所述控制信号，调节井下节流器的可调节油嘴的气体通道大小。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述控制信号，调节井下节流器的可调节油嘴的气体通道大小，包括：

根据所述控制信号，确定所述可调节油嘴的旋转方向信息和旋转角度信息；

根据所述旋转方向信息和所述旋转角度信息，调节所述可调节油嘴的气体通道大小。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请实施例提供了一种压力信号波无线控制井下节流器，由于该井下节流器能够通过控制信号产生装置产生压力信号波，通过油嘴控制器接收和解码压力信号波，得到控制信号，进而通过控制信号直接调节可调节油嘴的气体通道的大小，所以在调整气井产量时，不用通过关井和采取绳索作业来更换不同尺寸的油嘴，这样就省去了更换油嘴的作业时间，提高了调整气井产量的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本申请实施例提供的一种井下节流器的结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种可调节油嘴的结构示意图；

图3是根据本申请实施例提供的一种油嘴控制器的结构示意图；

图4是根据本申请实施例提供的一种转接套的端面结构示意图；

图5是根据本申请实施例提供的一种控制电路的结构框图；

图6是根据本申请实施例提供的一种控制电路的控制方法流程图；

图7是根据本申请实施例提供的另一种控制电路的控制方法流程图；

附图标记分别表示：1-可调节油嘴，11-静阀瓣，12-动阀瓣，2-油嘴控制器，21-压力传感器，22-控制电路，23-电机，24-进气嘴，25-阀座，251-固定销，252-管锥滚子轴承，26-连接筒，27-转接套，28-固定架，29-均流罩，291-封头，210-电源模组，211-电气密封筒，212-导气筒，213-螺钉，3-密封装置，4-锚定装置，5-丢手解封装置，6-控制信号产生装置，214-第一密封圈，215-第二密封圈，216-第三密封圈，217-第四密封圈，218-第五密封圈，219-第六密封圈，220-第七密封圈，221-第八密封圈，222-第九密封圈，223-第十密封圈，224-第十一密封圈，225-第十二密封圈，226-第十三密封圈，227-第十四密封圈。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是本申请提供的一种井下节流器的结构示意图。参见图1，该井下节流器包括：可调节油嘴1、油嘴控制器2、密封装置3、锚定装置4、丢失解封装置5和控制信号产生装置6；

可调节油嘴1、油嘴控制器2、密封装置3、锚定装置4和丢失解封装置5设置在井筒内，可调节油嘴1、油嘴控制器2、密封装置3、锚定装置4和丢失解封装置5内均设置气体通道，通过气体通道依次连通；控制信号产生装置6设置在井筒的地面井口位置，通过井筒与气体通道连通；

丢失解封装置5的一端与绳索坐封工具连接，在通过绳索坐封工具到达井筒内的预设节流位置时，用于与绳索坐封工具分离；

锚定装置4，用于在丢失解封装置5与绳索坐封工具分离时，在井筒内的预设节流位置与井筒固定；

密封装置3设置在井筒内的预设节流位置与井筒的内壁贴合，用于密封该密封装置3的外壁与井筒的内壁之间的缝隙，使井筒内的气体流经气体通道；

控制信号产生装置6，用于通过调节气体通道内气体的压力来产生压力信号波；

油嘴控制器2，用于通过检测气体通道内气体的压力来接收压力信号波，且用于对压力信号波进行解码，得到控制信号；通过控制信号，调节可调节油嘴1的气体通道的大小。

在本申请实施例中，由于该井下节流器能够通过控制信号产生装置6产生压力信号波，通过油嘴控制器2接收和解码压力信号波，得到控制信号，进而通过控制信号直接调节可调节油嘴1的气体通道的大小，所以在调整气井产量时，不用通过关井和采取绳索作业来更换不同尺寸的油嘴，这样就省去了更换油嘴的作业时间，提高了调整气井产量的作业效率。

