一種活動(dòng)型井下節(jié)流器及使用方法
【專利摘要】一種活動(dòng)型井下節(jié)流器及使用方法，屬于油田采油采氣【技術(shù)領(lǐng)域】。丟手接頭上端部能與試井工具串；丟手接頭下端通過(guò)剪銷與中心管聯(lián)接；打撈頭下端的孔槽與卡瓦上端的托部相鏈接；彈性卡箍形狀為彈簧鋼材料制成的開(kāi)口彈性圓環(huán)，置于本體的卡瓦槽內(nèi)，限制卡瓦周向移出；上膠筒裝在本體上，通過(guò)上卡簧固定；上卡簧及下卡簧均為彈簧鋼鋼絲做成開(kāi)口圓環(huán)；下卡簧固定的是下膠筒與上錐體；上錐體與活塞以絲扣連接；下錐體下端與導(dǎo)向頭絲扣連接；彈性卡爪與本體下端的絲扣連接；鎖定管上與中心管絲扣連接，下與導(dǎo)向頭絲扣連接；盤(pán)根裝在本體上。打撈過(guò)程膠筒不再承受附加壓力，處于自然回縮狀態(tài)，減少了與油管壁間的摩阻和掛卡遇阻現(xiàn)象，便于安全打撈作業(yè)。
【專利說(shuō)明】一種活動(dòng)型井下節(jié)流器及使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活動(dòng)型井下節(jié)流器及使用方法，屬于油田采油采氣【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，井下節(jié)流工藝將傳統(tǒng)的地面節(jié)流降壓轉(zhuǎn)變?yōu)榫鹿?jié)流降壓，充分利用地?zé)峒訙兀咕鹿?jié)流后的氣流溫度高于節(jié)流后壓力條件下水合物形成的臨界溫度，從而達(dá)到在氣井生產(chǎn)過(guò)程中抑制水合物生成和降低地面管線壓力。常規(guī)的地面節(jié)流工藝必須在節(jié)流前，對(duì)天然氣進(jìn)行加熱，以免形成水合物堵塞。井下節(jié)流工藝則通過(guò)配置在井下管柱上的節(jié)流器，實(shí)現(xiàn)井筒節(jié)流降壓。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)存在問(wèn)題:被彈簧壓縮的膠筒，在打撈過(guò)程摩阻較大；節(jié)流器膠筒在打撈過(guò)程中容易被掛卡、容易脫落，引起打撈困難。現(xiàn)有活動(dòng)型節(jié)流器不能很好地適應(yīng)含凝析油井的壓力差異大井況。
[0004]為了解決打撈上起過(guò)程彈簧繼續(xù)壓縮膠筒、產(chǎn)生摩擦阻抗力、膠筒易脫落、影響安全起出的負(fù)效應(yīng)，近年行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一種反鎖機(jī)構(gòu)解決方式:就是在原來(lái)(彈簧壓縮膠筒機(jī)構(gòu))的基礎(chǔ)上，在膠筒和卡瓦錐體之間，再增加一級(jí)機(jī)構(gòu)一倒齒反鎖機(jī)構(gòu)，以便打撈解封時(shí)，反向鎖住下?lián)翎尫懦鰜?lái)的原膠筒壓縮行程，使被壓縮彈簧不再度回彈一也就是保證膠筒，在上起過(guò)程不再被壓縮。這種解決方式，使節(jié)流器機(jī)構(gòu)重疊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長(zhǎng)度、重量增大，且卡瓦錨定自鎖可靠性有所下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種活動(dòng)型井下節(jié)流器及使用方法，改變膠筒的壓縮、鎖緊、釋放方式，改善井下節(jié)流器在氣藏壓力差異大、凝析油含量高、打撈過(guò)程摩阻較大的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:活動(dòng)型井下節(jié)流器，丟手接頭為圓柱體形，丟手接頭上端部位有外螺紋，丟手接頭上端部能與試井工具串，振擊器+加重桿+試井鋼絲的下端連接;
[0007]丟手接頭下端通過(guò)剪銷與中心管聯(lián)接；
