CN113124186A - 一种用于解堵的脉冲注入装置及解堵系统 - Google Patents

一种用于解堵的脉冲注入装置及解堵系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于解堵的脉冲注入装置及解堵系统，该脉冲注入装置设置在井口，包括可开关的阀体和动力组件，阀体包括阀座和阀芯，阀座内设有过流通道，阀芯设置为插入阀座内以封闭过流通道，过流通道两端的进液口和出液口设置为分别连接管线；动力组件与阀座固定，且动力组件的输出端与阀芯连接，用以带动阀芯插入或抽出过流通道。该解堵系统包括可下入井下的管线、脉冲注入装置，以及控制器，脉冲注入装置设置在井口且阀座与管线连通，以注入化学解堵剂，控制器设置为与电磁阀电连接。本发明涉及石油开发领域，提供了一种用于解堵的脉冲注入装置及解堵系统，可避免单纯化学解堵过程多轮次减弱解堵效果的现象，进一步拉动解堵工艺技术的需求。

Description

一种用于解堵的脉冲注入装置及解堵系统
技术领域
本发明涉及石油开发领域，更具体地，涉及一种用于解堵的脉冲注入装置及解堵系统。
背景技术
注水力脉冲技术，又名低频谐振波注入技术、低频水力振荡注入技术、压力脉冲技术等，在上个世纪60年代已开始研究并应用于现场，取得了明显的增产效果。
目前，应用于水力脉冲解堵技术的井下工具根据脉冲激发原理的不同可分为有动件工具及无动件工具，而不管是有动件工具还是无动件工具都只能安装在井下，这也带来了难以维护修理的问题。其中，有动件工具依靠水动力推动或压缩工具内部动件可周期性开启射流孔道形成脉冲，该类工具原理简单、制作方便，但由于存在动件导致工具存在寿命限制，井下安装给更换带来困难。而无动件工具可依靠工具中谐振腔激发声场而形成脉冲，该类工具具有使用寿命长的优点，但在谐振腔的设计方面精确度的要求苛刻，制作复杂，成本也相对较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于解堵的脉冲注入装置，设置在井口，包括可开关的阀体和动力组件，所述阀体包括阀座和阀芯，所述阀座内设有过流通道，所述阀芯设置为插入所述阀座内以封闭所述过流通道，所述过流通道两端的进液口和出液口设置为分别连接管线；
所述动力组件与所述阀座固定，且所述动力组件的输出端与所述阀芯连接，用以带动所述阀芯插入或抽出所述过流通道。
一种可能的设计，所述阀座通过连管组件与所述动力组件相接，所述连管组件内设有贯通的安装腔，所述动力组件的输出轴伸入所述安装腔内且与所述阀芯相接。
一种可能的设计，所述输出轴通过连接杆连接所述阀芯，所述连接杆与安装腔的腔壁之间设有堵头，用以阻挡流体流向所述动力组件。
一种可能的设计，所述连管组件包括相接的连接管和套筒，所述连接管与动力组件相接，所述套筒与所述阀座相接，所述安装腔的腔壁在所述连接管和套筒相接处设有阶梯面，所述堵头背向所述阀座的端面与所述阶梯面相抵，用以限位所述堵头。
一种可能的设计，所述堵头设置为槽状，所述堵头的侧壁设有突出的凸起，所述凸起在堵头的周向围成环形，所述套筒的内壁设有凹陷的凹槽，所述凹槽设置在靠近所述连接管的一端，所述凸起插入所述凹槽。
一种可能的设计，所述堵头与所述连接杆之间设有第一密封圈，所述连接杆设置为与所述第一密封圈滑动密封；所述凸起的顶部与所述凹槽的槽底之间设有第二密封圈。
一种可能的设计，所述动力组件设置为气缸，所述气缸设有控制输出轴往复运动的电磁阀，所述气缸固定在固定座上，所述固定座与所述连接管相接。
一种可能的设计，所述连接杆的一端通过接头与所述输出轴连接，另一端与所述阀芯可拆连接。
一种可能的设计，所述阀芯设有T型槽，所述连接杆的一端设有T型突起，所述T型突起插入所述T型槽，形成扣合。
一种可能的设计，所述阀座设有用以阀芯抽出的侧向孔，所述侧向孔与所述过流通道连通，所述套筒对应所述侧向孔焊接在所述阀座上，所述套筒与所述连接管通过法兰连接。
一种可能的设计，所述阀座通过壬由短接与管线连接，所述壬由短接在与管线连接一端设有由壬垫。
本发明实施例提供了一种解堵系统，包括可下入井下的管线，还包括上述的用于解堵的脉冲注入装置，以及控制器，所述脉冲注入装置设置在井口且所述阀座与管线连通，以注入化学解堵剂，所述控制器设置为与所述电磁阀电连接，用以控制所述阀体周期性开闭而使化学解堵剂形成脉冲。
本发明实施例的脉冲注入装置使注入过程由恒压注入向脉动注入转变，并将其与化学解堵工艺结合而形成复合解堵技术，避免单纯化学解堵过程多轮次减弱解堵效果的现象，进一步拉动解堵工艺技术的需求。
本发明实施例的脉冲注入装置设置在井口，方便后期维护，其结构简单可靠，维护成本也相对低廉。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为根据本发明的一实施例的脉冲注入装置示意图；
图2为图1中的阀座示意图；
图3为图1中的阀芯示意图；
图4为图1中的连接杆示意图；
图5为图1中的A处局部放大示意图；
图6为图1中的B处局部放大示意图。
