CN115874994B - 一种采气用油嘴组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采气用油嘴组合装置，属于油气开采设备技术领域，本装置包括油嘴、堵头、油嘴套、转轴、第一筒体、第二筒体；油嘴套内壁设有第一凸台，第一凸台的中部为第一通孔，油嘴外周侧面设有第二凸台，用于与第一凸台压紧后密封第一通孔；堵头上设有阶梯孔，转轴包括外壁螺纹旋向相反的第一轴段和第二轴段以及一端穿过填料环和阶梯孔的第三轴段；第一筒体和第二筒体的外壁均与油嘴套内壁键槽滑动连接、内壁则分别与第一轴段、第二轴段螺纹连接，正向旋转转轴时，第一筒体、第二筒体推动填料、油嘴反向移动密封第一通孔和油嘴上的阶梯孔。本装置更换操作简单，能够节约更换操作的作业时间，同时能够对安转部位进行在线堵漏。

Description

一种采气用油嘴组合装置

技术领域

本发明涉及油气开采设备技术领域，具体为一种采气用油嘴组合装置。

背景技术

油嘴是自喷油气井开采时常用的井口附件，用于控制油气井的生产压差、控制产量，防止油气井出砂影响最终采出率。对于采气井而言，气体流速快，尤其是在具有节流作用的油嘴出气口位置，该处速度更快，气体中夹带的杂质往往对出气口进行强烈摩擦导致油嘴刺大降低其节流能力，因此，采气过程中会涉及到更换油嘴的操作。

目前为了便于更换油嘴，通常设置一个T型三通管作为油嘴套，如图1所示，油嘴套包括三个开口端，其中，两个相对设置的开口端分别与堵头和生产管柱连接，另一个开口端与外输管柱连通，油嘴套中设置环形凸台，油嘴与环形凸台螺纹密封连接，从而确保采出的天然气必须经过油嘴节流。更换油嘴时，先关闭生产管柱、外输管柱上的阀门将油嘴套隔离，然后对油嘴套内泄压（泄压阀图中未示出）、拆卸堵头、使用套筒扳手旋转油嘴使其与环形凸台脱离、使用套筒扳手将新的油嘴螺纹连接到环形凸台上，最后安装堵头，这些操作中存在几个比较耗时的环节，比如拆卸油嘴时将套筒扳手套在位于管道内的油嘴上的过程，再比如安装油嘴时将油嘴与位于管道内的环形凸台的通孔完全对中的过程，由于这些操作都在管道内部深处，视野受限，需要反复尝试，耗费时间。

发明内容

为解决上述问题中的至少一个问题，节约更换油嘴的时间，本发明提供了一种采气用油嘴组合装置。

本发明的具体方案如下：一种采气用油嘴组合装置，包括油嘴、堵头、三通型的油嘴套、填料环、转轴、第一筒体、第二筒体和驱动结构；油嘴套内壁设有环状的第一凸台，第一凸台的中部为第一通孔，油嘴的一端穿过第一通孔，堵头以可拆卸的方式与油嘴套的一个水平开口端连接，油嘴外周侧面设有环状的第二凸台，第二凸台的尺寸大于第一通孔从而在压紧第一凸台后能够密封第一通孔；堵头上设有贯穿本体的阶梯孔；转轴包括同轴连接的第一轴段、第二轴段和第三轴段，第二轴段位于第一轴段和第三轴段之间，第一轴段和第二轴段的外壁设有螺纹旋向相反的螺纹，第三轴段外壁光滑且其一端穿过填料环和阶梯孔；第一筒体用于带动第二凸台沿第一凸台中心线移动，且移动过程中存在一位置使得第二凸台压紧第一凸台；第一筒体的一端与油嘴以可拆方式连接且连接后油嘴内部与第一筒体外部连通，第一筒体的内壁与第一轴段螺纹连接、外壁则与油嘴套内壁键槽滑动连接；第二筒体用于将填料环压紧在阶梯孔中以密封堵头与第三轴段之间的空隙，第二筒体的内壁与第二轴段螺纹连接、外壁则与油嘴套内壁键槽滑动连接，第二筒体的一端正对填料环；驱动结构用于带动转轴转动。

