[发明专利]一种调孔变压井下节流器

说明书

技术领域

 发明涉及一种涉及石油天然气井节流减压装置，特别是一种通过调节节流孔的数量实现控制井口压力的井下节流器。

背景技术

目前，井下节流工艺是天然气井生产过程中防治水合物形成的主要方法。井下节流的主要原理：天然气通过节流器的节流孔实现天然气体积突增，压力降低，天然气通过节流孔后膨胀吸收地层热量，使得节流后气流的温度能基本恢复到节流前的温度，降低了井筒内天然气水合物形成的概率，这对冬季低温条件下高压天然气的连续稳定生产带来了保障。由于生产过程中的生产条件的变化，例如地层压力、地表温度和配产的需要等，需要调整井下的节流参数，现有技术都是通过调整井下节流器气咀的直径来实现的，但是，这种方式存在以下缺陷：由于调整气咀的直径需要将井下节流器从井中取出，而井下节流器的座封与解封的施工过程又极为复杂而且容易失败，因此现场施工存在着较大的麻烦并且影响天然气井的正常生产。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种可无需进行座封与解封施工的节流器，可通过有限次的开关井口完成对井下节流参数的调节，保证了天然气井的正常生产。

本发明的技术方案是：该种调孔变压井下节流器，由丢手解封机构、调节阀、锚定机构、密封机构和进气机构五部分组成，其独特之处在于：所述调节阀具有阀体和阀芯。阀体为空心圆柱体，在阀体的一端连接有一个开有中央通孔的调节阀顶盖，而阀体的另一端则为中心孔；在中心孔与调节阀顶盖之间，沿所述阀体的内壁依次固定有圆环形的卡口、若干长方体形的调节块和若干支撑块，所述若干调节块和若干支撑块均分别在各自所在的圆周平面上间隔分布；在卡口的外侧开有C节流孔，在卡口的内侧依次开有B、A节流孔。所述阀芯由固定轴、转动轴以及活动塞构成。其中，固定轴的顶端开有用于嵌合压缩弹簧的台阶，转动轴通过转动连接固定在固定轴的下方，在转动轴的外壁上设置有支撑凹槽组和若干菱形块，所述支撑凹槽组由具有不同深度的具有斜边的A、B、C支撑凹槽呈阶梯状连续分布而形成；所述转动轴与活动塞之间为臼形活动接触。所述阀芯被限位于阀体的卡口与调节阀顶盖之间，菱形块所在的位置与调节块所在的位置相对应，所述支撑凹槽组所在的位置与支撑块所在的位置相对应，其中，菱形块之间的间隔距离与调节块的宽度相同，支撑块的个数与所述支撑凹槽组中的单体个数相同。

本发明具有如下有益效果：使用本发明，在节流器座封固定，处理好井口后，此时井下无较大的压差，调节阀上的压缩弹簧处于自由伸缩状态，活动塞下部只有一组节流孔连通中心孔与外界。打开井口阀门，使得调节阀的节流孔两端产生压差，即活动塞的上下两端形成比较高的压差，在这个压差作用下推动着活动塞以及转动轴向节流器的顶端活动，压缩弹簧受到压缩，直至转动轴上的支撑凹槽被阀体上的支撑块卡住后固定不动，这个时候有两组节流孔与外界连通，降低天然气通过节流器的压降，增大了井口的压力。通过再次关井，使得节流孔两端的压差逐步消失，压缩弹簧在自身弹力的作用下，推动着活动塞以及转动轴向节流器的底端活动，在压缩弹簧下推活动塞以及转动轴的过程中，转动轴经过调节块时，转动轴上的菱形块受阀体上的调节块的挤压，进而使得菱形块带动转动轴发生偏转，偏转到相邻的另一块菱形块限制，使得两个菱形块之间空隙正好穿过调节块，在压缩弹簧推动活动塞以及转动轴直至活动塞的下位卡口。再重新打开井口阀门后，由于节流器顶端的压力突然释放，节流器的两端产生较大的压差，在这个压差下，活动塞以及转动轴向节流器的顶端活动，在压缩弹簧下推活动塞以及转动轴的过程中，转动轴的菱形块之间空隙又一次穿过原对应的调节块。随着压缩弹簧继续受压，活动塞以及转动轴的继续上推过程中，支撑块卡住支撑凹槽的倾斜边进入支撑凹槽内，使得支撑凹槽带动转动轴在这个作用力下再次发生一定的转动，直至支撑块卡住支撑凹槽的底部不动。

如此往复开关井，使得转动轴上的各组不同深度的支撑凹槽被阀体上的支撑块卡住后固定不动，此时分别有1-3组节流孔与外界连通，通过改变节流孔数，调节天然气通过节流器的压降，改变井口天然气的压力，实现调压节流的目的。

利用本种节流器仅通过若干次开关井口就可以实现自动调整节流器导通的节流孔数量而改变节流面积，进而实现井下节流器的对油压的调节。该节流器的节流孔可选，实现了不同节流能力的控制，可以满足不同条件下气井生产的需要，特别是冬季与夏季由于地表温度的不同对节流器节流能力的要求也存在一定的差异，通过调整节流器导通的节流孔，进而实现在不形成水合物的堵塞的情况下尽可能提高单井产气量。