[0008]打撈頭下端的孔槽與卡瓦上端的托部相鏈接；彈性卡箍形狀為彈簧鋼材料制成的開(kāi)口彈性圓環(huán)，置于本體的卡瓦槽內(nèi)，限制卡瓦周向移出；上膠筒裝在本體上，通過(guò)上卡簧固定；上卡簧及下卡簧均為彈簧鋼鋼絲做成開(kāi)口圓環(huán)；下卡簧固定的是下膠筒與上錐體；上錐體與活塞以絲扣連接；下錐體下端與導(dǎo)向頭絲扣連接；彈性卡爪與本體下端的絲扣連接；鎖定管上與中心管絲扣連接，下與導(dǎo)向頭絲扣連接；油嘴置放于中心管與鎖定管之間的環(huán)形空間；盤(pán)根裝在本體上。
[0009]用彈性鎖定爪與鎖定管構(gòu)成鎖定一釋放機(jī)構(gòu)；彈性鎖定爪下部開(kāi)槽，下端內(nèi)面有一段內(nèi)齒；鎖定管上端外圓有相同齒形的外齒；二者相互嚙合，可鎖定或者釋放軸向位移的行程。
[0010]上卡簧及下卡簧均為彈簧鋼鋼絲做成的開(kāi)口圓環(huán)；上卡簧固定上膠筒；下卡簧固定下膠筒；卡簧截面的內(nèi)半圓，掛住在膠筒外環(huán)形槽里，卡簧截面的外半圓，掛住其上端的金屬部件的內(nèi)環(huán)形槽里面。
[0011 ] 用截面為矩形的開(kāi)口環(huán)形的彈性卡箍，來(lái)限制卡瓦周向移出。
[0012]活動(dòng)型井下節(jié)流器使用方法，含有以下步驟:
[0013]井下節(jié)流器下入預(yù)定位置，操作鋼絲連接的加重桿、振擊器，緩慢上提與之連接的丟手接頭，從而帶動(dòng)整個(gè)節(jié)流器對(duì)于卡瓦，以及與卡瓦相連接的打撈頭做相對(duì)上行運(yùn)動(dòng)，施加一定上拉的張力錨定卡瓦；然后下放釋放部份附加張力，保留張力略大于原來(lái)的自重張力；然后，較快速上拉鋼絲，以便產(chǎn)生向上的振擊力:丟手接頭，帶動(dòng)中心管、鎖定管、導(dǎo)向頭、下錐體，壓縮下膠筒，同時(shí)驅(qū)動(dòng)上錐體、活塞上行壓縮上膠筒，實(shí)現(xiàn)密封；鎖定管上行同時(shí)，其外齒與彈性鎖定爪的內(nèi)齒實(shí)現(xiàn)爬升“咬合”，鎖定壓縮行程；最后，振擊力拉斷銷釘，實(shí)現(xiàn)丟手，中心管上端露出本體外；
[0014]需要維護(hù)打撈時(shí)，下入打撈工具串；加重桿+振擊器+打撈器，到位后，下壓撈住節(jié)流器打撈頭，上拉少許力確認(rèn)對(duì)接成功；向下振擊中心管上端面，使中心管下端連接的鎖定管與彈性鎖定爪脫開(kāi)而解除鎖定，釋放了膠筒壓縮力，使膠筒在打撈過(guò)程始終處于自然狀態(tài)；繼續(xù)下?lián)?，解除卡瓦?duì)于本體的錨定；上起工具串帶動(dòng)卡瓦回收，可順利起出節(jié)流器及打撈工具串。
[0015]活動(dòng)型井下節(jié)流器坐封穩(wěn)定。打撈過(guò)程中減少膠筒發(fā)生撕裂傷害的情況。打撈過(guò)程膠筒不再承受附加壓力，處于自然回縮狀態(tài)，減少了與油管壁間的摩阻和掛卡遇阻現(xiàn)象，便于安全打撈作業(yè)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明活動(dòng)型井下節(jié)流器結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0017]圖中，1-丟手接頭，2-剪銷，3-打撈頭，4-彈性卡箍，5-卡瓦，6_本體，7_上膠筒，8-上錐體，9-下膠筒，10-活塞，11-中心管，12-下錐體，13-彈性鎖定爪，14-鎖定管，15-導(dǎo)向頭，16-油嘴，17-盤(pán)根，18-下卡簧，19-盤(pán)根，20-上卡簧。

【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:
[0019]活動(dòng)型井下節(jié)流器，由以下組件構(gòu)成:丟手接頭1、剪銷2、打撈頭3、彈性卡箍4、卡瓦5、本體6、上膠筒7、上錐體8、下膠筒9、活塞10、中心管11、下錐體12、彈性鎖定爪13、鎖定管14、導(dǎo)向頭15、油嘴16、盤(pán)根17、下卡簧18、盤(pán)根19、上卡簧20。
[0020]丟手接頭1:上部為絲扣，可與下井工具串相連接；下部有徑向?qū)ΨQ的螺紋孔，上入剪銷2與中心管11聯(lián)接。
[0021]剪銷2:如上所說(shuō)，聯(lián)接丟手接頭I與中心管11。
