一种井下可调式节流装置

技术领域

本发明涉及一种井下可调式节流装置。

背景技术

气井在生产过程中为控制气量会在采气的气路中设置井下可调式节流装置进行节流，由于节流后天然气压力和温度降低，天然气中水与甲烷、乙烷等分子会形成致密的雪白色结晶状水合物，易造成井下可调式节流装置气嘴的堵塞，影响气田的正常生产。

为了解决该问题，一般会将井下可调式节流装置下入到油管内适当位置，充分利用地温对节流后的气体进行加热，防止水合物的生成，如申请公布号为CN106996280A、申请公布日为2017年08月01日的中国发明专利公开的一种预置式可调节流器，其结构分为调节装置和动控装置两部分，原理为动控装置接收地面上位机发送的指令控制电机转动，电机的正反转运动转换为节流嘴阀杆的往复直线运动，对阀座与阀杆锥头间孔径进行实时双向可逆调节，来实现对产气量的调控。具体的，气体从底部过滤器经过调节阀节流后进入下壳体内腔，再通过阀杆外环形空间，流经卡瓦座、中心管后从出气口进入油管。

该井下可调式节流装置虽然实现井下节流及调整，但其存在的问题在于：由于气体节流后冲击力增大，对气流通道各部件的冲蚀作用加强，而井下可调式节流装置在使用时，气体依次流过下壳体内腔、再通过阀杆外环形空间，流经卡瓦座、中心管后从出气口进入油管，导致气流流过的通道过长，容易对所流经的部件造成损伤，进而导致井下可调式节流装置易出现故障。另外，由于阀杆与阀座间为锥体与锥面接触，调节时,阀杆轻微移动时,阀杆和阀座之间环形通道过流面积变化较大，导致调节精度比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下可调式节流装置，以解决现有技术中井下可调式节流装置因节流后的气体易对其工作部件造成损伤而导致井下可调式节流装置易出现故障的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的井下可调式节流装置的技术方案是：

一种井下可调式节流装置，包括转接头以及分别连接在转接头的上下两端上的流量调节机构及井下坐封机构，所述井下坐封机构用于实现所述井下可调式节流装置在井下油管内的坐封，且所述转接头与井下坐封机构组成的组件的中部具有供气体通过的气流通道，所述气流通道的进口位于井下坐封机构上，出口位于转接头上，所述流量调节机构包括壳体，壳体连接在转接头上，壳体的内腔与气流通道的出口连通，所述壳体上具有内外连通出气孔，气流通道的出口与出气孔之间的气路为出气通道，所述流量调节机构还包括用于对所述出气通道的流量进行调节的阀塞。

有益效果是：井下可调式节流装置的整个井下坐封机构设置在转接头以下，工作时，气体经气流通道的出口进入壳体内腔内，然后经出气孔流出，气流通道的出口与出气孔之间的路径形成出气通道，阀塞在壳体内腔内对出气通道的通流能力进行调节，节流后的气体经壳体内腔及出气孔流出井下可调式节流装置，流经路径短，避免节流后产生的高冲击力的气体对井下可调式节流装置的零部件造成损伤，降低井下可调式节流装置的故障率，提高井下可调式节流装置的耐用性。

作为进一步地改进，所述壳体内设置有阀筒，所述阀筒下端与气流通道的出口密封连接，且阀筒的筒壁上开设有供气体通过的气口，以将阀筒内腔与壳体内腔连通，所述阀塞沿上下方向与阀筒配合，以控制所述气口的开度。

有益效果是：气口开设在阀筒的筒壁上，控制气口开度的大小能够控制出气通道的流量，具体调节时，通过阀塞的上下移动可以更小的变化率改变气口的开度，从而实现高精度的节流控制。