控制信号产生装置的介绍：控制信号产生装置6包括地面井口阀门和压力控制器；地面井口阀门通过井筒与气体通道连通；压力控制器与地面井口阀门连接；压力控制器，用于调节地面井口阀门的开度；地面井口阀门，用于调节气体通道内气体的压力产生压力信号波。可选的，压力控制器是数显压力控制器。

在一种可能的实现方式中，压力控制器通过调节地面井口阀门的开关来控制地面井口阀门的压力；通过地面井口阀门能够使地面井口阀门的压力保持不同的压力值。可选的，压力信号波包括一组压力值和每个压力值的保持时间，一组压力值中压力值的个数是一个或多个。相应的，不同的压力值和保持时间表示不同的压力信号波。其中，每个压力值的保持时长为1min-15min之间的任一数值。

例如，压力信号波包括一组压力值：5MPa、4MPa、3Mpa，每个压力值的持续时间为2min；也即，压力信号波为5MPa保持2min、4MPa保持2min、3MPa保持2min。

可调节油嘴的介绍：可调节油嘴1包括静阀瓣11和动阀瓣12；静阀瓣11与动阀瓣12贴合，静阀瓣11上设置第一扇形气流孔，动阀瓣12上设置第二扇形气流孔；第一扇形气流孔与第二扇形气流孔连通形成可调节油嘴1的气体通道；油嘴控制器2与动阀瓣12连接，用于通过控制信号，调节静阀瓣11与动阀瓣12之间的位置关系，通过调节静阀瓣11与动阀瓣12之间的位置关系来调节可调节油嘴1的气体通道的大小。

需要说明的一点是，当静阀瓣11与动阀瓣12之间的位置关系发生变化时，静阀瓣11上的第一扇形气流孔与动阀瓣12上的第二扇形气流孔的位置关系发生变化，第一扇形气流孔和第二扇形气流孔连通形成的气体通道的大小发生变化。当第一扇形气流孔的位置和第二扇形气流孔的位置为正对位置时，气体通道最大。

在一种可能的实现方式中，第一扇形气流孔、第二扇形气流孔的个数为两个；在本申请实施例中，对第一扇形气流孔和第二扇形气流孔的个数不作具体限定。

可选的，参见图2，两个第一扇形气流孔沿中心对称分别在静阀瓣11上，两个第二扇形气流孔沿中心对称分别在动阀瓣12上。

在本申请实施例中，由于两个第一扇形气流孔对称分别在静阀瓣11上，两个第二扇形气流孔对称分别在动阀瓣12上，所以，两个第一扇形气流孔通过的气流的流速和流量相同。这样就可以确保静阀瓣11和动阀瓣12受到的气流的压力平衡，从而防止因静阀瓣11或动阀瓣12受力不均而产生震动，提高了井下节流器的稳定性。

可选的，可调节油嘴1的材料可以是金属，例如，铜、铁等；可调节油嘴1的材料也可以是金属合金，例如，铝合金、铁合金等。可选的，动阀瓣12和静阀瓣11端面采用精致磨削工艺，实现静阀瓣11与动阀瓣12贴合。由于采用精致磨削工艺，静阀瓣11与动阀瓣12的接触面可以达到井下节流器的密封要求。

可选的，第一扇形气流孔和第二扇形气流孔的尺寸和大小相同。第一扇形气流孔中扇形的角度可以是60度至180度之间的任一数值；第二扇形气流孔中扇形的角度可以是60度至180度之间的任一数值。第一扇形气流孔和第二扇形气流孔的半径尺寸可以是10mm至50mm之间的任一数值；在本申请实施例中，对第一扇形气流孔和第二扇形气流孔的尺寸和大小不作具体限定，可以根据需要进行设置并更改。例如，第一扇形气流孔和第二扇形气流孔的角度为120度，第一扇形气流孔和第二扇形气流孔的半径尺寸为20mm。

