CN212272143U - 一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田采气技术领域，具体提供了一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，包括投放器、压盖、上中心管、压帽、主体、打捞颈、卡瓦、锥座、半圆环、连接套、解封爪、挡环、活塞、胶筒、气缸和弹簧式气嘴自动调节机构，解决了现有技术中井下节流器不能实现在不打捞节流器情况下气井产量调配的问题和现有技术中井下节流器密封性不好，性能不稳定的问题，本实用新型设计了一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，可以实现在不打捞节流器情况下气井产量调配，无需钢丝作业，简化了施工工艺，降低了作业成本。

Description

一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器

技术领域

本实用新型属于油田采气技术领域，具体涉及一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器。

背景技术

井下节流技术是依靠井下节流器来实现井筒节流降压，利用地温加热，使得节流后井口气流温度基本恢复到节流前温度，从而有利于解决气井生产过程中井筒及地面存在的诸多技术难题。

井下节流技术在苏里格气田的应用由常用的防止天然气水合物形成，拓展到降低井口及地面集输系统的压力、简化优化了地面流程，成为苏里格气田经济有效开发的关键技术。

由于苏里格气田存在气井初期压力高，产量递减快的特点，为确保地面低压输送条件，采取节流器生产。但由于不同阶段的井底压力和生产特点对节流器气嘴的尺寸有不同要求，需要根据实际情况进行节流器更换甚至节流器打捞。施工工作量大且由于节流器没有失效时打捞难度较大，影响气井正常生产。急需开发一种密封性良好，性能稳定，可根据气井上游生产压力自动调节节流通道的井下节流装置，从而实现节流气井的高效运行。

实用新型内容

本实用新型提供的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，目的一是克服现有技术中井下节流器不能实现在不打捞节流器情况下气井产量调配的问题；目的二是克服现有技术中井下节流器密封性不好，性能不稳定的问题。

为此，本实用新型提供了一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，包括投放器、压盖、上中心管、压帽、主体、打捞颈、卡瓦、锥座、半圆环、连接套、解封爪、挡环、活塞、胶筒、气缸和弹簧式气嘴自动调节机构，所述弹簧式气嘴自动调节机构包括下中心管、调节底座、弹簧、调节滑块、调节机构的压帽、防砂罩、导向头，所述上中心管下连接下中心管，上中心管轴向开设第一中心通孔，下中心管轴向开设第二中心通孔，投放器自上向下插入第一中心通孔内且投放器的下端连接下中心管的上端，上中心管的上端和投放器之间套接压盖，上中心管外套主体，主体的上端和上中心管之间套接压帽，主体的外壁自上向下依次套接打捞颈、卡瓦和锥座，锥座和主体之间套接半圆环，主体下端向外凸起，解封爪嵌入连接主体下端凸起，锥座下部和解封爪之间外套连接套，下中心管的上部外套活塞，活塞自上向下依次外套连接解封爪、挡环、胶筒和气缸上部，挡环上端连接连接套下端，气缸下部内套连接下中心管下部，第二中心通孔下部自上向下依次内接调节底座、弹簧、调节滑块、调节机构的压帽，气缸下端和下中心管下端之间套接防砂罩，防砂罩下端内套导向头。

所述下中心管外壁形状为台阶状柱体且上部台阶外径小于下部台阶外径，下中心管上部台阶外设马牙扣，下中心管下部台阶外设两级密封槽，第二中心通孔下部形状为外径自上向下依次递增的台阶装柱体，第二中心通孔内壁上设置螺纹。

所述调节底座上部为圆筒型，圆筒型外壁与下中心管螺纹连接，调节底座下部为圆锥的楔形结构，圆筒型底部四周径向上均匀分布四个气流通道。

所述弹簧套入调节底座。

所述调节滑块为圆柱结构，圆柱结构的中心开设楔形孔道，调节滑块可与弹簧连接。

所述调节机构的压帽中心轴上开设压帽通孔，调节机构的压帽外壁为台阶状柱体且外壁设有螺纹，压帽通孔上部形状为楔形，压帽通孔下部形状为圆柱形，压帽通孔外径自上向下递减。