附图标记：100-阀体、101-阀座、102-阀芯、103-过流通道、104-侧向孔、105-T型槽、200-连管组件、201-连接管、202-套筒、203-第一法兰、204-第二法兰、205-第一紧固件、206-安装腔、207-第三法兰、208-第二紧固件、209-凹槽、210-阶梯面、300-动力组件、301-输出轴、400-连接杆、401-T型突起、402-连接头、500-接头、600-堵头、601-凸起、602-凸块、603-第二密封圈、604-第一密封圈、700-壬由短接、701-壬由垫、702-安装槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
目前，化学解堵，尤其是酸化解堵工艺，已成为海上油田常规的单井增产增注措施。针对地层及井筒不同的堵塞类型造成的污染问题，针对性的化学解堵体系会加以解决。但是，随着单井化学解堵措施的轮次增加，以及地层非均质性的影响，化学解堵技术的措施效果随着实施轮次的增加而有所减弱。同时，由于地层污染情况复杂，还存在挤注困难的现象。
请参阅图1至图6的本发明实施例的脉冲注入装置及解堵系统。如图1所示，该脉冲注入装置可设置在井口，包括可开关的阀体100和动力组件300，该阀体100包括阀座101和阀芯102，该阀座101内设有过流通道103，阀芯102设置为插入阀座101内以封闭过流通道103，处于该过流通道103两端的进液口和出液口设置为分别连接管线。该动力组件300与阀座101固定，且动力组件300的输出端与阀芯102连接，可带动阀芯102插入或抽出过流通道103而使得管线内的流体形成脉冲注入。由此，该脉冲注入装置使的注入过程由恒压注入向脉动注入转变，并可将其与化学解堵工艺结合而形成复合解堵技术，避免单纯化学解堵过程多轮次减弱解堵效果的现象，进一步拉动解堵工艺技术的需求。
又如图1所示，上述动力组件300采用气缸，具体为双控气缸，该气缸固定在固定座302上，该气缸的输出轴301作为动力组件300的输出端，该气缸设有控制输出轴301往复运动的电磁阀，该固定座302通过连管组件200固定在上述阀座101上，而输出轴301则连接上述阀芯102。该电磁阀采用二位五通电磁阀，具有电磁阀底座、单阀座(侧面接口，符合VDMA24345标准)、H80系列防爆电磁铁、稳压电源，通过气动管线分别与气源和气缸内的腔体连通。
如图1至图4所示，上述阀座101设有贯通的过流通道103，而阀座101上还设有侧向孔104，该侧向孔104与过流通道103连通且相垂直。上述阀座101通过连接杆400连接输出轴301，连接杆400的一端与阀芯102卡扣连接，另一端通过接头500与输出轴301连接。其中，该阀芯103面向气缸一端设有倒置T型的T型槽105，而连接杆400的一端设有对应呈T型的T型突起401，该T型突起401插入T型槽105，两者扣合，无法在输出轴运动方向上脱开，形成可拆连接，但不限于此，例如该阀芯103也可与连接杆400螺纹连接；该连接杆400的另一端设有连接头402，该连接头402加工有外螺纹，该连接头402与接头500螺纹连接，而接头500有安装在输出轴301上。
又如图1和图5所示，该连管组件内形成贯通的安装腔206，上述输出轴301和连接杆400处于安装腔206内，该安装腔206为传动的输出轴301和连接杆400提供了稳定活动空间，避免外界影响。上述连管组件200包括相接的连接管201和套筒202，其中，连接管201和套筒202都为管状，该连接管201的两端分别设有第一法兰203和第三法兰207，可分别与套筒202和固定座302形成法兰连接；该固定座302对应第三法兰207设有连接孔，通过第二紧固件208与第三法兰207连接，且将气缸夹持在固定座302上；上述套筒202的一端对应侧向孔104焊接在阀座101上，另一端设有第二法兰204，以通过第一紧固件205与第一法兰203连接。同时，该连接管201的内径小于套筒202的内径，使得安装腔206的腔壁在连接管201和套筒202的相接处形成阶梯面210。
另外，又如图1和图5所示，在连接杆400与安装腔206的腔壁之间设有堵头600，该堵头600可阻挡流体由过流通道103流向动力组件。该堵头600为凹槽状，其开口面向阀座101，该堵头600上设有用以连接杆400贯通的通孔，而且连接杆400与堵头600形成滑动密封，使得流体无法从堵头600与连接杆400之间流出。为了定位堵头600，该堵头600背向阀座101的端面的边缘处可与阶梯面210相抵，同时，该堵头600的侧壁设有突出的凸起601，该凸起601在堵头600的周向围成环形，相对应地，该套筒202的内壁设有凹陷的凹槽209，该凹槽209处于靠近连接管201的一端，该凸起601插入所凹槽209，由此，该堵头600在安装腔延伸方向相对固定。为了保证密封，该堵头600与连接杆400之间设有第一密封圈604，堵头600的通孔内上设有第一密封槽，该第一密封圈604处于第一密封槽内，该连接杆400与第一密封圈604滑动密封；上述凸起601的顶部与凹槽209的槽底之间设有第二密封圈603，该凸起601设有第二密封槽，该第一密封圈604处于第一密封槽内。另外，该堵头600背向阀座101的端面还设有突出的圆环状的凸块602，该气缸驱动阀芯102封堵过流通道103就位时，该接头500与凸块602相抵。
又如图1和图6所示，上述阀座101在两端设有壬由短接700，以与管线连接，该壬由短接700在与管线连接一端设有安装槽702，该安装槽702内设有由壬垫701。