油嘴控制器的介绍：参见图3，油嘴控制器2包括：压力传感器21、控制电路22和电机23；压力传感器21与控制信号产生装置6之间通过井筒、丢失解封装置5、锚定装置4和密封装置3连通；电机23与可调节油嘴1连接；控制电路22分别与压力传感器21和电机23连接；压力传感器21，用于接收压力信号波，且用于将压力信号波传输至控制电路22；控制电路22，用于对压力信号波进行解码，得到控制信号，且用于通过控制信号控制电机23，通过电机23调节可调节油嘴1的气体通道的大小。可选的，压力传感器21为压阻式压力传感器。

在本申请实施中，控制信号产生装置6设置在地面井口位置，油嘴控制器2设置在地下的井筒内；也即，该井下节流器通过控制信号产生装置6，实现了远程调节可调节油嘴1的气体通道的大小。因此，该井下节流器摆脱了人工调节的限制，实现了调整气井产量的自动化和智能化。

在一种可能的实现方式中，继续参见图3，油嘴控制器2还包括进气嘴24、阀座25、连接筒26、转接套27、固定架28和均流罩29；其中，进气嘴24、阀座25、连接筒26、转接套27、固定架28和均流罩29依次连通；可调节油嘴1设置在阀座25内，压力传感器21、控制电路22和电机23设置在转接套27内。可选的，阀座25的内径与静阀瓣11和动阀瓣12贴合。阀座25内设置有固定销251和管锥滚子轴承252；固定销251，用于将静阀瓣11固定在阀座25内；管锥滚子轴承252，用于动阀瓣12在阀座25内相对于静阀瓣11旋转。

可选的，固定销251可以是圆柱销；阀座25和静阀瓣11上设置有圆柱销槽。圆柱销插入阀座25和静阀瓣11上的圆柱销槽将静阀瓣11固定在阀座25内。其中，固定销251的个数可以是2-8个之间的任一数值；例如，固定销251的个数为4个，4个固定销251分布在静阀瓣11的四周，从而将静阀瓣11周向固定在阀座25内。

在一种可能的实现方式中，电机23与可调节油嘴1中的动阀瓣12连接，通过电机23控制动阀瓣12旋转，从而使静阀瓣11与动阀瓣12之间的位置关系发生变化时，进而调节第一扇形气流孔和第二扇形气流孔连通形成的气体通道的大小。可选的，参见图4，该油嘴控制器2还包括螺钉213；转接套27的端面设置有电机23安装孔，螺钉213穿过电机23安装孔将电机23固定在转接套27的中心部位。电机23的动力输出轴穿过转接套27端面的中心孔与动阀瓣12连接。

在一种可能的实现方式中，进气嘴24与阀座25的一端通过螺纹连接。其中，进气嘴24上设置有第一外螺纹，阀座25的一端设置有第一内螺纹；进气嘴24与阀座25通过第一外螺纹和第一内螺纹固定。并且，在进气嘴24与阀座25通过第一外螺纹和第一内螺纹进行固定的过程中，进气嘴24的端面与阀座25内静阀瓣11的端面贴合。

在一种可能的实现方式中，进气嘴24的端面与静阀瓣11的端面之间设置有第一密封圈214。其中，第一密封圈214设置在静阀瓣11的第一扇形气流孔的外侧，通过第一密封圈214能够防止气体从进气嘴24的端面与静阀瓣11的端面之间的缝隙溢出，保证气体顺利流向第一扇形气流孔。

可选的，继续参见图3，静阀瓣11的外径与阀座25的内径之间设置第二密封圈215；动阀瓣12外径与阀座25的内径之间设置第三密封圈216。通过第二密封圈215和第三密封圈216能够防止气体从静阀瓣11与动阀瓣12之间的缝隙溢出，保证气体从第一扇形气流孔顺利流向第二扇形气流孔。

