本發(fā)明涉及油氣開采、儲(chǔ)氣庫設(shè)備自動(dòng)化，特別涉及一種可自動(dòng)切換和易更換固定油嘴和節(jié)流方法。

背景技術(shù)：

1、在油氣開采及儲(chǔ)氣庫注采過程中，通常使用生產(chǎn)管匯來實(shí)現(xiàn)節(jié)流降壓和求產(chǎn)配產(chǎn)的功能。通過精細(xì)設(shè)計(jì)的固定孔徑，固定油嘴在生產(chǎn)管匯中發(fā)揮著控制氣液流量和穩(wěn)定井口壓力的關(guān)鍵作用，有效避免因過度開采導(dǎo)致的油井損壞，確保油井的生產(chǎn)效率和安全性，同時(shí)預(yù)防潛在生產(chǎn)事故。因此，合理有效配置節(jié)流降壓管匯中的固定油嘴，對(duì)提高油井的生產(chǎn)效率、安全性和可持續(xù)性等方面具有重要意義。

2、現(xiàn)有固定油嘴設(shè)計(jì)簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，成本較低，具有固定的流量設(shè)定，適用于需要固定流量的場合，具備一定的可預(yù)測性和可控性，但在油氣井地面測試和油氣井生產(chǎn)過程等使用中，固定油嘴還存在如下幾方面的不足。

3、(1)現(xiàn)有固定油嘴裝置只能安裝一種規(guī)格固定油嘴，無法根據(jù)工況變化和作業(yè)要求來快速地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4、(2)現(xiàn)有固定油嘴裝置在更換其他規(guī)格固定油嘴時(shí)需對(duì)裝置進(jìn)行復(fù)雜拆裝，耗時(shí)嚴(yán)重，且存在一定操作風(fēng)險(xiǎn)。

5、(3)現(xiàn)有固定油嘴裝置在更換固定油嘴期間，需要關(guān)閉固定節(jié)流閥上下游的閘板閥以卸掉固定油嘴內(nèi)的壓力后才能進(jìn)行固定油嘴的更換，使得整體工藝復(fù)雜，影響正常生產(chǎn)效率。

6、(4)現(xiàn)有固定油嘴裝置在流量或壓力較小的情況下無法實(shí)現(xiàn)全關(guān)功能，需上下游閘閥配合實(shí)現(xiàn)全關(guān)，導(dǎo)致工藝繁瑣，設(shè)備復(fù)雜。

7、因此，為了有效解決現(xiàn)有固定式節(jié)流閥在使用過程中存在的不足，亟需發(fā)明一種新型多功能固定油嘴，以滿足油氣井生產(chǎn)過程中，因油井產(chǎn)量和壓力等因素隨時(shí)間變化，而需要靈活快速地調(diào)節(jié)固定油嘴的過流通道尺寸或面積來滿足變化工況的需求，達(dá)到精確節(jié)流目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自動(dòng)切換和易更換固定油嘴。本發(fā)明通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿i使固定油嘴切換護(hù)套軸向移動(dòng)，從而達(dá)到切換固定油嘴的目的，由于固定油嘴切換護(hù)套中安裝有兩種規(guī)格的固定油嘴，可以根據(jù)工況需要快速切換適合工況的固定油嘴進(jìn)行工作，解決了傳統(tǒng)固定節(jié)流閥僅有一個(gè)規(guī)格固定油嘴無法適應(yīng)油氣開采中工況突然變化需要快速更換油嘴的問題，以及更換不同規(guī)格的固定油嘴時(shí)需要關(guān)閉上下游閥門而導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降的問題；本發(fā)明可通過拆卸可更換密封蓋更換固定油嘴，當(dāng)固定油嘴因被沖蝕或其他原因需要更換時(shí)，可以打開可更換密封蓋將固定油嘴取出并進(jìn)行更換，解決了傳統(tǒng)固定節(jié)流閥在更換固定油嘴時(shí)過程繁瑣冗長，需自外而內(nèi)的進(jìn)行拆卸導(dǎo)致裝配難度大的問題；當(dāng)固定油嘴需要更換或維護(hù)時(shí)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿i使固定油嘴切換套軸向移動(dòng)，使另一固定油嘴處于工作狀態(tài)，此時(shí)可打開可更換密封蓋對(duì)固定油嘴進(jìn)行更換或維護(hù)，解決了傳統(tǒng)固定式節(jié)流閥更換固定油嘴期間，需要關(guān)閉固定節(jié)流閥上下游的閘板閥以卸掉固定節(jié)流閥內(nèi)的壓力后才能進(jìn)行固定油嘴更換的問題，并提升了油氣生產(chǎn)效率；本發(fā)明通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿i使固定油嘴切換護(hù)套軸向移動(dòng)，從而達(dá)到全關(guān)的目的，由于固定油嘴切換護(hù)套中安裝有兩種規(guī)格的固定油嘴，在兩個(gè)固定油嘴之間有一段節(jié)流中斷面，可以根據(jù)工況需要快速至全關(guān)狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)固定式節(jié)流閥在節(jié)流出現(xiàn)異常的情況下，無法實(shí)現(xiàn)全關(guān)狀態(tài)的問題；在右密封盤上和軸承座上通過定位凸起進(jìn)行機(jī)械輔助定位，降低了精確定位的電控難度，解決了固定油嘴切換時(shí)不能準(zhǔn)確定位至過流通道正中間的問題；