作为本发明的一种具体实施方式，所述第一通孔为喇叭口形，从第一凸台到堵头的方向上第一通孔的内径逐渐增大，这便于油嘴更容易插入第一通孔中。

本发明中，第一筒体与油嘴的连接方式有很多，比如螺纹连接、比如销钉连接，要实现连接后油嘴内的流体与第一筒体外部连通的方式有很多，比如在第一筒体上开设贯穿孔。作为一种具体的实施方式，所述第一筒体一端经多条连接杆连接第一环形件，第一环形件的内径小于第二凸台的外径，第一环形件同轴套设在油嘴外壁且经销钉与油嘴固定连接。

作为本发明的一种具体实施方式，所述油嘴套中设置有至少两条沿第一凸台中心线延伸的滑槽，所述至少两条沿第一凸台中心线延伸的滑槽沿圆周阵列布置，所述第一筒体、第二筒体外壁设有与滑槽对应的键。

作为本发明的一种具体实施方式，所述驱动结构为直杆，所述第三轴段位于油嘴套外的一端设有沿第三轴段径向延伸的第二通孔，所述直杆的一端插入第二通孔中。

进一步，所述直杆与堵头之间设有推力轴承，第三轴段穿过推力轴承的中空部位。

进一步，所述填料环采用石墨材质制成。

与现有技术相比，具有以下优点：

（1）油嘴与第一筒体、第二筒体、转轴连接为一体，第一筒体、第二筒体与筒体内壁键槽滑动连接，使用时，只需在油嘴套管口位置时将第一筒体、第二筒体与油嘴套内壁键槽连接好即可确保后期油嘴与第一凸台完全对中，能够一次成功、减少了试错的时间。

（2）转轴中第一轴段、第二轴段外壁螺纹旋向相反，转轴每转动一圈即可推动油嘴沿第一凸台中心线移动两圈螺纹的距离，能够降低旋转转轴的时间。

（3）油嘴使用过程中受流体冲击松动后流体会从第一通孔与油嘴之间的空隙中泄露，现有组合装置中只能停止生产、拆卸堵头后再次紧固，本发明的油嘴组合装置可以实现在线作业，只需旋转转轴即可推动油嘴的第二凸台进一步压紧油嘴套的第一凸台实现密封。

附图说明

图1是现有技术中油嘴组合装置的工作状态示意图；

图2是本发明实施例1中油嘴组合装置整体结构的剖视图；

图3是本发明实施例1中油嘴套的侧视图；

图4是本发明实施例1中油嘴套的剖视图；

图5是本发明实施例1中油嘴的结构示意图；

图6是本发明实施例1中堵头的剖视图；

图7是本发明实施例1中转轴与第一筒体第二筒体的整体结构示意；

图8是本发明实施例1中转轴的结构示意图；

图9是本发明实施例1中第一筒体的立体图；

图10是本发明实施例1中第一筒体与油嘴组合结构的剖视图；

图11是本发明实施例1中第二筒体的立体图；

图12是本发明实施例1中第二筒体的剖视图；

图中，油嘴1、堵头2、油嘴套3、填料环4、转轴5、第一筒体6、第二筒体7、驱动结构8、推力轴承9、封闭端11、开口端12、第二凸台13、出气口14、第一开口端31、第二开口端32、第三开口端33、第一凸台34、滑槽35、阶梯孔41、第一轴段51、第二轴段52、第三轴段53、限位键61、连接杆62、第一环形件63、销钉64、生产管柱101、外输管柱102、阀103、环形凸台104、第一通孔341。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