需要说明的一点是，连接筒26，用于连接转接套27和阀座25。在一种可能的实现方式中，阀座25的另一端、连接筒26、转接套27的一端之间通过螺纹依次连接。可选的，连接筒26上设置有第二外螺纹，阀座25的另一端设置有第二内螺纹；阀座25的另一端与连接筒26通过第二外螺纹和第二内螺纹固定。在阀座25的另一端与连接筒26通过第二外螺纹和第二内螺纹进行固定的过程中，连接筒26与阀座25内的管锥滚子轴承252接触，通过连接筒26与阀座25之间的间隙能够固定管锥滚子轴承252的位置。

可选的，继续参见图3，动阀瓣12的一端设置有环形台阶，管锥滚子轴承252的端面与环形台阶接触，可以通过移动管锥滚子轴承252的位置来调节动阀瓣12与静阀瓣11之间松紧装配。也即，在阀座25的另一端与连接筒26通过第二外螺纹和第二内螺纹进行固定的过程中，连接筒26与阀座25内的管锥滚子轴承252接触，向内移动管锥滚子轴承252，使管锥滚子轴承252的端面与环形台阶接触，进而使动阀瓣12与静阀瓣11接触直至固定。

在一种可能的实现方式中，继续参见图3，阀座25的另一端和连接筒26之间设置第四密封圈217，连接筒26与动阀瓣12之间设置第五密封圈218，连接筒26与转接套27的一端之间设置第六密封圈219。通过第四密封圈217、第五密封圈218和第六密封圈219能够防止气体从阀座25、连接筒26、转接套27之间的连接缝隙溢出。

在一种可能的实现方式中，继续参见图3，该油嘴控制器2还包括电气密封筒211和导气筒212；转接套27的另一端的外侧与导气筒212连接，转接套27的另一端的内侧与电气密封筒211连接。压力传感器21、控制电路22和电机23设置在电气密封筒211内。

在本申请实施例中，电气密封筒211用于保护压力传感器21、控制电路22和电机23在压力环境中不受高压环境的危害，提高了压力传感器21、控制电路22和电机23运行的稳定性。

在一种可能的实现方式中，参见图4，导气筒212和电气密封筒211之间设置有环形气流通道。导气筒212与电气密封筒211均为薄壁筒，采用同轴装配。电机23设置在电气密封筒211的中心部位。

可选的，继续参见图3，动阀瓣12与转接套27的一端之间设置第七密封圈220，电气密封筒211的一端与转接套27的另一端的内侧之间设置第八密封圈221；导气筒212的一端与转接套27的另一端的外侧之间设置第九密封圈222。通过第七密封圈220、第八密封圈221和第九密封圈222能够防止气体从动阀瓣12、转接套27、电气密封筒211、导气筒212之间的连接缝隙溢出。需要说明的一点是，第八密封圈221和第九密封圈222的数量可以为多个，多个第八密封圈221和多个第九密封圈222分别构成组合密封圈，从而实现更好的密封效果。

在一种可能的实现方式中，继续参见图3，固定架28的一端分别与电气密封筒211的另一端和导气筒212的另一端连接；固定架28的另一端与均流罩29连接。需要强调的一点是，固定架28的一端为凸形连接头，电气密封筒211的另一端与凸形连接头前侧的窄接头连接，导气筒212的另一端与凸形连接头后侧的宽接头连接，通过凸形连接头完成电气密封筒211和导气筒212的同轴导向；并且，通过凸形连接头能够分别与不同内径的电气密封筒211和导气筒212固定，进而使电气密封筒211和导气筒212之间形成均匀的环形气流通道。

其中，固定架28内设置有环形气流通道，固定架28内的环形气流通道与转接套27内的环形气流通道结构相同。

在本申请实施例中，电气密封筒211和导气筒212基于螺纹连接，同轴度会有偏差，固定架28的作用可以有效保证电气密封筒211和导气筒212的同轴度；并且，通过固定架28的一端的凸形连接头，能够分别与不同内径的电气密封筒211和导气筒212固定，进而使电气密封筒211和导气筒212之间形成均匀的环形气流通道。