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種可自動(dòng)切換和易更換固定油嘴，其特征在于：包括右密封盤蓋、空心伺服直流電機(jī)、可更換密封蓋i、泄壓螺釘i、驅(qū)動(dòng)桿i、右密封盤、填料壓蓋i、填料i、主殼體、固定油嘴i、填料ii、填料壓蓋ii、驅(qū)動(dòng)桿罩i、切換機(jī)構(gòu)、固定油嘴切換護(hù)套、固定油嘴ii、左密封盤、可更換密封蓋ii、泄壓螺釘ii，所述切換機(jī)構(gòu)包括軸承座蓋、推力軸承i、傳動(dòng)蝸輪、傳動(dòng)蝸桿、推力軸承ii、軸承座、直流電機(jī)、電驅(qū)連接裝置、手動(dòng)轉(zhuǎn)輪、驅(qū)動(dòng)桿ii；

3、所述空心伺服直流電機(jī)與右密封盤蓋通過螺栓連接，所述空心伺服直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)桿i的外連接螺紋i通過螺紋連接，所述驅(qū)動(dòng)桿i上的孔眼iv與固定油嘴切換護(hù)套上的螺紋連接孔xviii通過栽絲連接，所述固定油嘴i、固定油嘴ii與固定油嘴切換護(hù)套上的螺紋連接孔xvii通過螺紋連接，所述填料壓蓋i、填料i、填料ii、填料壓蓋ii同軸，所述填料壓蓋i與主殼體上的螺紋連接孔viii通過螺紋連接，所述填料i放置于主殼體上的孔眼viii內(nèi)，所述填料ii放置于主殼體上的孔眼vii內(nèi)，所述填料壓蓋ii與主殼體上的螺紋連接孔v通過螺紋連接，所述右密封盤上的孔眼v與主殼體上的螺紋連接孔vii通過栽絲連接，所述右密封盤上的孔眼vi與右密封盤蓋上的孔眼i通過螺栓連接，所述可更換密封蓋上的螺紋連接孔i與右密封盤上的螺紋連接孔iii通過螺釘連接，所述泄壓螺釘i與可更換密封蓋上的螺紋連接孔ii通過螺紋連接，所述左密封盤上的通孔xiii與主殼體上的螺紋連接孔iv通過栽絲連接，所述軸承座上的孔眼xi與左密封盤上的孔眼xii通過螺栓連接，所述軸承座蓋上的孔眼ix與軸承座上的螺紋連接孔xiv通過栽絲連接，所述驅(qū)動(dòng)罩i上的外連接螺紋ii與軸承座蓋上的螺紋連接孔x通過螺紋連接，所述電驅(qū)連接裝置與軸承座蓋上的螺紋連接孔xii通過栽絲連接，所述直流電機(jī)與電驅(qū)連接裝置通過螺栓連接，所述驅(qū)動(dòng)桿ii上的外螺紋與傳動(dòng)蝸輪上的螺紋連接孔xiii通過螺紋連接，所述推力軸承i放置于傳動(dòng)蝸輪的凸臺(tái)i上，所述推力軸承ii放置于傳動(dòng)蝸輪的凸臺(tái)ii上，所述推力軸承i、傳動(dòng)蝸輪和推力軸承ii組裝體放置于軸承座的通道i內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)桿ii上的螺紋連接孔xv通過栽絲連接所述可更換密封蓋ii上的螺紋連接孔xx與左密封盤上的螺紋連接孔xix通過螺釘連接，所述泄壓螺釘ii與可更換密封蓋ii上的螺紋連接孔xxi通過螺紋連接。

4、所述右密封盤蓋上設(shè)有孔眼i、定位凸臺(tái)i、孔眼ii,所述可更換密封蓋i上設(shè)有螺紋連接孔i、螺紋連接孔ii、孔眼iii,所述右密封盤上設(shè)有孔眼v、更換腔i、螺紋連接孔iii、孔眼vi、切換通道i，所述更換腔i用于放置可更換密封蓋i，所述切換通道i與主殼體上的切換通道ii同軸。

