CN205225214U - 一种大管径气井井下流量控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种大管径气井井下流量控制装置，属于油气田采气技术领域。卡瓦(10)挂在打捞颈(5)上并穿过本体(7)，且用卡瓦箍(9)将卡瓦(10)固定在本体(7)的卡瓦槽内；锥座(11)穿过本体(7)并将半圆环(13)至于本体(7)的槽，第二销钉(12)将锥座(11)固定在本体(7)上，连接套(14)与锥座(11)丝扣连接；上外套(17)、胶筒(18)、下外套(19)依次穿过内套(15)并由挡环(20)与内套(15)丝扣连接，将其整体与连接套(14)丝扣连接，与此同时内套(15)的伸缩爪卡入连接套(14)槽内；鱼刺扣环(21)与内套(15)丝扣连接，中心管(22)插入鱼刺扣环(21)内并导向头(23)与下外套(19)丝扣连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大管径气井井下流量控制装置，属于油气田采气技术领域。
背景技术
近年来，随着勘探开发技术的不断发展，非常规油气资源的开发越来越受到重视。体积压裂作为对非常规储层改造的重要手段之一，也越来越多地受到关注。体积压裂是指在水力压裂过程中采用4.5in压裂采气一体化管柱利用大排量、大砂量、大液量、低砂比的注入方式使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,从而增加改造体积,提高初始产量和最终采收率。
井下流量控制技术是在井下安装一定嘴径的油嘴利用地温加热预防水合物生成来实现气井流量控制的一种技术。为控制气井流量，目前，苏里格气田4.5in管柱体积压裂井采用井口加热炉加热预防水合物生成、调节针阀开度的投产模式。此生产方式存在加热炉需消耗天然气、不利于节能减排、地面工艺复杂、费用高的缺点。采用此种投产模式是因为4.5in管柱管径大，承压大，尚未有井下流量控制装置来实现气井流量的控制。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种大管径气井井下流量控制装置。
一种大管径气井井下流量控制装置，由一次控流外筒装置和二次控流芯子装置组成。
一次控流外筒装置由投放器、第一销钉、第一挡环、芯杆、打捞颈、第二挡环、第一本体、内管、卡瓦箍、卡瓦、锥座、第二销钉、半圆环、连接套、内套、第一锁块、上外套、胶筒、下外套、第三挡环、鱼刺扣环、中心管、导向头、背母、第三销钉、第一气嘴、第一防砂罩组成。
二次控流芯子装置由第二本体、第二锁块、双扭簧、“V”型密封圈、连接段、气嘴座、铜垫、第二气嘴、气嘴压帽、第二防砂罩组成。
卡瓦挂在打捞颈上并穿过第一本体，且用卡瓦箍将卡瓦固定在第一本体的卡瓦槽内；锥座穿过第一本体并将半圆环至于第一本体的槽，第二销钉将锥座固定在第一本体上，连接套与锥座丝扣连接；上外套、胶筒、下外套依次穿过内套并由第三挡环与内套丝扣连接，将其整体与连接套丝扣连接，与此同时内套的伸缩爪卡入连接套槽内；鱼刺扣环与内套丝扣连接，中心管插入鱼刺扣环内并导向头与下外套丝扣连接，背母与中心管丝扣连接；第一气嘴塞入中心管腔内，第一防砂罩插入中心管并以第三销钉固定；第一锁块放入内管的锁块槽内，并将芯杆插入内管，第二挡环与内管丝扣连接，投放器与芯杆丝扣连接；将其以上整体插入第一本体内，第一挡环与第一本体丝扣连接，第二销钉穿过第一挡环、第一本体以及投放器，与此同时第一锁块卡入内套的锁块槽内。
销钉将第二锁块、双扭簧固定在第二本体上；连接段穿过“V”型密封圈并与第二本体丝扣连接；气嘴座与连接段丝扣连接，铜垫、第二气嘴放入气嘴座腔内并由气嘴压帽与气嘴座丝扣连接固定；第二防砂罩与气嘴座丝扣连接。
一种大管径气井井下流量控制装置，控制装置包括：一次控流外筒装置，一次控流外筒装置包括：套筒、投放器组件和第一气嘴组件，套筒包括进口端和出口端，第一气嘴组件设置在进口端，第一气嘴组件用于控制气井流量，投放器组件经由套筒的出口端可拆卸地设置在套筒内部；二次控流芯子装置，二次控流芯子装置包括第二本体和第二气嘴组件，第二本体上下贯通，在投放器组件从套筒取出后，第二本体经由套筒的出口端可拆卸地设置在套筒内，第二气嘴组件设置在第二本体上靠近第一气嘴组件的一端，第二气嘴组件与第二本体内部连通，第二气嘴组件的气嘴内径小于第一气嘴组件的气嘴内径。