在一种可能的实现方式中，继续参见图3，固定架28的一端与电气密封筒211的另一端之间设置第十密封圈223；固定架28的一端与导气筒212的另一端之间设置第十一密封圈224；固定架28的另一端与均流罩29之间设置第十二密封圈225。通过第十密封圈223、第十一密封圈224和第十二密封圈225能够防止气体从固定架28与电气密封筒211、固定架28与导气筒212、固定架28与均流罩29之间的连接缝隙溢出。

需要说明的一点是，第十密封圈223、第十一密封圈224和第十二密封圈225的数量可以为多个，多个第十密封圈223、多个第十一密封圈224和多个第十二密封圈225分别构成组合密封圈，从而实现更好的密封效果。

在一种可能的实现方式中，均流罩29上设置有阵列型均流圆孔，阵列型均流圆孔可实现节流后气体的层流导向。可选的，继续参见图3，均流罩29内设置有封头291，封头291的外侧与电气密封筒211的另一端通过螺纹连接；封头291的外侧与电气密封筒211的另一端之间设置第十三密封圈226；封头291的内侧与压力传感器21通过螺纹连接，封头291的内侧与压力传感器21之间设置第十四密封圈227。

需要说明的一点是，第十三密封圈226数量可以为多个，多个第十三密封圈226分别构成组合密封圈，从而实现更好的密封效果。可选的，第十四密封圈227为密封垫圈，密封垫圈平铺在封头291的内侧与压力传感器21之间，能够防止气体从封头291的内侧与压力传感器21之间的缝隙溢出。

可选的，继续参见图3，油嘴控制器2还包括：电源模组210；电源模组210分别与压力传感器21、控制电路22和电机23连接，用于为压力传感器21、控制电路22和电机23提供电源。可选的，电源模组210为高能锂电池或者高能锂电池组。

在一种可能的实现方式中，参见图5，油嘴控制器2的控制电路22包括：信号调理模块、精密运放模块、解码模块和驱动模块；信号调理模块分别与压力传感器21和精密运放模块连接，精密运放模块与解码模块连接，解码模块与驱动模块连接，驱动模块与电机23连接。

其中，信号调理模块，用于接收压力信号波，对压力信号波进行滤波处理，得到有效信号波，且用于将有效信号波传输至精密运放模块；精密运放模块，用于对有效信号波进行放大，且用于将有效信号波传输至解码模块；解码模块，用于对有效信号波进行解码，得到控制信号，且用于将控制信号传输至驱动模块；驱动模块，用于通过控制信号，驱动电机23运行。

可选的，继续参见图5，该控制电路22还包括：光偶隔离模块。其中，光偶隔离模块设置在解码模块和驱动模块之间，用于将控制信号由数字控制信号转化为模拟控制信号。

可选的，继续参见图5，该控制电路22还包括：保护模块。其中，保护模块分别与解码模块、电源模块和驱动模块连接。保护模块，用于将电源模块输出的电信号反馈至解码模块。解码模块，根据电信号向保护模块发送保护指令。保护模块，根据保护指令，保护驱动模块。

在一种可能的实现方式中，电信号为电压值；当电源模块输出的电压值大于阈值电压时，解码模块向保护模块发送断开电路的保护指令。保护模块接收保护指令，根据保护指令断开电路。保护模块能够防止高电压损坏驱动模块。其中，阈值电压可以是12V-50V之间的任一数值，例如30V、40V，50V等。

在另一种可能的实现方式中，电信号为电流值；当电源模块输出的电流值大于阈值电流时，解码模块向保护模块发送断开电路的保护指令。保护模块接收保护指令，根据保护指令断开电路。保护模块能够防止高电流损坏驱动模块。其中，阈值电流可以是0.5A-5A之间的任一数值，例如1A、2A，3A等。

在本申请实施例中，通过保护模块能够防止电源模块输出的异常电信号损坏驱动模块，提高了控制电路的稳定性。

图6是本申请提供的一种井下节流器的控制方法流程图。参见图6，该方法包括：

601、井下控制系统获取气井的预设产量，根据预设产量，确定压力调节信息。

气井的预设产量为满足生产所需要的产量。相应的，井下控制系统获取气井的预设产量的步骤为：井下控制系统根据当前的生产需要，确定满足当前的生产需要所对应的第一产量，将第一产量作为气井的预设产量。