请参考图2，本采气用油嘴组合装置包括油嘴1、堵头2、油嘴套3、填料环4、转轴5、第一筒体6、第二筒体7、驱动结构8和推力轴承9。

请结合图3和图4，油嘴套3为T形三通，第包括从左到右一次设置的三个开口端，分别为：第一开口端31、第二开口端32、第三开口端33，其中，第一开口端31和第三开口端33相对设置，使用时，第一开口端31与生产管柱101连通，用于将地层产出的天然气引入油嘴组合装置中，第二开口端32与外输管柱102连接，用于将油嘴1降压后的天然气输送至下游，堵头2与第三开口端33螺纹连接，拆卸堵头2后即可更换油嘴套3中的油嘴1。油嘴套3内壁设有环状的第一凸台34，第一凸台34位于第一开口端31、第二开口端32之间，第一凸台34的中部为第一通孔341，用于安装油嘴1。油嘴套3内壁位于第一凸台34与第三开口端33之间设置有两条沿第一通孔341中心线延伸的滑槽35，两条滑槽35对称设置，用于与第一筒体6、第二筒体7键槽滑动连接，从而限定第一筒体6、第二筒体7沿第一通孔341中心线移动。

请结合图5，油嘴1为管状结构，其一端封闭称为封闭端11、另一端开口称为开口端12，油嘴1外周侧面的中部设有沿其本体径向向外延伸的环状的第二凸台13，油嘴1上位于封闭端11、第二凸台13之间的管壁上设有贯穿本体的通孔，称为出气口14；第二凸台13的尺寸大于第一通孔341的尺寸，因而当油嘴1的封闭端11穿过第一通孔341且第二凸台13压紧第一凸台341后能够密封第一通孔341，使得采出的天然气必须经过出气口14节流。

请结合图6，堵头4的横截面为圆形，堵头4包括螺纹连接段，用于与第三开口端33螺纹连接，堵头4的底面设有贯穿本体的阶梯孔41，用于容纳填料环4，填料环4采用石墨材料制成，具有良好的密封作用，填料环4与阶梯孔41同轴布置且填料环4的底面压紧阶梯孔41的台阶。

请结合图7和图8，转轴5整体沿第一通孔341的中心线布置，其包括同轴连接的第一轴段51、第二轴段52和第三轴段53，第二轴段52位于第一轴段51和第三轴段53之间，第一轴段51和第二轴段52的外壁设有螺纹旋向相反的螺纹，第三轴段53外壁光滑且其一端穿过填料环4和阶梯孔41。

请结合图9和图10，第一筒体6用于带动油嘴1沿第一通孔341的中心线移动，移动过程中当第二凸台13压紧第一凸台341时则完成油嘴1安装。具体而言，第一筒体6的内壁设有螺纹，用于与第一轴段51螺纹连接，第一筒体6的外壁设有两条径向向外延伸的限位键61，两条限位键61与油嘴套3内的两条滑槽35配合实现键槽连接，从而使得旋转转轴5时第一筒体6沿第一通孔341中心线移动。第一筒体6的一端经四条连接杆62连接第一环形件63，第一环形件63的内径小于第二凸台13的外径，第一环形件63同轴套设在油嘴1开口端12的外壁且经销钉64与油嘴1固定连接。

请结合图11和图12，第二筒体7用于将填料环4压紧在阶梯孔41中以密封堵头2与第三轴段53之间的空隙。具体而言，第二筒体7的内壁设有螺纹，用于与第二轴段52螺纹连接，第二筒体7的外壁设有两条径向向外延伸的限位键61，两条限位键61与油嘴套3内的两条滑槽35配合实现键槽连接，从而使得旋转转轴5时第二筒体7沿第一通孔341中心线移动，第二筒体1的一端正对填料环4，当第二筒体1沿第一通孔341中心线沿堵头2方向移动时能够挤压填料环4，使得填料环4径向膨胀密封第三轴段53与阶梯孔41之间的间隙。

驱动结构8为直杆，第三轴段53位于油嘴套3外的一端设有沿第三轴段径3向延伸的第二通孔531，直杆的一端插入第二通孔531中，作为旋转转轴4的手柄。

此外，从第一凸台34到堵头2的方向上，第一通孔341的内径逐渐增大，这便于油嘴1更容易插入第一通孔341中，直杆与堵头2之间设有推力轴承9，第三轴段53穿过推力轴承9的中空部位。