[0022]打撈頭3:上部有打撈頸，用于打撈；下部有3個(gè)均布的槽孔與卡瓦5上部的“托”鏈接。
[0023]彈性卡箍4:截面為矩形，由彈簧鋼做成開(kāi)口圓環(huán)，卡在本體6的卡瓦限位凹槽里。
[0024]卡瓦5:下部外面為等分齒，用于錨定；下部?jī)?nèi)面為錐面；上端有外凸的托，與打撈頭3鏈接；三塊卡瓦周向均布。
[0025]本體6:下端以絲扣與彈性鎖定爪13連接；通過(guò)上卡簧20定位上膠筒7 ;其盤(pán)根槽安裝盤(pán)根19
[0026]上膠筒7:上端外圓有環(huán)形槽,截面為半圓形,通過(guò)上卡簧20與本體6定位。
[0027]上錐體8:上部為錐形體；上部?jī)?nèi)面絲扣與活塞10連接；下部?jī)?nèi)面內(nèi)槽，可嵌入下卡簧18,定位下膠筒9。
[0028]下膠筒9:上端外圓有環(huán)形槽,截面為半圓形,通過(guò)下卡簧18與上錐體8定位。
[0029]活塞10:以絲扣與上錐體8連接。
[0030]中心管11:上部對(duì)稱側(cè)孔可裝入剪銷2 ;下部以絲扣與鎖定管14連接。
[0031]下錐體12:上部為錐形體；下部絲扣與導(dǎo)向頭15 ;中部開(kāi)槽便于組裝和觀察。
[0032]彈性鎖定爪13:上部絲扣與本體6連接；下部為開(kāi)槽彈性爪，爪內(nèi)有齒，可與鎖定管14運(yùn)動(dòng)嚙合。
[0033]鎖定管14:上部?jī)?nèi)面絲扣與中心管11連接；上部外齒可與彈性鎖定爪13運(yùn)動(dòng)嚙合；下部絲扣與導(dǎo)向頭連接。
[0034]導(dǎo)向頭15:內(nèi)扣與鎖定管14連接；外扣與下錐體12連接。
[0035]油嘴16:為空心圓柱體，裝在中心管11與鎖定管14之間。
[0036]盤(pán)根17:為O型密封盤(pán)根，裝在本體上。
[0037]下卡簧18:彈簧鋼絲做成開(kāi)口圓環(huán)，定位下膠筒9和上錐體8。
[0038]盤(pán)根19:為O型密封盤(pán)根，裝在本體上。
[0039]上卡簧20:彈簧鋼絲做成開(kāi)口圓環(huán)，定位上膠筒7和本體6。
[0040]活動(dòng)型井下節(jié)流器使用方法，參閱圖1，含有以下步驟:
[0041]井下節(jié)流器下入預(yù)定位置，操作鋼絲連接的加重桿、振擊器，緩慢上提與之連接的丟手接頭1，從而帶動(dòng)整個(gè)節(jié)流器對(duì)于卡瓦5以及與卡瓦相連接的打撈頭3做相對(duì)上行運(yùn)動(dòng)，施加一定上拉的張力錨定卡瓦5 ;然后下放釋放部份附加張力，保留張力略大于原來(lái)的自重張力；然后，較快速上拉鋼絲，以便產(chǎn)生向上的振擊力:丟手接頭1，帶動(dòng)中心管11、鎖定管14、導(dǎo)向頭15、下錐體12，壓縮下膠筒10，同時(shí)驅(qū)動(dòng)上錐體8、活塞10上行壓縮上膠筒7，實(shí)現(xiàn)密封；鎖定管14上行同時(shí)，其外齒與彈性鎖定爪13的內(nèi)齒實(shí)現(xiàn)爬升“咬合”，鎖定壓縮行程；最后，振擊力拉斷銷釘2，實(shí)現(xiàn)丟手，中心管11上端露出本體外。
[0042]需要維護(hù)打撈時(shí)，下入打撈工具串加重桿+振擊器+打撈器，到位后，下壓撈住節(jié)流器打撈頭3，上拉少許力確認(rèn)對(duì)接成功；向下振擊中心管11上端面，使中心管11下端連接的鎖定管14與彈性鎖定爪13脫開(kāi)而解除鎖定，釋放了膠筒壓縮力，使膠筒在打撈過(guò)程始終處于自然狀態(tài)；繼續(xù)下?lián)?，解除卡瓦?duì)于本體的錨定；上起工具串帶動(dòng)卡瓦回收，可順利起出節(jié)流器及打撈工具串。
[0043]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明活動(dòng)型井下節(jié)流器，具有鎖緊——釋放膠筒的壓縮行程的雙重功能，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)捷可靠，徹底揚(yáng)棄了活動(dòng)式井下節(jié)流器傳統(tǒng)的彈簧機(jī)構(gòu)；并且它以一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)具有(彈簧機(jī)構(gòu)+反鎖機(jī)構(gòu))兩個(gè)復(fù)雜機(jī)構(gòu)的功能。