在本步骤中，压力调节信息包括预设压力值和预设压力值保持的第一预设时长。

在一种可能的实现方式中，井下控制系统内存储有预设产量与压力调节信息之间的关系。相应的，井下控制系统根据预设产量，确定压力调节信息的步骤为：井下控制系统根据预设产量，从已存储的预设产量与压力调节信息之间的关系中，确定预设压力值和预设压力值保持的第一预设时长。

在另一种可能的实现方式中，井下控制系统内存储有产量的变化量与压力调节信息之间的关系。相应的，井下控制系统根据预设产量，确定压力调节信息的步骤为：井下控制系统根据预设产量，确定预设产量和当前产量的差值，得到产量的变化量；根据产量的变化量，从已存储的产量的变化量与压力调节信息之间的关系中，确定预设压力值和预设压力值保持的第一预设时长。

其中，产量的变化量为预设产量和当前产量的差值，产量的变化量为正值或者负值。当产量的变化量为正值时，表示预设产量大于当前产量，当产量的变化量为时，表示预设产量小于当前产量。

602、井下控制系统根据预设压力值和预设压力值保持的第一预设时长，产生压力信号波。

在一种可能的实现方式中，本步骤为：井下控制系统根据预设压力值，通过控制信号产生装置将地面井口阀门的压力调节为预设压力值；根据预设压力值保持的第一预设时长，将地面井口阀门的预设压力保持第一预设时长；将保持第一预设时长的预设压力值作为压力信号波。

可选的，预设压力值为多个，每个预设压力值对应一个第一预设时长。第一预设时长可以是1min-15min之间的任一数值；例如，5min、8min、10min等。

可选的，多个第一预设时长相同。例如，预设压力值为5MPa、4MPa、3MPa；第一预设时长为5min、5min、5min；压力信号波为5MPa保持5min、4MPa保持5min、3MPa保持5min。

603、井下控制系统对压力信号波进行解码，得到控制信号。

在一种可能的实现方式中，井下控制系统内存储有压力信号波与控制信号之间的对应关系。相应的，本步骤为：井下控制系统通过油嘴控制器接收压力信号波，根据压力信号波，从已存储的压力信号波与控制信号之间的对应关系中，确定压力信号波对应的控制信号。其中，控制信号包括旋转方向信息、旋转角度信息和转速信息中一个或多个。

可选的，控制信号包括旋转方向信息、旋转角度信息和转速信息。压力信号波中的一组压力值的数量为3个，三个压力值分别对应旋转方向、旋转角度和转速。

在一种可能的实现方式中，第一个压力值对应旋转方向，第二个压力值对应旋转角度，第三个压力值对应转速。例如，压力信号波与控制信号之间的对应关系为：5MPa保持5min、4MPa保持5min、3MPa保持5min对应顺时针旋转4度，转速为3度/min。

604、井下控制系统根据控制信号，调节井下节流器的可调节油嘴的气体通道大小。

在本步骤中，井下控制系统为油嘴控制器。可选的，控制信号包括可调节油嘴的旋转方向信息和旋转角度信息；相应的，本步骤为：油嘴控制器根据控制信号，产生驱动指令；驱动指令携带可调节油嘴的旋转方向信息和旋转角度信息；油嘴控制器向电机发送驱动指令。电机接收驱动指令，根据旋转方向信息和旋转角度信息，调节可调节油嘴的气体通道大小。

在另一种可能的实现方式中，控制信号包括可调节油嘴的旋转方向信息、旋转角度信息和转速信息；相应的，本步骤为：油嘴控制器根据控制信号，产生驱动指令；驱动指令携带旋转方向信息、旋转角度信息和转速信息。油嘴控制器向电机发送驱动指令。电机接收驱动指令，根据驱动指令中携带的旋转方向信息、旋转角度信息和转速信息，调节可调节油嘴的气体通道的大小。