本组合装置更滑油嘴1时，先将油嘴套3隔离泄压，然后反向旋转转轴5使得第一筒体6、第二筒体7相互靠近，第二筒体7不再压紧填料环4，第二凸台13不再压紧第一凸台34，然后拆卸堵头，将油嘴1从油嘴套3中取出；将新的油嘴1与第一环形件63销钉连接后，拉动转轴5使得第二筒体7接触填料环4，将限位键61放入滑槽35中，然后紧固堵头，正向旋转转轴5即可密封第一通孔341和阶梯孔41。由于第一轴段51、第二轴段52外壁螺纹旋向相反，而且安装时第二筒体7接触填料环4，因此，安装过程中转轴4每转动一圈即可推动油嘴1沿第一通孔341中心线移动两圈螺纹的距离，能够降低旋转转轴的时间。本装置更换油嘴1的操作比较简单，不需要在油嘴套3中进行比较精细的操作，避免了视线受阻增加作业难度，相较于传统的油嘴组合装置，本发明的装置能够大幅降低更换过程中的作业时间。同时，使用过程中由于振动等原因导致第一通孔341泄漏后通过旋转转轴4实现在线堵漏作业，避免停工。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采气用油嘴组合装置，包括油嘴、堵头和三通型的油嘴套，所述油嘴套内壁设有环状的第一凸台，所述第一凸台的中部为第一通孔，所述油嘴的一端穿过所述第一通孔，所述堵头以可拆卸的方式与所述油嘴套的一个开口端连接，其特征在于，所述油嘴外周侧面设有环状的第二凸台，所述第二凸台的尺寸大于所述第一通孔从而在所述第二凸台压紧所述第一凸台后密封所述第一通孔；所述油嘴套中设置有沿所述第一凸台中心线延伸的滑槽；所述堵头上设有贯穿本体的阶梯孔；所述油嘴组合装置还包括，

填料环；

转轴，转轴包括同轴连接的第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述第二轴段位于所述第一轴段和所述第三轴段之间；所述第一轴段和所述第二轴段的外壁设有螺纹旋向相反的螺纹，所述第三轴段外壁光滑且其一端穿过所述填料环和所述阶梯孔；

第一筒体，用于带动所述第二凸台沿所述第一凸台中心线移动，且移动过程中存在一位置使得所述第二凸台压紧所述第一凸台；所述第一筒体的一端与所述油嘴以可拆方式连接且连接后所述油嘴内部与所述第一筒体外部连通，所述第一筒体外壁设有与所述滑槽对应的键，所述第一筒体的内壁与所述第一轴段螺纹连接、外壁与所述油嘴套内壁的滑槽滑动连接；

第二筒体，用于将所述填料环压紧在所述阶梯孔中以密封所述堵头与所述第三轴段之间的空隙，所述第二筒体外壁设有与所述滑槽对应的键，所述第二筒体的内壁与所述第二轴段螺纹连接、外壁与所述油嘴套内壁的滑槽滑动连接，所述第二筒体的一端正对所述填料环；

驱动结构，用于带动所述转轴转动。

2.根据权利要求1所述的一种采气用油嘴组合装置，其特征在于，所述第一通孔的内径从所述第一凸台到所述堵头的方向逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的一种采气用油嘴组合装置，其特征在于，所述第一筒体一端经多条连接杆连接第一环形件，所述第一环形件的内径小于所述第二凸台的外径，第一环形件同轴套设在所述油嘴外壁且经销钉与所述油嘴固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种采气用油嘴组合装置，其特征在于，所述滑槽至少有两条，所述至少两条滑槽沿圆周阵列布置。

5.根据权利要求1所述的一种采气用油嘴组合装置，其特征在于，所述驱动结构为直杆，所述第三轴段位于所述油嘴套外的一端设有沿所述第三轴段径向延伸的第二通孔，所述直杆的一端插入所述第二通孔中。

6.根据权利要求5所述的一种采气用油嘴组合装置，其特征在于，所述直杆与所述堵头之间设有推力轴承，所述第三轴段穿过所述推力轴承的中空部位。

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