專利名稱：氣井井下自動防噴器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種用于天然氣井的井下安全裝置，尤其是一種氣井井下自動防噴器，
背景技術(shù)：
天然氣不僅是淸潔能源，更是極為重要的廉價化工原料，越來越受到人們的重視，在世
界各油ffl中，天然氣的開發(fā)比重越來越大。隨著對天然氣開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，安全生產(chǎn)問BII
來越顯得重要。因為采氣井的壓力一般較油井髙，一般在40MPa以上。一旦失控，其后果就 不堪設(shè)想。
在金屬腐蝕因素和不可預(yù)知的人為因素的影響下，設(shè)備的泄漏是不可能完^ii免的.而 這些泄漏事故的隨機(jī)性、偶然性給我們的預(yù)防工作増加了難度；處理亊故的緊迫要求更fl!A 們感到棘手，因為每拖延一分鐘就可能使損失擴(kuò)大成千上萬倍。隨著安全生產(chǎn)意識的加強(qiáng)， 安全生產(chǎn)裝置越來越受到人們的高度重視。
目前的應(yīng)用較多的氣井安全裝置一般是液動、氣動和電動的閘板式安全裝置，在事故發(fā) 生時，靠管理人員的指令迅速關(guān)閉氣路，避免事故的擴(kuò)大。但在管理人員遠(yuǎn)離3i^或無人看 管的情況下往往貽誤嚴(yán)佳關(guān)閉時機(jī)。更先進(jìn)的電控、液控或氣控全自動安全裝置能夠及時自 動地實現(xiàn)關(guān)井，但它必須具備一套靈敏可靠的電液(氣)控制系統(tǒng)。 一旦系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)發(fā) 生故陣，就會使整個裝覽失靈；而偶然的管路泄漏事故一年或者幾年也不一定發(fā)生一次，長
期的環(huán)境侵蝕和管理者的思想麻痹使保持整個系統(tǒng)靈敏可靠的工作變得困難。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、純機(jī)械的氣井井下自動防噴器(以 下簡稱防噴器)。將其安置在產(chǎn)氣層底部，無論何時、何種原因使井口失控，都可以立即實行 井下關(guān)井，避免事故的擴(kuò)大和蹇延，使損失降低到最小，并給事故處理留出足夠的時間，且 能夠在修復(fù)井口后能夠方便地恢復(fù)正常生產(chǎn)。同時還考慮到該裝置能夠在洗井作業(yè)中，能夠 制止洗井液漏入地層的問題。整個防噴器具有全通的內(nèi)孔，便于進(jìn)行全井的測井和洗井作業(yè)。
本實用新型的技術(shù)解決方案是設(shè)計一種具有通孔的雙向自動開關(guān)防噴器，如附圖l所 示。它主要由中心管(l)、閥體壓帽(2)、超高壓組合密封(3)、主閥體(4)、密封座(5)、上密封 園(6)、夕卜簡(7)、下密封圉(8)、控制彈黌(9)、密封對IO)、下接頭(ll)組成。中心管(l)的中部 加工有氣流通道A，下部加工有泄砂孔B。主閥體(4)的中部加工有節(jié)流孔C。由W體壓幅(2)、 超離壓組合密封(3)、主閥體(4)、密封座(5)組成環(huán)形閥組合件，整體為生產(chǎn)管柱的一部分，
該防噴器的井下布置狀態(tài)如附圖2所示,將防噴器(25)連接在上封隔器(23)和下封隔器(27) 之間，利用調(diào)節(jié)油管(24)調(diào)節(jié)兩封隔器之間的距離，使兩封隔器封住整個產(chǎn)氣層，并使該防 噴器處在產(chǎn)氣層(或射孔段)底部。
當(dāng)氣井不生產(chǎn)時(套管閘門和生產(chǎn)閘門均關(guān)閉)，產(chǎn)氣層壓力與生產(chǎn)油管內(nèi)壓力平衡，在 如


圖1所示的防噴器中，控制彈資(9)使環(huán)形閥組合件處在上死點，節(jié)流孔C與氣流通堪A交
錯，該防噴器處于關(guān)閉狀態(tài)，氣層不產(chǎn)氣。
正常生產(chǎn)時，打開生產(chǎn)閘門，生產(chǎn)油管內(nèi)壓力降低。環(huán)形閥組合件上端作用著產(chǎn)氣層髙 壓力，下端作用著生產(chǎn)油管內(nèi)的低壓力，在這個壓差的作用下，環(huán)形閎組合件壓縮控制彈資 (9)下行，節(jié)流孔C與氣流通道A相通，產(chǎn)氣層天然氣進(jìn)入生產(chǎn)油管，開始JH常采氣生產(chǎn)，只
要產(chǎn)氣量不大于該防噴器的設(shè)計最大流量，環(huán)形閥組合件上下端的壓差就不足以使環(huán)形間組 合件下行到下死點，保持產(chǎn)氣層與生產(chǎn)油管相通，防噴器處于正常工作狀態(tài)。