[0044]通過(guò)“彈爪鎖緊一釋放機(jī)構(gòu)”(簡(jiǎn)稱:“彈爪鎖放機(jī)構(gòu)”或者“彈爪機(jī)構(gòu)”)來(lái)實(shí)現(xiàn)坐封和釋放膠筒?！皬椬︽i放機(jī)構(gòu)”是由彈性鎖定爪13下端的開(kāi)口彈性爪的內(nèi)齒與鎖定管14上端的外齒，在上拉擊坐封力的作用下，相互“咬合”完成，鎖定上拉擊產(chǎn)生的壓縮膠筒的行程；打撈時(shí)，通過(guò)下?lián)簦质箖烧叩姆蛛x，完全釋放原來(lái)壓縮膠筒的行程，使始終膠筒在打撈過(guò)程始終處于自然狀態(tài)。
[0045]為進(jìn)一步改善硫化對(duì)膠筒不利影響，改進(jìn)后的節(jié)流器膠筒均采用活動(dòng)裝配形式，這種形式能有效防止膠筒受力過(guò)程的撕裂傷害。同時(shí)，在上膠筒7、下膠筒9與剛體套之間增加了上卡簧20、下卡簧18設(shè)置，這種卡簧設(shè)置，是利用開(kāi)口的鋼絲圓環(huán)的彈性，使上卡簧20、下卡簧18在上膠筒7、下膠筒9與膠筒相配合的剛體之間互相制約，在膠筒上設(shè)計(jì)有放置鋼絲的環(huán)形外槽，與膠筒相配合的剛體上也設(shè)計(jì)有鋼絲環(huán)形內(nèi)槽。相當(dāng)于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中給膠筒上了 “鎖”，使膠筒不能脫離與之限位的剛體，也不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)發(fā)生撕裂傷害。
[0046]實(shí)施例2:
[0047]以井下油管為27/8油管為例，其內(nèi)徑為62mm;活動(dòng)型節(jié)流器剛體最大外徑為58mm，卡瓦張開(kāi)度不小于64.5mm。
[0048](I)平衡油套管壓力:可通過(guò)關(guān)井復(fù)壓平衡，或者用高壓軟管聯(lián)通油套來(lái)平衡壓力，以保證節(jié)流器上下處于平衡狀態(tài)。
[0049](注:所有的工具串井口下入和起出時(shí)，都要合理操作井口防噴管與井口總閘，以隔離井下流體。)
[0050](2)用直徑59.5mm的通徑規(guī)通井。
[0051](3)下入測(cè)試工具串，測(cè)液面、井底測(cè)壓，獲取相關(guān)參數(shù)。
[0052](4)下入節(jié)流器:下入過(guò)程中，卡瓦始終處于單向向下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一只能下不能上。
[0053](5)坐封丟手:下入預(yù)定位置，操作鋼絲連接的加重桿、振擊器，緩慢上提，拉動(dòng)與之連接的丟手接頭I，從而帶動(dòng)整個(gè)節(jié)流器相對(duì)于卡瓦5以及與卡瓦相連接的打撈頭3做上行運(yùn)動(dòng)，施加上拉的張力約1800N，錨定卡瓦5 ;然后下放釋放部份張力，保留張力略大于原自重張力；較快速上拉鋼絲，以便產(chǎn)生上擊力:丟手接頭1，帶動(dòng)中心管11、鎖定管14、導(dǎo)向頭15、下錐體12，壓縮下膠筒10，同時(shí)驅(qū)動(dòng)下錐體8、活塞10上行壓縮上膠筒7，實(shí)現(xiàn)密封；鎖定管14上行同時(shí)，其外齒與彈性鎖定爪13的內(nèi)齒實(shí)現(xiàn)爬升“咬合”，鎖定壓縮行程；最后，振擊力拉斷銷釘2，實(shí)現(xiàn)丟手，中心管11上端露出本體外。
[0054](6)節(jié)流器工作狀態(tài):起出井內(nèi)的工具串，恢復(fù)流程后，節(jié)流器就處于節(jié)流工作狀態(tài)。