在一些示例性实施例中，解堵系统包括可下入井下的管线，还包括上述的用于解堵的脉冲注入装置，以及控制器，该脉冲注入装置设置在井口且阀座通过壬由短接700与管线连通，以注入化学解堵剂，而控制器设置为与电磁阀电连接，以控制阀体100周期性开闭而使化学解堵剂形成脉冲。而且，脉冲注入装置设置在井口，方便后期维护，其结构简单可靠，维护成本也相对低廉。
在需要解堵时，应用上述的解堵系统，可利用脉冲注入装置将化学解堵液以脉冲形式注入管线，在实现化学解堵的同时，也可利用脉冲形式的流体实现机械振动解堵的目的，由此，形成了一种复合解堵方法，其可更好地发挥化学解堵技术的优势并提升其作用效果。
结合上述实施例，本发明实施例的脉冲注入装置使注入过程由恒压注入向脉动注入转变，并将其与化学解堵工艺结合而形成复合解堵技术，避免单纯化学解堵过程多轮次减弱解堵效果的现象，进一步拉动解堵工艺技术的需求。本发明实施例的脉冲注入装置设置在井口，方便后期维护，其结构简单可靠，维护成本也相对低廉。
在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位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和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、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。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (12)

1.一种用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，设置在井口，包括可开关的阀体和动力组件，所述阀体包括阀座和阀芯，所述阀座内设有过流通道，所述阀芯设置为插入所述阀座内以封闭所述过流通道，所述过流通道两端的进液口和出液口设置为分别连接管线；
所述动力组件与所述阀座固定，且所述动力组件的输出端与所述阀芯连接，用以带动所述阀芯插入或抽出所述过流通道。
2.根据权利要求1所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述阀座通过连管组件与所述动力组件相接，所述连管组件内设有贯通的安装腔，所述动力组件的输出轴伸入所述安装腔内且与所述阀芯相接。
3.根据权利要求2所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述输出轴通过连接杆连接所述阀芯，所述连接杆与安装腔的腔壁之间设有堵头，用以阻挡流体流向所述动力组件。
4.根据权利要求3所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述连管组件包括相接的连接管和套筒，所述连接管与动力组件相接，所述套筒与所述阀座相接，所述安装腔的腔壁在所述连接管和套筒相接处设有阶梯面，所述堵头背向所述阀座的端面与所述阶梯面相抵，用以限位所述堵头。
5.根据权利要求4所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述堵头设置为槽状，所述堵头的侧壁设有突出的凸起，所述凸起在堵头的周向围成环形，所述套筒的内壁设有凹陷的凹槽，所述凹槽设置在靠近所述连接管的一端，所述凸起插入所述凹槽。
6.根据权利要求5所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述堵头与所述连接杆之间设有第一密封圈，所述连接杆设置为与所述第一密封圈滑动密封；所述凸起的顶部与所述凹槽的槽底之间设有第二密封圈。
7.根据权利要求4所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述动力组件设置为气缸，所述气缸设有控制输出轴往复运动的电磁阀，所述气缸固定在固定座上，所述固定座与所述连接管相接。
8.根据权利要求3所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述连接杆的一端通过接头与所述输出轴连接，另一端与所述阀芯可拆连接。
9.根据权利要求8所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述阀芯设有T型槽，所述连接杆的一端设有T型突起，所述T型突起插入所述T型槽，形成扣合。
10.根据权利要求4所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述阀座设有用以阀芯抽出的侧向孔，所述侧向孔与所述过流通道连通，所述套筒对应所述侧向孔焊接在所述阀座上，所述套筒与所述连接管通过法兰连接。
11.根据权利要求1-10任一所述的用于解堵的脉冲注入装置，其特征在于，所述阀座通过壬由短接与管线连接，所述壬由短接在与管线连接一端设有由壬垫。
12.一种解堵系统，包括可下入井下的管线，其特征在于，还包括如权利要求7所述的用于解堵的脉冲注入装置，以及控制器，所述脉冲注入装置设置在井口且所述阀座与管线连通，以注入化学解堵剂，所述控制器设置为与所述电磁阀电连接，用以控制所述阀体周期性开关而使化学解堵剂形成脉冲。
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