—旦井口失控，生產(chǎn)油管內(nèi)壓力驟然降低，環(huán)形閥組合件上下端壓差突然壤大'通過節(jié) 流孔C的流量增大到防噴器設(shè)計流量時，環(huán)形閥組合件壓縮控制彈簧(9)'下移到下死點'密 封座(5)與外筒(7)之間形成錐面密封，將產(chǎn)氣層與生產(chǎn)油管的通道截斷'從而實現(xiàn)了井下關(guān)井 的目的。5 8小時，或向生產(chǎn)油管內(nèi)打壓，使油壓恢復(fù)到原來生產(chǎn)壓力后，
環(huán)形閥組合件上下壓差恢復(fù).m常，控制彈簧(9)頂起環(huán)形閥組合件，使節(jié)流孔c與氣流通道重
新相通，恢復(fù)正常生產(chǎn)。
在洗井或沖砂作業(yè)時，當(dāng)^產(chǎn)油管內(nèi)壓力大于底層壓力時，環(huán)形閥組合件處于上死點， 該防噴器處于關(guān)閉狀態(tài)，可防止洗井液進(jìn)入地層，從而避免洗井液對產(chǎn)氣層的污染和洗井液 的過量損耗。
本實用新型的有益效果是，在正常生產(chǎn)時不起作用，保證采氣井的正常生產(chǎn)；在井口失 控時及時實行井下關(guān)井，避免事故的繼續(xù)擴(kuò)大，且不受電路、氣路、液路等控制回路故降的 影響；修復(fù)井口后，可方便的恢復(fù)正常生產(chǎn)；在洗井或沖砂作業(yè)時可以避免洗井液對產(chǎn)氣層 的污染和洗井液的過量損耗且可以進(jìn)行全井的測井和洗井作業(yè)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一歩說明。
附
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
附圖2是本實用新型的井下布置示意圖
圖1中的標(biāo)號代表l一中心管；2—閥體壓帽3—超高壓組合密封；4一主W體；5—密
封座；6—上密封圈；7 —外筒；8—下密封圈；9一控制彈簧；IO—密封墊；ll一下接頭。 圖2中的標(biāo)號代表
21—油層套管22—生產(chǎn)油管；23—上封隔器；24—調(diào)節(jié)油管25—氣井井下自動防噴 器；26—產(chǎn)氣層；27—下封隔器。
具體實施方式
在
圖1中，中心管(1)的內(nèi)孔暢通，上端加工有髙壓氣密油管螺紋，以實現(xiàn)與采氣管柱
的密封連接下端的細(xì)牙媒紋與下接頭(11)連接，用以確定控制彈簧(9)與環(huán)形閥組合件 的工作空間；中段上部為光滑密封面，與超高壓組合密封(3)實現(xiàn)高壓密封；中部開有氣流 通道A，下部開泄砂孔B,用以隨時泄去進(jìn)入控制彈簧(9)所處環(huán)形空間的砂，保證彈簧的正
常工作。
由閥體壓帽(2)、超高壓組合密封(3)、主閥體(4)和密封座(5)組成環(huán)形閥組合件。 其中閥體壓帽(2)與主閥體(4)以嫘紋連接，以便于安裝和限定超高壓組合密封(3):主 閥體(4)中部加工有節(jié)流孔C，作為產(chǎn)氣層與中心管(l)內(nèi)孔的節(jié)流通道；密封座(5)下部 為內(nèi)錐面結(jié)構(gòu)，過盈套裝在主閥體(4)上。當(dāng)環(huán)形閥組合件下行到下死點時，密封座(5) 與外筒(7)的外錐面構(gòu)成的高壓密封；
控制彈簧(9)坐在下接頭(11)上，上端抵住主閥體(4)下端面，對環(huán)形閥組合件提 供復(fù)位能量，使環(huán)形閥組合件抵住中心管上部臺肩。
上密封圏(6)和下密封圈(8)形成兩道低壓密封。
外筒(7)上端加工有光滑外錐面，當(dāng)環(huán)形閥組合件下行到下死點時，它與密封座(5)
的內(nèi)錐面構(gòu)成高壓密封外筒(7)下端加工有細(xì)牙內(nèi)蠊紋，與下接頭(11)連接，借助于密
封墊(10)實現(xiàn)髙壓密封。
下接頭(11)下端加工有高壓氣密油管螺紋，便于與下封隔器連接。
圖2表明了本實用新型的井下布置情況。在壓井狀態(tài)下，將氣井井下自動防噴器(25)安
覽在上封隔器(23)和下封隔器(27)之間，并是兩封隔器分居于產(chǎn)氣層(或射孔段)兩惻，
兩封隔器之間的安裝距離由調(diào)節(jié)管(24)調(diào)節(jié)，整個生產(chǎn)管柱與井底相通。封隔器座封后，防
噴器(25)就將產(chǎn)氣層(26)與生產(chǎn)油管(22)內(nèi)孔隔開。
由于整個生產(chǎn)管柱與井底相通，可方便地進(jìn)行全井測井和沖砂作業(yè)。
非生產(chǎn)狀態(tài)時，生產(chǎn)油管內(nèi)孔壓力與產(chǎn)氣層壓力平衡，