[0055](7)打撈:需要維護(hù)打撈時(shí)，下入打撈工具串(加重桿+振擊器+打撈器)，到位后，下壓撈住節(jié)流器打撈頭3，上拉少許力確證對(duì)接成功；向下振擊中心管11上端面，使中心管11下端連接的鎖定管14與彈性鎖定爪13脫開(kāi)而解除鎖定，膠筒壓縮力被釋放，使膠筒在打撈過(guò)程中始終處于自然狀態(tài)；繼續(xù)下?lián)?，解除卡瓦?duì)于本體的錨定；上起工具串帶動(dòng)卡瓦回收，起出節(jié)流器。而后，可下入重新配產(chǎn)的節(jié)流器。
【權(quán)利要求】
1.一種活動(dòng)型井下節(jié)流器，其特征在于:丟手接頭為圓柱體形，丟手接頭上端部位有外螺紋，丟手接頭上端部能與試井工具串，振擊器+加重桿+試井鋼絲的下端連接； 丟手接頭下端通過(guò)剪銷與中心管聯(lián)接； 打撈頭下端的孔槽與卡瓦上端的托部相鏈接；彈性卡箍形狀為彈簧鋼材料制成的開(kāi)口彈性圓環(huán)，置于本體的卡瓦槽內(nèi)，限制卡瓦周向移出；上膠筒裝在本體上，通過(guò)上卡簧固定；上卡簧及下卡簧均為彈簧鋼鋼絲做成開(kāi)口圓環(huán)；下卡簧固定的是下膠筒與上錐體；上錐體與活塞以絲扣連接；下錐體下端與導(dǎo)向頭絲扣連接；彈性卡爪與本體下端的絲扣連接；鎖定管上與中心管絲扣連接，下與導(dǎo)向頭絲扣連接；油嘴置放于中心管與鎖定管之間的環(huán)形空間；盤(pán)根裝在本體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種活動(dòng)型井下節(jié)流器，其特征是:用彈性鎖定爪與鎖定管構(gòu)成鎖定一釋放機(jī)構(gòu)；彈性鎖定爪下部開(kāi)槽，下端內(nèi)面有一段內(nèi)齒；鎖定管上端外圓有相同齒形的外齒；二者相互嚙合，可鎖定或者釋放軸向位移的行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種活動(dòng)型井下節(jié)流器，其特征是:上卡簧及下卡簧均為彈簧鋼鋼絲做成的開(kāi)口圓環(huán)；上卡簧固定上膠筒；下卡簧固定下膠筒；卡簧截面的內(nèi)半圓，掛住在膠筒外環(huán)形槽里，卡簧截面的外半圓，掛住其上端的金屬部件的內(nèi)環(huán)形槽里面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種活動(dòng)型井下節(jié)流器，其特征是:用截面為矩形的開(kāi)口環(huán)形的彈性卡箍，來(lái)限制卡瓦周向移出。
5.活動(dòng)型井下節(jié)流器使用方法，含有以下步驟: 井下節(jié)流器下入預(yù)定位置，操作鋼絲連接的加重桿、振擊器，緩慢上提與之連接的丟手接頭，從而帶動(dòng)整個(gè)節(jié)流器對(duì)于卡瓦，以及與卡瓦相連接的打撈頭做相對(duì)上行運(yùn)動(dòng)，施加一定上拉的張力錨定卡瓦；然后下放釋放部份附加張力，保留張力略大于原來(lái)的自重張力；然后，較快速上拉鋼絲，以便產(chǎn)生向上的振擊力:丟手接頭，帶動(dòng)中心管、鎖定管、導(dǎo)向頭、下錐體，壓縮下膠筒，同時(shí)驅(qū)動(dòng)上錐體、活塞上行壓縮上膠筒，實(shí)現(xiàn)密封；鎖定管上行同時(shí)，其外齒與彈性鎖定爪的內(nèi)齒實(shí)現(xiàn)爬升“咬合”，鎖定壓縮行程；最后，振擊力拉斷銷釘，實(shí)現(xiàn)丟手，中心管上端露出本體外； 需要維護(hù)打撈時(shí)，下入打撈工具串；加重桿+振擊器+打撈器，到位后，下壓撈住節(jié)流器打撈頭，上拉少許力確認(rèn)對(duì)接成功；向下振擊中心管上端面，使中心管下端連接的鎖定管與彈性鎖定爪脫開(kāi)而解除鎖定，釋放了膠筒壓縮力，使膠筒在打撈過(guò)程始終處于自然狀態(tài)；繼續(xù)下?lián)?，解除卡瓦?duì)于本體的錨定；上起工具串帶動(dòng)卡瓦回收，可順利起出節(jié)流器及打撈工具串。
【文檔編號(hào)】E21B31/107GK104047580SQ201310078669
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】陳迅, 代娟, 潘云兵, 何亞彬 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司