进一步地，控制装置还包括：锁紧机构，设置在第二本体和套筒之间，锁紧机构具有连接位置和脱离位置，锁紧机构位于连接位置时，第二本体与套筒连接，锁紧机构位于脱离位置时，第二本体与套筒分离。
进一步地，锁紧机构包括：锁块槽，设置在套筒的内壁上；弹性组件，设置在第二本体的外壁上，具有与锁块槽卡接的第一位置和与锁块槽脱离的第二位置。
进一步地，弹性组件包括：第二锁块，设置在第二本体的外壁上，第二锁块具有朝第二本体的径向方向摆动的摆动位置，第二锁块上靠近出口端的一端具有远离第二本体的最远位置和靠近第二本体的最近位置，第二锁块上靠近出口端的一端处于最远位置时，第二锁块与锁块槽配合锁紧，第二锁块上靠近出口端的一端处于最近位置时，第二锁块与锁块槽脱离；双扭簧，设置在第二本体与第二锁块之间。
进一步地，控制装置还包括：密封装置，设置在第二本体与套筒之间。
进一步地，密封装置位于第二本体的外壁上且靠近第二气嘴组件设置。
进一步地，密封装置为“V”型密封圈。
进一步地，第一气嘴组件包括：第一气嘴，与套筒的进口端连接；第一防砂罩，套设在第一气嘴的外侧。
进一步地，第二气嘴组件包括：气嘴座，与第二本体上靠近出口端的一端连接；第二气嘴，设置在气嘴座上；第二防砂罩，套设在气嘴座的外侧。
进一步地，投放器组件包括：投放器，位于套筒的出口端且与出口端可拆卸连接；芯杆，位于套筒的内部且与投放器连接；内管，位于套筒内部且与套筒的内壁可拆卸连接，芯杆位于内管的内部且与内管固定连接。
本实用新型的有益效果：尽管4.5in管柱管径大所需井下工具大，但一次控流外筒装置和二次控流芯子装置都由钢丝作业完成投放打捞；调产时只需将二次控流芯子装置插入一次控流外筒装置中心就可实现调产；一次控流外筒装置无法打捞时，其中心通道足够大，不影响后期排水采气作业。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：
图1为本实用新型的一次控流外筒装置结构示意图。
图2为本实用新型的二次控流芯子装置结构示意图。
图3为本实用新型的一次控流外筒装置座封结构示意图。
图4为本实用新型的二次控流芯子装置座封示意图。
图5为本实用新型的一次控流外筒装置打捞示意图。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。
实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示，针对苏里格气田4.5in管柱体积压裂井控制气井流量生产模式中不利于节能减排、地面工艺复杂、费用高的缺点，设计一种施工工艺简单，成本低的井下流量控制装置实现4.5in管柱气井流量的控制。
一次控流外筒装置由投放器1、第一销钉2、第一挡环3、芯杆4、打捞颈5、第二挡环6、第一本体7、内管8、卡瓦箍9、卡瓦10、锥座11、第二销钉12、半圆环13、连接套14、内套15、第一锁块16、上外套17、胶筒18、下外套19、第三挡环20、鱼刺扣环21、中心管22、导向头23、背母24、第三销钉25、第一气嘴26、第一防砂罩27组成。
卡瓦10挂在打捞颈5上并穿过第一本体7，且用卡瓦箍9将卡瓦10固定在第一本体7的卡瓦槽内；锥座11穿过第一本体7并将半圆环13至于第一本体7的槽，第二销钉12将锥座11固定在第一本体7上，连接套14与锥座11丝扣连接；上外套17、胶筒18、下外套19依次穿过内套15并由第三挡环20与内套15丝扣连接，将其整体与连接套14丝扣连接，与此同时内套15的伸缩爪卡入连接套14槽内；鱼刺扣环21与内套15丝扣连接，中心管22插入鱼刺扣环21内并导向头23与下外套19丝扣连接，背母24与中心管22丝扣连接；第一气嘴26塞入中心管22腔内，第一防砂罩27插入中心管22并以第三销钉25固定；第一锁块16放入内管8的锁块槽内，并将芯杆4插入内管8，第二挡环6与内管8丝扣连接，投放器1与芯杆4丝扣连接；将其以上整体插入第一本体7内，第一挡环3与第一本体7丝扣连接，第二销钉12穿过第一挡环3、第一本体7以及投放器1，与此同时第一锁块16卡入内套15的锁块槽内。
