一種用于井下液位控制的節(jié)流閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)流閥領(lǐng)域，尤其涉及一種在井下氣液分離及同井回注的天然氣井中的用于井下液位控制的節(jié)流閥。
【背景技術(shù)】
[0002]氣井水淹是制約天然氣生產(chǎn)的主要問題之一，尤其是在淺層天然氣氣藏開采過程中，由于氣藏能量不足而帶來的矛盾更為突出。采用井下氣液分離及回注技術(shù)，能在井下將天然氣中的水分離出來，并直接回注地層。井下分離回注技術(shù)比較其它排水采氣的方法具有以下優(yōu)點:①使高含水氣井大幅度降低產(chǎn)液量和含水率，從而可以大幅度降低舉升成本和操作成本；②節(jié)省了地面水處理費用，減少防腐劑、防垢劑和絮凝劑等有毒化學(xué)劑的使用量，降低了對環(huán)境的污染；③延長應(yīng)報廢的高含水氣井的經(jīng)濟壽命，從而可以延長氣田的開采期；④減少了用于回注產(chǎn)出水的注水井?dāng)?shù)目，節(jié)約基建投資費用及增設(shè)地面設(shè)備的擴建費用投資；鑒于其諸多優(yōu)點，井下氣液分離及回注技術(shù)逐漸受到人們的關(guān)注，并逐漸對井下分離及回注系統(tǒng)進行設(shè)備研制和試驗。
[0003]在應(yīng)用井下分離及回注技術(shù)的氣井中，利用井下泵(比如螺桿泵)進行回注時，要求泵有充足的水供應(yīng)防止泵抽空，發(fā)生干磨而導(dǎo)致泵燒毀，所以泵的吸水液位的控制是至關(guān)重要的。如今井下液位檢測控制的方法主要有兩種，一種就是聲波探測法，只能測油井的靜液面，而無法隨時檢測套管出氣的氣井水淹液位；另一種是井下壓力傳感器，由于要長時間放置井下，而且要實時數(shù)據(jù)傳輸，井下傳感器存在壽命短和費用高的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種能夠即時檢測套管出氣的氣井水淹液位，且結(jié)構(gòu)簡單、聯(lián)結(jié)方便、使用壽命長的用于井下液位控制的節(jié)流閥。
[0005]本發(fā)明采用以下設(shè)計方案:
一種用于井下液位控制的節(jié)流閥，包括閥體和閥芯，所述閥體4呈圓柱形，閥體4的中部徑向開設(shè)貫穿軸心的閥芯孔，閥體4上、下部沿軸心分別開設(shè)U型槽，上、下U型槽外圍軸向開設(shè)上、下貫通的產(chǎn)氣通道16，上、下U型槽內(nèi)對稱開設(shè)與閥芯孔貫通的回水通道15，在下U型槽外圍開設(shè)與閥芯孔貫通的平衡氣道7 ;所述閥芯13是與閥芯孔滑動密封配合的滑閥結(jié)構(gòu)，在閥芯13外表面開設(shè)油槽11和回注水溝槽10，回注水溝槽10與回水通道15形成配合；在閥芯13 —端通過壓縮彈簧6和調(diào)節(jié)螺栓5將閥芯13限定在閥芯孔內(nèi)，并且壓縮彈簧6工作區(qū)與平衡氣道7連通；閥芯13另一端通過限位墊片14將閥芯13限定在閥芯孔內(nèi)，限位墊片14加工有通孔，將閥體4的外部環(huán)空與該閥芯13端的閥芯孔間隙連通。
[0006]上述方案還包括:
在閥芯13外表面還開設(shè)油槽11和密封圈溝槽，密封圈溝槽內(nèi)設(shè)有與閥芯孔密封配合的密封圈12。
[0007]閥體4上下U型槽內(nèi)分別插接密封配合有內(nèi)管。
[0008]閥體4上下端部分別連接有外管，內(nèi)管與閥體4結(jié)合部設(shè)有密封圈。
[0009]閥體4上下的內(nèi)外管之間構(gòu)成的環(huán)形空間與產(chǎn)氣通道16連通。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:(I)結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。⑵聯(lián)結(jié)方便，直接聯(lián)結(jié)在油管下面，不增加設(shè)備的徑向尺寸。(3)滑閥滑動摩擦小，液位控制精度高。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種用于井下液位控制的節(jié)流閥的安裝示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明一種用于井下液位控制的節(jié)流閥的閥體A-A面剖面圖。
[0013]圖3是本發(fā)明一種用于井下液位控制的節(jié)流閥的俯視圖。
[0014]圖中1.外管A，2.內(nèi)管A，3.密封圈，4.閥體，5.調(diào)節(jié)螺栓，6.壓縮彈簧，7.平衡氣道，8.內(nèi)管B，9.外管B，10.回注水溝槽，11.油槽，12.密封圈，13.閥芯，14.限位墊片，15.回注水道，16.產(chǎn)氣通道。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖1、附圖2和附圖3對本發(fā)明作進一步描述:
一種用于井下液位控制的節(jié)流閥的閥體4呈圓柱形，閥體4的徑向加工有閥芯孔，閥芯13與閥芯孔通過密封圈12密封；閥芯13 —端是壓縮彈簧6和調(diào)節(jié)螺栓5，另一端是限位墊片14 ;調(diào)節(jié)螺栓5可以調(diào)節(jié)壓縮彈簧6的作用力并作為閥芯13的左邊限位；限位墊片14是閥芯13的右邊限位；限位墊片14加工有通孔，將閥體4的外部環(huán)空與閥芯13右端連通；閥芯13為滑閥結(jié)構(gòu)，閥芯13加工有油槽11、密封圈溝槽和回注水溝槽。