图7是本申请提供的另一种井下节流器的控制方法流程图。在本申请实施例中，以通过调节可调节油嘴的气体通道来调节气井产量为例进行说明。参见图7，该方法包括：

701、井下控制系统获取气井的预设产量，根据预设产量，确定压力调节信息。

步骤701与步骤601相同，在此不再进行赘述。

702、井下控制系统根据预设压力值和预设压力值保持的第一预设时长，产生压力信号波。

步骤702与步骤602相同，在此不再进行赘述。

703、井下控制系统对压力信号波进行解码，得到控制信号。

步骤703与步骤603相同，在此不再进行赘述。

704、井下控制系统根据控制信号，调节井下节流器的可调节油嘴的气体通道大小。

步骤704与步骤604相同，在此不再进行赘述。

705、井下控制系统确定气井产量。

在一种可能的实现方式中，井下节流器还包括温度压力传感器，温度压力传感器设置在井筒内，用于检测井筒内的温度值和压力值。井下控制系统内存储有温度值、压力值与气井产量三者之间的对应关系。相应的，本步骤为：井下控制系统获取井筒内的温度值和压力值，根据井筒内的温度值和压力值，从已存储的温度值、压力值与气井产量三者之间的对应关系中，确定气井产量。

需要说明的一点是，井下控制系统根据气井产量和预设产量，确定调产是否成功。如果调产不成功，则继续执行步骤701；如果调产成功，则终止。在一种可能的实现方式中，井下控制系统响应于气井产量和预设产量的差值小于预设产量，确定调产成功。在本申请实施例中，对预设产量的数值不作具体限定，可以根据需要进行设置并更改。

在本申请实施例中，井下控制系统根据气井产量和预设产量，对调产是否成功进行检验，从而实现了整个调产过程的闭环控制，保证了井下节流器调产的准确性和可靠性。

本申请实施例提供了一种压力信号波无线控制井下节流器，由于该井下节流器能够通过控制信号产生装置产生压力信号波，通过油嘴控制器接收和解码压力信号波，得到控制信号，进而通过控制信号直接调节可调节油嘴的气体通道的大小，所以在调整气井产量时，不用通过关井和采取绳索作业来更换不同尺寸的油嘴，这样就省去了更换油嘴的作业时间，提高了调整气井产量的作业效率。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种井下节流器，其特征在于，所述井下节流器包括：可调节油嘴、油嘴控制器、密封装置、锚定装置、丢手解封装置和控制信号产生装置；

所述可调节油嘴、所述油嘴控制器、所述密封装置、所述锚定装置和所述丢手解封装置设置在井筒内，所述可调节油嘴、所述油嘴控制器、所述密封装置、所述锚定装置和所述丢手解封装置内均设置气体通道，通过所述气体通道依次连通，所述控制信号产生装置设置在所述井筒的地面井口位置，通过所述井筒与所述气体通道连通；

所述丢手解封装置的一端与绳索坐封工具连接，在通过所述绳索坐封工具到达所述井筒内的预设节流位置时，用于与所述绳索坐封工具分离；

所述锚定装置，用于在所述丢手解封装置与所述绳索坐封工具分离时，在所述井筒内的预设节流位置与所述井筒固定；

所述密封装置设置在所述井筒内的预设节流位置与所述井筒的内壁贴合，用于密封所述密封装置的外壁与所述井筒的内壁之间的缝隙，使所述井筒内的气体流经所述气体通道；

所述控制信号产生装置，用于通过调节所述气体通道内气体的压力来产生压力信号波；

所述油嘴控制器，用于通过检测所述气体通道内气体的压力来接收所述压力信号波，且用于对所述压力信号波进行解码，得到控制信号，通过所述控制信号，调节所述可调节油嘴的气体通道的大小；