所述防砂罩上部和下部均为圆筒形，防砂罩上部外径小于下部外径，防砂罩上部内径小于下部内径，防砂罩内壁设有螺纹，防砂罩上端与气缸螺纹连接。

所述导向头为凸台状，导向头上部为圆柱体且外壁设有螺纹，导向头下端设有倒角，导向头上部与防砂罩下端螺纹连接。

还包括锁环，活塞的下端和下中心管之间套接锁环，锁环与马牙扣配合连接。

所述投放器和压盖、主体和锥座均通过销钉连接，压盖和上中心管、上中心管和主体、卡瓦和锥座、锥座和连接套、连接套和解封爪、解封爪和挡环均为螺纹连接，主体分别和打捞颈、卡瓦、锥座均为螺纹连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，包括投放器、压盖、上中心管、压帽、主体、打捞颈、卡瓦、锥座、半圆环、连接套、解封爪、挡环、活塞、胶筒、气缸和弹簧式气嘴自动调节机构，所述弹簧式气嘴自动调节机构包括下中心管、调节底座、弹簧、调节滑块、调节机构的压帽、防砂罩、导向头，所述上中心管下连接下中心管，上中心管轴向开设第一中心通孔，下中心管轴向开设第二中心通孔，投放器自上向下插入第一中心通孔内且投放器的下端连接下中心管的上端，上中心管的上端和投放器之间套接压盖，上中心管外套主体，主体的上端和上中心管之间套接压帽，主体的外壁自上向下依次套接打捞颈、卡瓦和锥座，锥座和主体之间套接半圆环，主体下端向外凸起，解封爪嵌入连接主体下端凸起，锥座下部和解封爪之间外套连接套，下中心管的上部外套活塞，活塞自上向下依次外套连接解封爪、挡环、胶筒和气缸上部，挡环上端连接连接套下端，气缸下部内套连接下中心管下部，第二中心通孔下部自上向下依次内接调节底座、弹簧、调节滑块、调节机构的压帽，气缸下端和下中心管下端之间套接防砂罩，防砂罩下端内套导向头；

初期稳定生产阶段，调节滑块上下游压差大于弹簧最大压缩量，调节滑块受下中心管内侧台阶限位，节流嘴处于最小开度状态稳定生产；

中期拟稳定生产阶段，气嘴大小根据上下游压差自动调节，开井后形成的气压差，推动调节滑块轴向移动，弹簧的弹力与上下游压差改变调节滑块与调节底座锥体之间的节流通道，确保井口稳定低压生产。

后期低压生产阶段，调节滑块与调节底座完全分离，失去节流作用，提高产气效果；

最终可实现节流气井全生命周期不打捞节流器自动调节气嘴大小，确保气井正常高效生产的目的。

本实用新型通过钢丝作业投放，钢丝通过工具串与投放器连接，节流器下入设计深度后，上提工具串使卡瓦与油管卡定，继续上提震击剪断销钉，投放器相对主体向上移动带动投放上中心管下端凸起从解封爪脱开，随工具串起出井筒，完成节流器投放，井筒气压推动气缸内的下中心管带动气缸上移使胶筒膨胀与油管密封，通过下中心管与活塞之间的锁环马牙扣防止下中心管17回位使胶筒密封失效，密封性好且性能稳定。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1是弹簧式气嘴自动调节井下节流器结构示意图；

图2是弹簧式气嘴自动调节机构在节流状态下的结构示意图；

图3是弹簧式气嘴自动调节机构在非节流状态下的结构示意图。

附图标记说明：1、投放器；2、压盖；3、上中心管；4、压帽； 5、主体；6、打捞颈；7、卡瓦；8、锥座；9、半圆环；10、连接套； 11、解封爪；12、挡环；13、活塞；14、胶筒；15、锁环；16、气缸； 17、下中心管；18、调节底座；19、弹簧；20、调节滑块；21、调节机构的压帽；22、防砂罩；23、导向头；3-1、第一中心通孔；17-1、第二中心通孔；17-2、两级密封槽；20-1、楔形孔道；21-1、压帽通孔。

具体实施方式

实施例1：

一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，包括投放器1、压盖2、上中心管3、压帽4、主体5、打捞颈6、卡瓦7、锥座8、半圆环9、连接套10、解封爪11、挡环12、活塞13、胶筒14、气缸16和弹簧式气嘴自动调节机构，所述弹簧式气嘴自动调节机构包括下中心管 17、调节底座18、弹簧19、调节滑块20、调节机构的压帽21、防砂罩22、导向头23，所述上中心管3下连接下中心管17，上中心管3 轴向开设第一中心通孔3-1，下中心管17轴向开设第二中心通孔 17-1，投放器1自上向下插入第一中心通孔3-1内且投放器1的下端连接下中心管17的上端，上中心管3的上端和投放器1之间套接压盖2，上中心管3外套主体5，主体5的上端和上中心管3之间套接压帽4，主体5的外壁自上向下依次套接打捞颈6、卡瓦7和锥座8，锥座8和主体5之间套接半圆环9，主体5下端向外凸起，解封爪11 嵌入连接主体5下端凸起，锥座8下部和解封爪11之间外套连接套 10，下中心管17的上部外套活塞13，活塞13自上向下依次外套连接解封爪11、挡环12、胶筒14和气缸16上部，挡环12上端连接连接套10下端，气缸16下部内套连接下中心管17下部，第二中心通孔17-1下部自上向下依次内接调节底座18、弹簧19、调节滑块20、调节机构的压帽21，气缸16下端和下中心管17下端之间套接防砂罩22，防砂罩22下端内套导向头23。