二次控流芯子装置由第二本体28、第二锁块29、双扭簧30、“V”型密封圈31、连接段32、气嘴座33、铜垫34、第二气嘴35、气嘴压帽36、第二防砂罩37组成。
二次控流芯子装置是这样实现的：销钉将第二锁块29、双扭簧30固定在第二本体28上；连接段32穿过“V”型密封圈31并与第二本体28丝扣连接；气嘴座33与连接段32丝扣连接，铜垫34、第二气嘴35放入气嘴座33腔内并由气嘴压帽36与气嘴座33丝扣连接固定；第二防砂罩37与气嘴座33丝扣连接。
一次控流外筒装置和二次控流芯子装置都由钢丝作业完成投放打捞。
4.5in管柱管径大，承压大，一次控流外筒装置打捞难度大，而二次控流芯子装置承压小易打捞，调产时只需将二次控流芯子装置插入一次控流外筒装置中心就可实现调产。
一次控流外筒装置无法打捞时，其中心通道足够大，不影响后期排水采气作业，如中心通过连续油管。
中心管22上加工有鱼刺扣，中心管22相对于鱼刺扣环21只能向上移动而不能向下移动。
向下或向上震击一次控流外筒装置时，第一本体7接触内套15伸缩爪的突台都可与内套15伸缩爪错位使内套15伸缩爪回缩，最终实现胶筒18解封。
实施例2：如图1、图2、图3、图4、图5所示，
一次控流外筒装置和二次控流芯子装置都由钢丝作业完成投放打捞。
4.5in管柱管径大，承压大，一次控流外筒装置打捞难度大，而二次控流芯子装置承压小易打捞，调产时只需将二次控流芯子装置插入一次控流外筒装置中心就可实现调产。
一次控流外筒装置无法打捞时，其中心通道足够大，不影响后期排水采气作业，如中心通过连续油管。
中心管22上加工有鱼刺扣，中心管22相对于鱼刺扣环21只能向上移动而不能向下移动。
向下或向上震击一次控流外筒装置时，第一本体7接触内套15伸缩爪的突台都可与内套15伸缩爪错位使内套15伸缩爪回缩，最终实现胶筒18解封。
本实用新型主要包括(1)一次控流外筒装置坐封(2)二次控流芯子装置坐封(3)二次控流芯子装置打捞(4)一次控流外筒装置打捞。
(1)一次控流外筒装置坐封
投放时，以绳索工具串连接漂一次控流外筒装置并将此工具通过采气井口下放到设计位置，缓慢上提绳索，使卡瓦10相对于锥座11及与此连接的所有部件下移并卡死于油管内壁；继续上提绳索剪断第一销钉2，投放器1及芯杆4随绳索工具串上移，当芯杆4台阶与内管8接触时，第一锁块16与芯杆4小径接触并滑出内套15的锁块槽，实现投放机构整体上移脱离控流装置的控流机构；在高压力的作用下，下外套19上移压缩胶筒18实现与油管密封，与此同时下外套19带动中心管22、导向头23、背母24、第三销钉25、第一气嘴26、第一防砂罩27上移实现鱼刺扣环21与中心管22锁定功能。随绳索工具串起出井筒外，一次控流外筒装置坐封成功。
(2)二次控流芯子装置坐封
当气井流量需要变更时，以绳索工具串连接二次控流芯子装置并将此工具通过采气井口下放至一次控流外筒装置位置，向下震击使二次控流芯子装置插入一次控流外筒装置中心，缓慢上提绳索当拉力不断增大时，说明第二锁块29以卡入一次控流外筒装置内套15的锁块槽；由于二次控流芯子装置长度大于一次控流外筒装置，下击工具串时二次控流芯子装置剪断第三销钉25将第一气嘴26、第一防砂罩27推入井底，此时第二气嘴35起到气井流量控制作用。随绳索工具串起出井筒外，二次控流芯子装置坐封成功。
(3)二次控流芯子装置打捞
以绳索工具串连接二次控流芯子装置专用打捞工具，通过采气井口下放至二次控流芯子装置位置，向下震击工具串使专用打捞工具芯杆插入二次控流芯子装置中心并将其整体抓获，专用打捞工具芯杆将第二锁块29压缩脱离内套15的锁块槽。
随绳索工具串起出井筒外，二次控流芯子装置打捞成功。
(4)一次控流外筒装置打捞