其中，所述控制信号产生装置包括地面井口阀门和压力控制器，所述地面井口阀门通过所述井筒与所述气体通道连通，所述压力控制器与所述地面井口阀门连接；

所述压力控制器，用于调节所述地面井口阀门的开度；

所述地面井口阀门，用于调节所述气体通道内气体的压力产生压力信号波；

所述油嘴控制器包括：压力传感器、控制电路和电机；

所述压力传感器与所述控制信号产生装置之间通过所述井筒、所述丢手解封装置、所述锚定装置和所述密封装置连通，所述电机与所述可调节油嘴连接，所述控制电路分别与所述压力传感器和所述电机连接；

所述压力传感器，用于接收所述压力信号波，且用于将所述压力信号波传输至所述控制电路；

所述控制电路，用于对所述压力信号波进行解码，得到控制信号，且用于通过所述控制信号控制所述电机，通过所述电机调节所述可调节油嘴的气体通道的大小。

2.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述可调节油嘴包括静阀瓣和动阀瓣；

所述静阀瓣与所述动阀瓣贴合，所述静阀瓣上设置第一扇形气流孔，所述动阀瓣上设置第二扇形气流孔，所述第一扇形气流孔与所述第二扇形气流孔连通形成所述可调节油嘴的气体通道；

所述油嘴控制器与所述动阀瓣连接，用于通过所述控制信号，调节所述静阀瓣与所述动阀瓣之间的位置关系，通过调节所述静阀瓣与所述动阀瓣之间的位置关系来调节所述可调节油嘴的气体通道的大小。

3.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述控制电路包括：信号调理模块、精密运放模块、解码模块和驱动模块；

所述信号调理模块分别与所述压力传感器和所述精密运放模块连接，所述精密运放模块与所述解码模块连接，所述解码模块与所述驱动模块连接，所述驱动模块与所述电机连接；

所述信号调理模块，用于接收所述压力信号波，对所述压力信号波进行滤波处理，得到有效信号波，且用于将所述有效信号波传输至所述精密运放模块；

所述精密运放模块，用于对所述有效信号波进行放大，且用于将放大后的所述有效信号波传输至所述解码模块；

所述解码模块，用于对放大后的所述有效信号波进行解码，得到控制信号，且用于将所述控制信号传输至所述驱动模块；

所述驱动模块，用于通过所述控制信号，驱动所述电机运行。

4.根据权利要求3所述的井下节流器，其特征在于，所述控制电路还包括：光偶隔离模块；

所述光偶隔离模块设置在所述解码模块与所述驱动模块之间，用于将所述解码模块输出的控制信号由数字控制信号转化为模拟控制信号，且用于将所述模拟控制信号传输至所述驱动模块。

5.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述油嘴控制器还包括：电源模组；

所述电源模组分别与所述压力传感器、所述控制电路和所述电机连接，用于为所述压力传感器、所述控制电路和所述电机提供电源。

6.根据权利要求5所述的井下节流器，其特征在于，所述控制电路还包括：保护模块；

所述保护模块分别与解码模块、电源模块和驱动模块连接；所述保护模块，用于将所述电源模块输出的电信号反馈至所述解码模块；所述解码模块，根据所述电信号向所述保护模块发送保护指令；所述保护模块，根据所述保护指令，保护所述驱动模块。

7.一种井下节流器控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的井下节流器，所述方法包括：

确定气井的预设产量；

根据所述预设产量，确定压力调节信息，所述压力调节信息包括预设压力值和所述预设压力值保持的第一预设时长；

根据所述预设压力值和所述预设压力值保持的第一预设时长，产生压力信号波；

对所述压力信号波进行解码，得到控制信号；

根据所述控制信号，调节井下节流器的可调节油嘴的气体通道大小。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制信号，调节井下节流器的可调节油嘴的气体通道大小，包括：

根据所述控制信号，确定所述可调节油嘴的旋转方向信息和旋转角度信息；

根据所述旋转方向信息和所述旋转角度信息，调节所述可调节油嘴的气体通道大小。

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