5、所述驅(qū)動(dòng)桿i上設(shè)有孔眼iv、外連接螺紋i,所述驅(qū)動(dòng)桿罩i上設(shè)有外連接螺紋ii，所述驅(qū)動(dòng)桿ii上設(shè)有外連接螺紋iii、螺紋連接孔xv。

6、所述主殼體上設(shè)有螺紋連接孔iv、螺紋連接孔v、孔眼vii、切換通道ii、螺紋連接孔vi、密封圈安裝槽i、過流通道i、螺紋連接孔vii、螺紋連接孔viii、孔眼viii、螺紋連接孔ix、密封圈安裝槽ii。

7、所述軸承座上設(shè)有螺紋連接孔xiv、通道i、孔眼xi、定位凸臺(tái)ii，所述軸承座蓋上設(shè)有孔眼ix、螺紋連接孔x、孔眼x、螺紋連接孔xi、螺紋連接孔xii，所述孔眼x與傳動(dòng)蝸桿同軸,所述傳動(dòng)蝸輪上設(shè)有螺紋連接孔xiii、凸臺(tái)i、凸臺(tái)ii。

8、所述固定油嘴切換護(hù)套上設(shè)有螺紋連接孔xvi、螺紋連接孔xvii、密封面、螺紋連接孔xviii，所述固定油嘴切換護(hù)套放置于主殼體上的切換通道ii中，所述固定油嘴切換護(hù)套可在右密封盤的切換通道i、主殼體的切換通道ii、左密封盤的切換通道iii中活動(dòng)。

9、所述左密封盤上設(shè)有切換通道iii、孔眼xii、螺紋連接孔xix、更換腔ii、孔眼xiii，所述切換通道iii與主殼體切換通道ii同軸，所述更換腔ii用于放置可更換密封蓋ii，所述可更換密封蓋ii上設(shè)有螺紋連接孔xx、螺紋連接孔xxi、孔眼xiv。

10、本發(fā)明還提供了一種節(jié)流方法，采用上述可自動(dòng)切換和易更換固定油嘴，i、更換或維護(hù)異常的固定油嘴i、固定油嘴ii的方法，包括以下步驟：

11、s1、監(jiān)測固定油嘴i或固定油嘴ii是否出現(xiàn)異常

12、通過使用流量計(jì)或壓力傳感器等儀器，監(jiān)測流體流量或壓降是否正常，若流體出現(xiàn)流量明顯波動(dòng)，或在進(jìn)口壓力不變的情況下，出口壓力明顯增加或減小，則表示正在工作的固定油嘴已經(jīng)發(fā)生異常，需要進(jìn)行更換或維護(hù)；

13、s2、切換不同規(guī)格的固定油嘴i或固定油嘴ii進(jìn)行工作

14、一共可放置兩種規(guī)格的固定油嘴，即固定油嘴i和固定油嘴ii，若其中一個(gè)固定油嘴出現(xiàn)異常時(shí)，則切換至另一個(gè)固定油嘴進(jìn)行工作。以下示例以固定油嘴i出現(xiàn)異常為例，當(dāng)需要更換固定油嘴i時(shí)，直流電機(jī)啟動(dòng)，通過使傳動(dòng)蝸桿和傳動(dòng)蝸輪運(yùn)作，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿ii沿軸向移動(dòng)，同時(shí)空心伺服直流電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿i沿軸向移動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)固定油嘴切換護(hù)套沿軸向移動(dòng)，從而切換不同規(guī)格的固定油嘴ii進(jìn)行工作，在固定油嘴切換護(hù)套移動(dòng)時(shí)，固定油嘴切換套接觸到右密封盤蓋上的定位凸臺(tái)i或軸承座上的定位凸臺(tái)ii時(shí)將不再移動(dòng)，以進(jìn)行機(jī)械輔助定位，并通過直流電機(jī)和空心伺服直流電機(jī)上的程序定位，共同定位；

15、s3、更換及維護(hù)

16、此時(shí)，出現(xiàn)異常的固定油嘴i已被移動(dòng)至可更換密封蓋i下，此時(shí)先打開泄壓螺釘i進(jìn)行泄壓，再打開可更換密封蓋i，對(duì)出現(xiàn)異常的固定油嘴i進(jìn)行更換或維護(hù)，更換或維護(hù)完畢后，安裝可更換密封蓋i并關(guān)上泄壓螺釘i完成此次更換或維護(hù)工作；