实施例2：

如图1-3所示，一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，包括投放器1、压盖2、上中心管3、压帽4、主体5、打捞颈6、卡瓦7、锥座8、半圆环9、连接套10、解封爪11、挡环12、活塞13、胶筒14、气缸16和弹簧式气嘴自动调节机构，所述弹簧式气嘴自动调节机构包括下中心管17、调节底座18、弹簧19、调节滑块20、调节机构的压帽21、防砂罩22、导向头23，所述上中心管3下连接下中心管17，上中心管3轴向开设第一中心通孔3-1，下中心管17轴向开设第二中心通孔17-1，投放器1自上向下插入第一中心通孔3-1内且投放器1的下端连接下中心管17的上端，上中心管3的上端和投放器1 之间套接压盖2，上中心管3外套主体5，主体5的上端和上中心管 3之间套接压帽4，主体5的外壁自上向下依次套接打捞颈6、卡瓦7 和锥座8，锥座8和主体5之间套接半圆环9，主体5下端向外凸起，解封爪11嵌入连接主体5下端凸起，锥座8下部和解封爪11之间外套连接套10，下中心管17的上部外套活塞13，活塞13自上向下依次外套连接解封爪11、挡环12、胶筒14和气缸16上部，挡环12上端连接连接套10下端，气缸16下部内套连接下中心管17下部，第二中心通孔17-1下部自上向下依次内接调节底座18、弹簧19、调节滑块20、调节机构的压帽21，气缸16下端和下中心管17下端之间套接防砂罩22，防砂罩22下端内套导向头23。

本实用新型的实现方式为：投放器1插入投放工具上中心管3的第一中心通孔3-1内，销钉径向插入投放器1和投放工具压盖2的径向通孔内，压盖2与投放工具上中心管3上端螺纹连接，由螺钉锁定；打捞颈6套在主体5的外壁上，打捞定位环与主体5上端螺纹连接，并用压帽4锁定，卡瓦7上端嵌入打捞颈6的下端，卡瓦7中部座于主体5上的卡瓦槽内，圆螺母与主体5上的螺纹连接，主体5套在投放工具上中心管3的外壁上，锥座8上端套在主体5的外壁上，依靠打捞销钉固定位置，主体5及锥座8依靠半圆环9限定位置，解封爪 11压入连接套10内壁台阶孔内，与锥座8螺纹连接，解封爪11嵌入主体5凸起即外圆台阶；活塞13套入气缸16内，依靠活塞13下端的凸台限位，胶筒14、挡环12依次套在活塞13的外壁上，挡环 12与连接套10螺纹连接，活塞13与解封爪11螺纹连接，下中心管 17伸入活塞13孔内，上端与投放器1下端相抵，外壁的马牙扣与锁环15牙扣配合，下端外壁套入气缸16内。将调节底座18套入下中心管17并与内径上端螺纹连接，孔内再依次套入弹簧19和调节滑块 20，将调节机构的压帽21上端螺纹与下中心管17内径下端螺纹连接，防砂罩22与气缸16螺纹连接，拧入导向头23。

本实用新型初期稳定生产阶段，调节滑块20上下游压差大于弹簧19最大压缩量，调节滑块20受下中心管17内侧台阶限位，节流嘴处于最小开度状态稳定生产；

中期拟稳定生产阶段，气嘴大小根据上下游压差自动调节，开井后形成的气压差，推动调节滑块20轴向移动，弹簧19的弹力与上下游压差改变调节滑块20与调节底座18锥体之间的节流通道，确保井口稳定低压生产。

后期低压生产阶段，调节滑块20与调节底座18完全分离，失去节流作用，提高产气效果；

最终可实现节流气井全生命周期不打捞节流器自动调节气嘴大小，确保气井正常高效生产的目的。

本实用新型通过钢丝作业投放，钢丝通过工具串与投放器1连接，节流器下入设计深度后，上提工具串使卡瓦6与油管卡定，继续上提震击剪断销钉，投放器1相对主体5向上移动带动投放上中心管 3下端凸起从解封爪11脱开，随工具串起出井筒，完成节流器投放，井筒气压推动气缸16内的下中心管17带动气缸16上移使胶筒14膨胀与油管密封，通过下中心管17与活塞13之间的锁环15马牙扣防止下中心管17回位使胶筒密封失效，密封性好且性能稳定。