[0016]閥體4上部連接外管Al，外管Al內(nèi)部有內(nèi)管A2,內(nèi)管A2與閥體4上部U型槽連接；閥體4下部連接外管B9，外管B9內(nèi)部有內(nèi)管B8，內(nèi)管B8與閥體4下部U型槽連接；閥體4加工有產(chǎn)氣通道16，產(chǎn)氣通道16是閥體4的軸向通孔；外管Al與內(nèi)管A2之間形成環(huán)形空間A，外管B9與內(nèi)管B8之間形成環(huán)形空間B，環(huán)形空間A與環(huán)形空間B通過產(chǎn)氣通道16連通；閥體4加工有回水通道15，回水通道15是閥體4的軸向通孔并與內(nèi)管A2和內(nèi)管B8之間形成連通通道；閥體4軸向加工有平衡氣道7，平衡氣道7將閥芯13左側(cè)空間與環(huán)形空間B連通。
[0017]具體使用時，外管Al上部連接井下分離器，井下分離器上部連接回注泵；外管B9下部連接套管封隔皮碗；產(chǎn)層氣經(jīng)過環(huán)形空間B、產(chǎn)氣通道16和環(huán)形空間A到達井下分離器，井下分離器分離出來的水向下積聚，積聚在套管封隔皮碗上部和上外管Al的外部環(huán)空；閥芯13右邊通過限位墊片14的通孔與分離水連通，作用在閥芯13右邊的壓力是分離水形成水柱壓力和分離水上部的氣壓；閥芯13左邊與平衡氣道7連通，平衡氣道7與環(huán)形空間B連通，作用在閥芯13左邊的壓力是彈簧壓力和環(huán)形空間B的氣壓；回注泵吸入分離水，然后將分離水沿內(nèi)管A2向下回注，回注水依次經(jīng)過內(nèi)管A2內(nèi)部通道、回注水道15、回注水溝槽10和內(nèi)管B8的內(nèi)部空間；當(dāng)分離水液位處于高位時，閥芯13右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力，閥芯13全開，節(jié)流面積最大，回注泵的回注壓力較?。浑S著分離水液位下降，閥芯13左側(cè)彈簧逐漸推動閥芯13向右移動，節(jié)流面積減小，回注泵的回注壓力不斷變大?；刈⒈没刈毫Φ淖兓梢酝ㄟ^采氣井口回注泵驅(qū)動電機電流變化或者與回注泵排液口連通的地面測壓口的壓力變化來判斷，從而根據(jù)電流或者測壓口壓力變化對回壓泵進行啟停。
【主權(quán)項】
1.一種用于井下液位控制的節(jié)流閥，包括閥體和閥芯，其特征是:所述閥體(4)呈圓柱形，閥體(4)的中部徑向開設(shè)貫穿軸心的閥芯孔，閥體(4)上、下部沿軸心分別開設(shè)U型槽，上、下U型槽外圍軸向開設(shè)上、下貫通的產(chǎn)氣通道(16)，上、下U型槽內(nèi)對稱開設(shè)與閥芯孔貫通的回水通道(15)，在下U型槽外圍開設(shè)與閥芯孔貫通的平衡氣道(7);所述閥芯(13)是與閥芯孔滑動密封配合的滑閥結(jié)構(gòu)，在閥芯(13)外表面開設(shè)回注水溝槽(10)，回注水溝槽(10)與回水通道(15)形成配合；在閥芯(13) —端通過壓縮彈簧(6)和調(diào)節(jié)螺栓(5)將閥芯(13)限定在閥芯孔內(nèi)，并且壓縮彈簧(6)工作區(qū)與平衡氣道(7)連通；閥芯(13)另一端通過限位墊片(14)將閥芯(13)限定在閥芯孔內(nèi)，限位墊片(14)加工有通孔，將閥體(4)的外部環(huán)空與該閥芯(13)端的閥芯孔間隙連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下液位控制的節(jié)流閥，其特征是:在閥芯(13)外表面還開設(shè)油槽(11)和密封圈溝槽，密封圈溝槽內(nèi)設(shè)置密封圈(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于井下液位控制的節(jié)流閥，其特征是:閥體(4)上下U型槽內(nèi)分別插接密封配合有內(nèi)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于井下液位控制的節(jié)流閥，其特征是:閥體(4)上下端部分別連接有外管，內(nèi)管與閥體(4)結(jié)合部設(shè)有密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于井下液位控制的節(jié)流閥，其特征是:閥體(4)上下的內(nèi)外管之間構(gòu)成的環(huán)形空間與產(chǎn)氣通道(16)連通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于井下液位控制的節(jié)流閥，包括閥體、閥芯、調(diào)節(jié)螺栓、壓縮彈簧、密封圈、限位墊片；閥體的徑向加工有閥芯孔；閥芯為滑閥結(jié)構(gòu)，閥芯加工有油槽、密封圈溝槽和回注水溝槽；閥體軸向加工有回注水通道和產(chǎn)氣通道；調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)壓縮彈簧作用力；限位墊片加工有通孔，將閥體的外部環(huán)空與閥芯右端連通。該節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單，聯(lián)結(jié)方便，用于排水采氣井井下液位控制從而防止回注泵發(fā)生干磨而導(dǎo)致泵燒毀。
【IPC分類】E21B34-06
【公開號】CN104747122
【申請?zhí)枴緾N201310743940
【發(fā)明人】李建成, 宋中文, 于海葉, 許萍, 趙緒龍, 李建新, 苗智瑜, 孫宇, 于鐵軍
【申請人】中國石油化工集團公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日