以绳索工具串连接盲锤通过采气井口下放至一次控流外筒装置位置并向下震击，第一本体7相对锥座11发生下移并剪断第二销钉12，第一本体7尾部由于内套15接触，由于第一本体7突台相对内套15伸缩爪下移，此时内套15伸缩爪可回缩，内套15及下外套19相对于上外套17及胶筒18下移，胶筒18轴向距离增大，胶筒18回缩与油管解除密封，解封成功；工具串继续下击，上外套17带动锥座11相对于卡瓦10下移，锥座11与卡瓦10脱离，解卡成功；将盲锤换成一次控流外筒装置专用打捞筒再次下井，下击工具串使一次控流外筒装置专用打捞筒抓获。
打捞颈5，上提工具串并起出井筒外，一次控流外筒装置打捞成功。
如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种大管径气井井下流量控制装置，其特征在于由一次控流外筒装置和二次控流芯子装置组成；
一次控流外筒装置由投放器(1)、第一销钉(2)、第一挡环(3)、芯杆(4)、打捞颈(5)、第二挡环(6)、第一本体(7)、内管(8)、卡瓦箍(9)、卡瓦(10)、锥座(11)、第二销钉(12)、半圆环(13)、连接套(14)、内套(15)、第一锁块(16)、上外套(17)、胶筒(18)、下外套(19)、第三挡环(20)、鱼刺扣环(21)、中心管(22)、导向头(23)、背母(24)、第三销钉(25)、第一气嘴(26)、第一防砂罩(27)组成；
二次控流芯子装置由第二本体(28)、第二锁块(29)、双扭簧(30)、“V”型密封圈(31)、连接段(32)、气嘴座(33)、铜垫(34)、第二气嘴(35)、气嘴压帽(36)、第二防砂罩(37)组成；
所述卡瓦(10)挂在所述打捞颈(5)上并穿过所述第一本体(7)，且用所述卡瓦箍(9)将所述卡瓦(10)固定在所述第一本体(7)的卡瓦槽内；所述锥座(11)穿过所述第一本体(7)并将所述半圆环(13)至于所述第一本体(7)的槽，所述第二销钉(12)将所述锥座(11)固定在所述第一本体(7)上，所述连接套(14)与所述锥座(11)丝扣连接；所述上外套(17)、所述胶筒(18)、所述下外套(19)依次穿过所述内套(15)并由所述第三挡环(20)与所述内套(15)丝扣连接，将其整体与所述连接套(14)丝扣连接，与此同时所述内套(15)的伸缩爪卡入所述连接套(14)槽内；所述鱼刺扣环(21)与所述内套(15)丝扣连接，所述中心管(22)插入所述鱼刺扣环(21)内并所述导向头(23)与所述下外套(19)丝扣连接，所述背母(24)与所述中心管(22)丝扣连接；所述第一气嘴(26)塞入所述中心管(22)腔内，所述第一防砂罩(27)插入所述中心管(22)并以所述第三销钉(25)固定；所述第一锁块(16)放入所述内管(8)的锁块槽内，并将所述芯杆(4)插入所述内管(8)，所述第二挡环(6)与所述内管(8)丝扣连接，所述投放器(1)与所述芯杆(4)丝扣连接；将其以上整体插入所述第一本体(7)内，所述第一挡环(3)与所述第一本体(7)丝扣连接，所述第一销钉(2)穿过所述第一挡环(3)、所述第一本体(7)以及所述投放器(1)，与此同时所述第一锁块(16)卡入所述内套(15)的锁块槽内；
销钉将所述第二锁块(29)、所述双扭簧(30)固定在所述第二本体(28)上；所述连接段(32)穿过所述“V”型密封圈(31)并与所述第二本体(28)丝扣连接；所述气嘴座(33)与所述连接段(32)丝扣连接，所述铜垫(34)、所述第二气嘴(35)放入所述气嘴座(33)腔内并由所述气嘴压帽(36)与所述气嘴座(33)丝扣连接固定；所述第二防砂罩(37)与所述气嘴座(33)丝扣连接。
2.一种大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
一次控流外筒装置，所述一次控流外筒装置包括：套筒、投放器组件和第一气嘴组件，所述套筒包括进口端和出口端，所述第一气嘴组件设置在所述进口端，所述第一气嘴组件用于控制气井流量，所述投放器组件经由所述套筒的出口端可拆卸地设置在所述套筒内部；
二次控流芯子装置，所述二次控流芯子装置包括第二本体(28)和第二气嘴组件，所述第二本体(28)上下贯通，在所述投放器组件从所述套筒取出后，所述第二本体(28)经由所述套筒的出口端可拆卸地设置在所述套筒内，所述第二气嘴组件设置在所述第二本体(28)上靠近所述第一气嘴组件的一端，所述第二气嘴组件与所述第二本体(28)内部连通，所述第二气嘴组件的气嘴内径小于所述第一气嘴组件的气嘴内径。