本实用新型可以实现在不打捞节流器情况下气井产量调配，无需钢丝作业，简化了施工工艺，降低了作业成本。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述下中心管17外壁形状为台阶状柱体且上部台阶外径小于下部台阶外径，下中心管17上部台阶外设马牙扣，下中心管17下部台阶外设两级密封槽17-2，第二中心通孔17-1 下部形状为外径自上向下依次递增的台阶装柱体，第二中心通孔17-1 内壁上设置螺纹。通过下中心管17与活塞13之间的锁环15马牙扣防止下中心管17回位使胶筒密封失效，两级密封槽17-2上可安装密封件，提高密封性和密封稳定性。

所述调节底座18上部为圆筒型，圆筒型外壁与下中心管17螺纹连接，调节底座18下部为圆锥的楔形结构，圆筒型底部四周径向上均匀分布四个气流通道。开井后，形成的气压差，推动调节滑块20 轴向移动，弹簧19的弹力与上下游压差改变调节滑块20与调节底座18圆锥的楔形结构之间的节流通道，气流通道方便气流通过，可实现不打捞节流器自动调节气嘴大小的目的。

所述弹簧19套入调节底座18。连接结构简单且结构稳定，安装拆卸方便。

所述调节滑块20为圆柱结构，圆柱结构的中心开设楔形孔道 20-1，调节滑块20可与弹簧19连接。调节滑块20可与弹簧19抵触连接，楔形孔道20-1便于调节底座18圆锥的楔形结构进入楔形孔道 20-1内，从而实现不打捞节流器自动调节气嘴大小的目的。

所述调节机构的压帽21中心轴上开设压帽通孔21-1，调节机构的压帽21外壁为台阶状柱体且外壁设有螺纹，压帽通孔21-1上部形状为楔形，压帽通孔21-1下部形状为圆柱形，压帽通孔21-1外径自上向下递减。此结构方便配合调节滑块20的移动，进而起到调节楔形孔道20-1的大小。

所述防砂罩22上部和下部均为圆筒形，防砂罩22上部外径小于下部外径，防砂罩22上部内径小于下部内径，防砂罩22内壁设有螺纹，防砂罩22上端与气缸16螺纹连接。防砂罩22可防止杂物进入节流器，保证节流器的正常使用并延长节流器的使用寿命。

所述导向头23为凸台状，导向头23上部为圆柱体且外壁设有螺纹，导向头23下端设有倒角，导向头23上部与防砂罩22下端螺纹连接。导向头23方便打捞节流器，倒角设计便于安装。

还包括锁环15，活塞13的下端和下中心管17之间套接锁环15，锁环15与马牙扣配合连接。通过下中心管17与活塞13之间的锁环 15马牙扣防止下中心管17回位使胶筒密封失效，密封性好且性能稳定。

所述投放器1和压盖2、主体5和锥座8均通过销钉连接，压盖 2和上中心管3、上中心管3和主体5、卡瓦7和锥座8、锥座8和连接套10、连接套10和解封爪11、解封爪11和挡环12均为螺纹连接，主体5分别和打捞颈6、卡瓦7、锥座8均为螺纹连接。销钉连接和螺纹连接连接方式简单且为可拆卸连接，便于投放和打捞。

实施例4：

投放：

本实用新型通过钢丝作业投放，钢丝通过工具串与投放器1连接，节流器下入设计深度后，上提工具串使卡瓦6与油管卡定，继续上提震击剪断投放销钉，投放器1相对主体5向上移动带动投放上中心管3的凸起从解封爪11槽内脱开，随工具串起出井筒，完成节流器投放。井筒气压推动气缸16内的下中心管17带动气缸16上移使胶筒14膨胀与油管密封，通过下中心管17与活塞13之间的锁环15 马牙扣防止下中心管17回位使胶筒密封失效。

气嘴自动可调原理：

本实用新型的气嘴自动可调过程如下：工具在入井投放开井以后，节流器上下游形成的气压差，推动调节滑块20轴向移动，弹簧 19的弹力与上下游压差改变调节滑块20与调节底座18锥体之间的节流通道大小实现节流生产，可实现不打捞节流器自动调节气嘴大小，达到井口降压的目的。