作为进一步地改进，所述气口为上下延伸的长孔。

有益效果是：气口采用上下延伸的孔结构，能够实现对流量更高精度的控制。

作为进一步地改进，所述阀筒上下贯通，且阀筒的上端与壳体密封配合，所述阀塞设置在阀筒内。

有益效果是：阀塞设置在阀筒内，避免节流后的高冲击力的气体冲击阀塞，实现对阀塞的保护，降低井下可调式节流装置的故障率。

作为进一步地改进，所述气口与所述出气孔错开设置。

有益效果是：气口与出气孔错开布置，使得经气口喷出的气体能够在壳体内腔内进行缓冲，降低节流后的气体的冲击力。

作为进一步地改进，所述出气孔斜向上倾斜设置。

有益效果是：出气孔斜向上倾斜设置，使得经出气口喷出的气体具有一定的向上的速度，助推油管内的气体向上排出。

作为进一步地改进，所述壳体的内腔内设置有用于对腔壁进行保护的防护套。

有益效果是：设置防护套，能够对壳体内腔进行保护，提高井下可调式节流装置的耐用性。

作为进一步地改进，所述转接头的上端伸至转接头内并固定，转接头的上端面承载所述防护套。

有益效果是：直接利用转接头承载防护套，无需针对防护套设计和设置相应的承载结构，使得井下可调式节流装置的结构更加简单。

作为进一步地改进，所述转接头下端伸至井下坐封机构的封隔器外筒内并固定，转接头的下端面对井下坐封机构的封隔器外筒内的部件进行限位。

有益效果是：采用转接头对井下坐封机构内的部件进行限位，无需针对井下坐封机构的封隔器外筒内的部件设计和设置限位结构，使得井下可调式节流装置的结构更加简单。

作为进一步地改进，所述流量调节机构包括向所述阀塞传递动力的转动件，以及将转动件的转动动作转化为上下动作的驱动件，所述转动件周向转动、轴向限位地设置在壳体上，所述转动件与壳体转动密封配合，所述阀塞连接在驱动件上。

有益效果是：传递动力的过程中，转动件的转动动作转化为驱动件的上下动作，避免转动件做转动动作的同时又上下运动，基于此，通过转动件与壳体的转动密封配合即可实现驱动部件与壳体的密封配合，保证密封的可靠性。

附图说明

图1为本发明中井下可调式节流装置实施例1的结构示意图；

图2为本发明中井下可调式节流装置实施例1的与驱动装置配合的结构示意图；

附图标记说明：

1、转接头；2、封隔器外筒；3、解封销钉；4、封隔器内筒；5、坐封销钉；6、中心管；7、卡瓦；8、封隔器；9、气流通道；10、进口；11、过滤件；12、安装座；13、下壳体；14、阀筒；15、气口；16、阀塞；17、上壳体；18、转动件；19、驱动件；20、驱动装置；21、出气孔；22、防护套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的井下可调式节流装置的具体实施例1：

如图1所示，井下可调式节流装置包括转接头1，以及连接在转接头1上部的流量调节机构和连接在转接头1下部的井下坐封机构，井下可调式节流装置通过井下坐封机构坐封在井下油管内，流量调节机构则用于实现井下可调式节流装置气体流量的调节。

具体的，井下坐封机构包括封隔器外筒2、解封销钉3、封隔器内筒4、坐封销钉5、中心管6、卡瓦7和封隔器8，具体使用时，井下可调式节流装置在油管内下至一定的深度后急停，坐封销钉5在惯性作用下被剪断，卡瓦7和封隔器8撑开实现井下可调式节流装置在油管内的坐封。关于井下坐封机构的具体结构和工作原理属于现有技术，在此不再予以赘述。

井下坐封机构与转接头1组成的组件具有气流通道9，为使井下气体能够进入气流通道9内，气流通道9的进口位于封隔器以下，本实施例中，气流通道9的进口10具体设置在井下坐封机构的底面上。另外，本实施例中，为了对气体进行过滤，井下可调式节流装置还包括设置在气流通道9内的过滤件11，如图1所示，过滤件11通过安装座12安装在转接头1上，其柱状滤芯伸至气流通道9内，过滤件11的出气口构成气流通道9的出口使得出口位于转接头1上。