17、ii、切換不同規(guī)格的固定油嘴i、固定油嘴ii

18、s1、檢測當(dāng)前固定油嘴是否符合工況

19、通過使用流量計(jì)或壓力傳感器等儀器，檢測流體流量或壓降是否滿足當(dāng)前工況的需要，若符合則繼續(xù)工作，如不符合則需要切換符合當(dāng)前工況的固定油嘴進(jìn)行工作；

20、s2、判斷

21、根據(jù)當(dāng)前工況的需要，確定所需的工作流量范圍，進(jìn)而判斷使用何種規(guī)格的固定油嘴i；

22、s3、檢驗(yàn)

23、根據(jù)判斷得出所需規(guī)格的固定油嘴，檢驗(yàn)本發(fā)明裝置中是否含有該種規(guī)格的固定油嘴，若無則需進(jìn)行更換操作，若有則可進(jìn)行切換至固定油嘴i、固定油嘴ii；

24、s4、更換

25、將不需要規(guī)格的固定油嘴i、固定油嘴ii移動(dòng)至可更換密封蓋i或可更換密封蓋ii下，打開可更換密封蓋i或可更換密封蓋ii，對(duì)不需要規(guī)格的固定油嘴i、固定油嘴ii進(jìn)行更換為所需規(guī)格的固定油嘴，更換完畢后，安裝可更換密封蓋i或可更換密封蓋ii完成此次更換工作；

26、s5、切換

27、裝置一共可放置兩種規(guī)格的固定油嘴i、固定油嘴ii，當(dāng)需要切換固定油嘴時(shí)，直流電機(jī)和空心伺服直流電機(jī)啟動(dòng)，通過使傳動(dòng)蝸桿和傳動(dòng)蝸輪運(yùn)作，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿i和驅(qū)動(dòng)桿ii沿軸向移動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)固定油嘴切換護(hù)套沿軸向移動(dòng)，從而切換不同規(guī)格的固定油嘴i、固定油嘴ii進(jìn)行工作，在固定油嘴切換護(hù)套移動(dòng)時(shí)，固定油嘴切換套接觸到右密封盤蓋上的定位凸臺(tái)i或軸承座上的定位凸臺(tái)ii時(shí)將不再移動(dòng)，以進(jìn)行機(jī)械輔助定位，并通過直流電機(jī)和空心伺服直流電機(jī)上設(shè)定的程序，共同定位；

28、iii、將固定油嘴切換至全關(guān)狀態(tài)

29、s1、檢測當(dāng)前固定油嘴節(jié)流流體工況是否異常

30、通過使用流量計(jì)或壓力傳感器等儀器，監(jiān)測流體流量或壓降是否正常，若流體出現(xiàn)流量大幅明顯波動(dòng)，或在進(jìn)口壓力不變的情況下，出口壓力增加或減小，則表示固定油嘴節(jié)流流體工況發(fā)生異常，需要立即終止；

31、s2、切換至全關(guān)狀態(tài)

32、裝置一共可放置兩種規(guī)格的固定油嘴，即固定油嘴i、固定油嘴ii，在兩種規(guī)格的固定油嘴之間存在一段密封面，當(dāng)需要使固定油嘴全關(guān)時(shí)，直流電機(jī)和空心伺服直流電機(jī)啟動(dòng)，通過使傳動(dòng)蝸桿和傳動(dòng)蝸輪運(yùn)作，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿i和驅(qū)動(dòng)桿ii沿軸向移動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)固定油嘴切換護(hù)套沿軸向移動(dòng)，從而將密封面移動(dòng)至過流通道i，在固定油嘴切換護(hù)套移動(dòng)時(shí)，通過直流電機(jī)和空心伺服直流電機(jī)上設(shè)定的程序進(jìn)行定位。

33、本發(fā)明的有益效果是：

34、(1)裝有兩組不同規(guī)格的固定油嘴，可通過快速切換不同規(guī)格的固定油嘴適應(yīng)油氣開采中工況的突然變化。

35、(2)簡化了固定油嘴的更換方式，降低了拆裝難度、節(jié)省了裝配時(shí)間。

36、(3)固定油嘴切換過程中，不需要停產(chǎn)，保證了正常生產(chǎn)效率。

37、(4)實(shí)現(xiàn)了固定式節(jié)流閥全關(guān)的功能，簡化操作工藝。

38、(5)其內(nèi)設(shè)置填料密封和泄壓孔，成體系的密封保護(hù)，既避免了井下氣液外泄，也使切換裝置安裝腔內(nèi)零件不受液氣高壓沖蝕影響，減緩了零件因受氣液沖蝕影響而導(dǎo)致零件磨損損壞，并保障了工作人員的施工安全。

39、(6)使用機(jī)械輔助定位，減少了電控難度，在切換時(shí)，可使固定油嘴處于流道正中央，避免固定油嘴切換后對(duì)位不正的情況。