圖1所示的防噴器中的環(huán)形閥組
合件上下壓力相等，控制彈簧(9)的預(yù)壓力將環(huán)形閥組件推向上死點，主閥體上的節(jié)流口C
與中心管上的氣流通道A交錯，防噴器處于關(guān)閉狀態(tài)。
正常生產(chǎn)時，井底壓力降低。當(dāng)該防噴器內(nèi)外壓差大于O.SMPa時，環(huán)形閥組件在壓差作用下壓縮控制彈簧(9)下行，使節(jié)流孔C與氣流通道A相通，該防噴器處于工作狀態(tài)。通 過節(jié)流孔C的氣流量越大，壓差越大，環(huán)形閥組件壓縮彈簧的下行量越大只要氣流量不大 于防噴器的最大限定流量，丌關(guān)總處于開啟狀態(tài)，進(jìn)行正常生產(chǎn)。甶于該防噴器直接與下封 隔器相接，減輕了防噴器外部的積砂容積；落到彈簧工作腔里的沉砂可隨時從泄砂孔B泄走， 以免影響彈簧工作。
不管何時，何種原因使井口失控時，流過節(jié)流孔C的氣流量驟然增大。防噴器內(nèi)外產(chǎn)生 很大壓差，在壓差的作用下，環(huán)形閥組件克服彈簧力迅速下降，密封座(5)扣合在外筒(7) 的外錐面上，形成超高壓密封，將產(chǎn)氣層與生產(chǎn)油管的通道截斷，從而實現(xiàn)了井下關(guān)井的目 的。
修復(fù)井口后，關(guān)嚴(yán)井口 5 8小時，或向生產(chǎn)油管內(nèi)打壓，使油壓恢復(fù)到原來生產(chǎn)壓力后， 環(huán)形閥組合件上下壓差恢復(fù)正常，控制彈簧(9)頂起環(huán)形閥組合件，使節(jié)流孔C與氣流通道重
新相通，恢復(fù)正常生產(chǎn)o
在i井或沖砂作業(yè)"，當(dāng)生產(chǎn)油管內(nèi)壓力大于底層壓力時，環(huán)形閥組合件處于上死點， 該防噴器處于關(guān)閉狀態(tài)，可防止洗井液進(jìn)入地層。
權(quán)利要求1、一種氣井井下自動防噴器，由中心管、閥體壓帽、超高壓組合密封、主閥體、密封座、上密封圈、外筒、下密封圈、控制彈簧、密封墊、下接頭組成，其特征是中心管下端的細(xì)牙螺紋與下接頭連接；中段上部為光滑密封面，與超高壓組合密封實現(xiàn)高壓密封；外筒下端的細(xì)牙螺紋與下接頭連接；中心管與外筒體之間裝有由閥體壓帽、超高壓組合密封、主閥體和密封座組成的環(huán)形閥組合件，由彈簧支承在下接頭上，抵在中心管的臺肩上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣井并下自動防噴器，其特征是中心管的中部開有氣流通道A， 下部丌有泄砂孔B。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣井井下自動防噴器，其特征是由閥體壓帽、超高壓組合密封、 主閥體和密封座組成環(huán)形閥組合件，其中閥體壓帽與主閥體以螺紋連接，主閥體中部加工有 節(jié)流孔C，密封座過盈套裝在主閥體上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣井井下自動防噴器，其特征是控制彈簧坐在下接頭上，上端 抵住主閥體下端面，使環(huán)形閥組合件抵住中心管上部臺肩。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣井井下自動防噴器，其特征是外筒上端加工有光滑外錐面， 密封座的下部為內(nèi)錐面結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種氣井井下自動防噴器，它主要由中心管(1)、閥體壓帽(2)、超高壓組合密封(3)、主閥體(4)、密封座(5)、外筒(7)、控制彈簧(9)、下接頭(11)組成；由閥體壓帽(2)、超高壓組合密封(3)、主閥體(4)、密封座(5)組成環(huán)形閥組合件；整體為生產(chǎn)管柱的一部分。將其安置在產(chǎn)氣層底部，無論何時、何種原因使井口失控，都可以立即實行井下關(guān)井，避免事故的擴(kuò)大和蔓延，并給事故處理留出足夠的時間，且能夠在修復(fù)井口后能夠方便地恢復(fù)正常生產(chǎn)。同時還能夠在洗井作業(yè)中，能夠制止洗井液漏入地層。整個防噴器具有全通的內(nèi)孔，便于進(jìn)行全井的測井和洗井作業(yè)。
文檔編號E21B33/12GK201258718SQ20082000939
公開日2009年6月17日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者張積明, 李樹臻, 李紹山, 王志云 申請人:山東萬泰石油設(shè)備研制有限公司