打捞：

本实用新型的打捞如下：通过工具串连接专用打捞工具入井抓住打捞颈6，向上震击使卡瓦7与油管脱离，向上的震击力使主体5带动锥座8和连接套10、和挡环12一起上行，剪断锥座8与主体5之间的打捞销钉后，锥座8、连接套10、挡环12与活塞13产生相对位移，使胶筒14回缩，避免了上提时胶筒与油管之间摩擦力，打捞更容易。

本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：包括投放器(1)、压盖(2)、上中心管(3)、压帽(4)、主体(5)、打捞颈(6)、卡瓦(7)、锥座(8)、半圆环(9)、连接套(10)、解封爪(11)、挡环(12)、活塞(13)、胶筒(14)、气缸(16)和弹簧式气嘴自动调节机构，所述弹簧式气嘴自动调节机构包括下中心管(17)、调节底座(18)、弹簧(19)、调节滑块(20)、调节机构的压帽(21)、防砂罩(22)、导向头(23)，所述上中心管(3)下连接下中心管(17)，上中心管(3)轴向开设第一中心通孔(3-1)，下中心管(17)轴向开设第二中心通孔(17-1)，投放器(1)自上向下插入第一中心通孔(3-1)内且投放器(1)的下端连接下中心管(17)的上端，上中心管(3)的上端和投放器(1)之间套接压盖(2)，上中心管(3)外套主体(5)，主体(5)的上端和上中心管(3)之间套接压帽(4)，主体(5)的外壁自上向下依次套接打捞颈(6)、卡瓦(7)和锥座(8)，锥座(8)和主体(5)之间套接半圆环(9)，主体(5)下端向外凸起，解封爪(11)嵌入连接主体(5)下端凸起，锥座(8)下部和解封爪(11)之间外套连接套(10)，下中心管(17)的上部外套活塞(13)，活塞(13)自上向下依次外套连接解封爪(11)、挡环(12)、胶筒(14)和气缸(16)上部，挡环(12)上端连接连接套(10)下端，气缸(16)下部内套连接下中心管(17)下部，第二中心通孔(17-1)下部自上向下依次内接调节底座(18)、弹簧(19)、调节滑块(20)、调节机构的压帽(21)，气缸(16)下端和下中心管(17)下端之间套接防砂罩(22)，防砂罩(22)下端内套导向头(23)。

2.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述下中心管(17)外壁形状为台阶状柱体且上部台阶外径小于下部台阶外径，下中心管(17)上部台阶外设马牙扣，下中心管(17)下部台阶外设两级密封槽(17-2)，第二中心通孔(17-1)下部形状为外径自上向下依次递增的台阶装柱体，第二中心通孔(17-1)内壁上设置螺纹。

3.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述调节底座(18)上部为圆筒型，圆筒型外壁与下中心管(17)螺纹连接，调节底座(18)下部为圆锥的楔形结构，圆筒型底部四周径向上均匀分布四个气流通道。

4.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述弹簧(19)套入调节底座(18)。

5.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述调节滑块(20)为圆柱结构，圆柱结构的中心开设楔形孔道(20-1)，调节滑块(20)可与弹簧(19)连接。

6.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述调节机构的压帽(21)中心轴上开设压帽通孔(21-1)，调节机构的压帽(21)外壁为台阶状柱体且外壁设有螺纹，压帽通孔(21-1)上部形状为楔形，压帽通孔(21-1)下部形状为圆柱形，压帽通孔(21-1)外径自上向下递减。

7.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述防砂罩(22)上部和下部均为圆筒形，防砂罩(22)上部外径小于下部外径，防砂罩(22)上部内径小于下部内径，防砂罩(22)内壁设有螺纹，防砂罩(22)上端与气缸(16)螺纹连接。

8.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述导向头(23)为凸台状，导向头(23)上部为圆柱体且外壁设有螺纹，导向头(23)下端设有倒角，导向头(23)上部与防砂罩(22)下端螺纹连接。

9.如权利要求2所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：还包括锁环(15)，活塞(13)的下端和下中心管(17)之间套接锁环(15)，锁环(15)与马牙扣配合连接。

10.如权利要求1所述的弹簧式气嘴自动调节井下节流器，其特征在于：所述投放器(1)和压盖(2)、主体(5)和锥座(8)均通过销钉连接，压盖(2)和上中心管(3)、上中心管(3)和主体(5)、卡瓦(7)和锥座(8)、锥座(8)和连接套(10)、连接套(10)和解封爪(11)、解封爪(11)和挡环(12)均为螺纹连接，主体(5)分别和打捞颈(6)、卡瓦(7)、锥座(8)均为螺纹连接。

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