关于转接头1与井下坐封机构的连接方式，本实施例中，井下坐封机构通过封隔器外筒2套装旋紧在转接头1下侧，转接头1的下端伸至封隔器外筒2内，对井下坐封机构的位于封隔器外筒2内的部件进行限位。

流量调节机构包括壳体，壳体具体包括下壳体13，如图1所示，下壳体13套装并旋紧在转接头1上侧，下壳体13包括内腔和与其内腔连通的中心孔，下壳体13的内腔与气流通道9的出口连通。为了对气体流量进行节流，流量调节机构还包括设置在下壳体13内腔及中心孔内的阀筒14，阀筒14采用硬质合金，阀筒14下端与气流通道9的出口密封对接，上端与中心孔的孔壁密封配合，阀筒14位于下壳体13的内腔内的一段的筒壁上开设有气口15，气口15为上下延伸的长孔，本实施例中，长孔尺寸为0.5*20mm，流量调节机构还包括设置在阀筒14内的阀塞16，为了驱动阀塞16上下运动，流量调节机构还包括向阀塞16传递动力的传动部件。具体的，流量调节机构的壳体还包括上壳体17，上壳体17旋装并通过销钉18锁定在下壳体13上，上壳体17与下壳体13配合的一端的内孔的孔径大于下壳体13的中心孔的孔径，同时，上壳体17内孔上端的内壁面上具有台阶结构，传动部件包括设置在上壳体17内腔中的转动件18，转动件18的下端面与下壳体13的上端面配合，上端面与上壳体17内腔内的台阶面配合，从而实现转动件18周向可转动、轴向限位地在上壳体17和下壳体13之间的安装，传动部件还包括与阀塞16连接的驱动件19，具体的，驱动件19上端与转动件18插装并止转配合，下端通过螺纹旋装在下壳体13的中心孔中，转动件18上端具有与驱动装置的驱动轴止转配合的传动配合结构。转动件18上端与上壳体17密封配合，驱动件19下端与阀筒14密封配合。上壳体17顶部设置有打捞结构。

下壳体13上开设有出气孔21，关于出气孔的数量，本实施例中，沿下壳体13周向开设有六个出气孔21，且各出气孔21均斜向上布置，具体的，出气孔21的内孔口位于下壳体内腔的顶壁上，外孔口位于下壳体13的与中心孔位置相对应的外壁上。由于节流后气体的冲击力较大，流量调节机构还包括设置在下壳体13内腔内的防护套22，通过防护套22对下壳体13内腔周向的腔壁进行保护。本实施例中，防护套22为陶瓷套。

需要对井下可调式节流装置进行流量调节时，如图2所示，驱动装置20通过传动配合结构与转动件18传动配合，在驱动装置20的驱动下，转动件18转动，进而带动驱动件19传动，由于驱动件19与下壳体13的中心孔螺纹配合，驱动件19转动的同时能够进行上移和下移，进而能够改变气口15的开度，实现节流调节。调节过程中通过驱动装置20前方安置的传感器监测实际所转的圈数，计算出阀筒14调节的大小。打捞时直接下入打捞筒，抓住上壳体14上的打捞结构后向上震击，使中心管6上部脱离解封销钉3，在重力作用下中心管6向下移动拉开胶筒活动范围，胶筒内部弹簧舒张解封胶筒，卡瓦7向内收缩实现打捞。

本发明所提供的井下可调式节流装置的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，阀筒为上下开口筒结构，本实施例中，阀筒只有一端开口，开口与气流通道的出口密封对接，阀塞为套装在阀筒外侧的环套型结构。

本发明所提供的井下可调式节流装置的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，流量调节机构还包括与气流通道的出口密封对接的阀筒，阀筒上开设气口，通过阀塞16上下移动来调整气口的开度，这样的调节结构使得气体流量的调节更加精确，本实施例中，在满足气量调节精度要求的前提下，不再设置阀筒，阀塞为与气流通道的出口配合的锥形塞。

本发明所提供的井下可调式节流装置的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：本实施例中，传动部件为与流量调节机构的壳体滑动密封配合的推杆，对应的，驱动装置采用电推杆。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。