3.根据权利要求2所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：
锁紧机构，设置在所述第二本体(28)和所述套筒之间，所述锁紧机构具有连接位置和脱离位置，所述锁紧机构位于所述连接位置时，所述第二本体(28)与所述套筒连接，所述锁紧机构位于所述脱离位置时，所述第二本体(28)与所述套筒分离。
4.根据权利要求3所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述锁紧机构包括：
锁块槽，设置在所述套筒的内壁上；
弹性组件，设置在所述第二本体(28)的外壁上，具有与所述锁块槽卡接的第一位置和与所述锁块槽脱离的第二位置。
5.根据权利要求4所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述弹性组件包括：
第二锁块(29)，设置在所述第二本体(28)的外壁上，所述第二锁块(29)具有朝所述第二本体(28)的径向方向摆动的摆动位置，所述第二锁块(29)上靠近所述出口端的一端具有远离所述第二本体(28)的最远位置和靠近所述第二本体(28)的最近位置，所述第二锁块(29)上靠近所述出口端的一端处于所述最远位置时，所述第二锁块(29)与所述锁块槽配合锁紧，所述第二锁块(29)上靠近所述出口端的一端处于所述最近位置时，所述第二锁块(29)与所述锁块槽脱离；
双扭簧(30)，设置在所述第二本体(28)与所述第二锁块(29)之间。
6.根据权利要求2所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：
密封装置，设置在所述第二本体(28)与所述套筒之间。
7.根据权利要求6所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述密封装置位于所述第二本体(28)的外壁上且靠近所述第二气嘴组件设置。
8.根据权利要求6所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述密封装置为“V”型密封圈(31)。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述第一气嘴组件包括：
第一气嘴(26)，与所述套筒的进口端连接；
第一防砂罩(27)，套设在所述第一气嘴(26)的外侧。
10.根据权利要求2至8中任一项所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述第二气嘴组件包括：
气嘴座(33)，与所述第二本体(28)上靠近所述出口端的一端连接；
第二气嘴(35)，设置在所述气嘴座(33)上；
第二防砂罩(37)，套设在所述气嘴座(33)的外侧。
11.根据权利要求2至8中任一项所述的大管径气井井下流量控制装置，其特征在于，所述投放器组件包括：
投放器(1)，位于所述套筒的出口端且与所述出口端可拆卸连接；
芯杆(4)，位于所述套筒的内部且与所述投放器(1)连接；
内管(8)，位于所述套筒内部且与所述套筒的内壁可拆卸连接，所述芯杆(4)位于所述内管(8)的内部且与所述内管(8)固定连接。
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| CN105089581A (zh) * | 2014-05-14 | 2015-11-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种大管径气井井下流量控制装置及工艺方法 |
| CN105089581B (zh) * | 2014-05-14 | 2018-08-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种大管径气井井下流量控制装置及工艺方法 |
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