节流嘴结构、高抗硫固定式井下节流器及其捕捞方法与流程

本发明涉及天然气开采领域，更具体地是涉及节流嘴结构、高抗硫固定式井下节流器及其捕捞方法。

背景技术：

1、天然气的应用具备极大的潜力，因此研发并推广天然气开采技术和配套工具势在必行，例如井下节流器。节流分为井下节流和地面节流，而地面节流受环境温度影响，容易结冰，因此需要配置水套炉等设备进行加热，防止结冰。而水套炉的设备的配置增加了成本以及故障点，因此针对非超高压的环境现主要采用井下节流。井下节流器是一种设置在井筒，能起到节流降压并防止形成水合物堵塞的井下工具，其能降低井口压力并实现节能降耗等。

2、传统的井下节流器在使用时存在诸多缺陷：

3、1.传统的井下节流器主要适用于低含硫气田，在高含硫气田中易被腐蚀；

4、2.节流嘴部分为直径不可变的进出口，对不同工期的节流适应性差、节流效果较低；

5、3.节流器内壁强度差，易被冲蚀；

6、4.这类井下节流器能承受的压力有限，不适用于超高压的工况；

7、5.传统的节流器，例如现有技术cn201810289u所公开的固定式井下节流器，其节流嘴为通过喷嘴套安装在固定套上的喷嘴，喷嘴内孔为节流孔，其用于将井下的流体向上流通用。在后续捕捞时，由于喷嘴上、下端的内外压差极大，受此内外压差限制，需要关闭上端阀门，等待喷嘴内外压力平衡后才可进行节流器捕捞，而等待压力平衡耗时长，常规耗时24～48h，降低了工作效率，增加了油气开采成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供节流嘴结构、高抗硫固定式井下节流器及其捕捞方法，从而满足超高压工况节流的需求的同时，无需在地面配置相关加热设施，降低施工成本。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种节流器用节流嘴结构，所述节流嘴结构安装在固定套节流端，在所述固定套上且位于节流嘴结构上方设置有将其内、外表面连通的排气孔，在所述固定套内孔中设置有通过弹性件将排气孔内端与固定套内孔阻隔的滑套，且改变弹性件的形变状态能使排气孔与固定套内孔连通。

4、进一步地，在所述固定套内壁上且位于排气孔上侧设置有轴肩，所述滑套的一端与轴肩接触，其另一端通过弹性件与节流嘴结构抵接，压缩弹性件，能使排气孔与固定套内孔连通。

5、进一步地，所述节流嘴结构包括安装在固定套内孔中且仅竖向向上与固定套内孔挡止配合的喷嘴以及固定在固定套内孔上且与喷嘴底部竖向向下挡止配合的喷嘴套。

6、进一步地，在所述喷嘴的内孔中安装有变径筒，且所述变径筒在竖向向上与喷嘴的内孔挡止配合。

7、进一步地，所述喷嘴套与固定套通过销钉连接。

8、第二方面，本发明公开了一种高抗硫固定式井下节流器，所述节流器的节流嘴为上述中任一项所述的节流嘴结构，所述固定套安装在节流器的中心密封管的底端。

9、进一步地，在所述中心密封管的径向外凸部和固定套的顶端端面之间设置有套设在中心密封管上且处于轴向抵接的密封组件，所述密封组件包括多个沿着轴线依次设置的密封圈单件，所述密封圈单件之间插接，且插接部位形成环形密封腔。

10、进一步地，在所述中心密封管的中间部位设置有将其内、外表面连通的排砂孔。

11、进一步地，在所述节流器的捕捞头上套装有防砂卡，所述防砂卡的底端延伸到节流器的外筒的一侧并能与座放短节顶端密封配合。

12、第三方面，本发明公开了一种高抗硫固定式井下节流器捕捞方法，所述方法基于上述中任一项所述的节流器进行实施，其包括如下内容：

13、节流器投放到井下设计深度后进行捕捞时，将下推工具放入节流器内孔，使其带动滑套移动，从而改变弹性件的形变状态，以使排气孔与固定套内孔连通，从而使节流嘴内、外连通，通过排气孔进行其内、外压力平衡；待压力平衡后，采用捕捞工具将节流器捕捞出。

14、本发明的有益效果如下：

15、1.本发明所设计的这种节流嘴结构，其可以在进行捕捞作业时，通过调节节流嘴内部结构，增大节流嘴结构内、外通路，继而使其下端的高压能通过增大的通路快速地与其外部的低压连通，进行快速地压力平衡，无需等待几十小时，实际实施时只需几个小时，甚至及时分钟，极大地缩短了平衡压力所需的时间，从而提高了捕捞的工作效率，有效地降低了油气开采成本以及待工时间；

16、2.当需要更换节流结构时，更换变径筒即可，其余部件不用更换。具体操作如下：向下撞击滑套，以推动喷嘴和喷嘴套下移，从而将销钉截断，以使喷嘴套、喷嘴以及变径筒一同从固定套掉出，然后更换上新的变径筒，再将上述部件安装到固定筒上即可；这样通过将变径筒可更换，从而能降低使用时的成本，并提升整个结构适应于不同气井开采期的情况，提升本方案的适用性；

17、3.防砂卡材料为橡胶，其下端在节流器进入过程中轴向受压后径向膨胀，以防止砂石进入本工具与座放短节间的缝隙，以防止砂卡，便于节流器捕捞；

18、4.井筒中气体节流完后，即顶部阀门关闭，中心管外部会进行沉降，例如砂等较重的杂质会在流体中下沉，其主要落在密封组件周围；而下次打开阀门时，流体上行，并从排砂孔排出部分，以将外部的砂子清除部分，防止砂卡，便于节流器捕捞；

19、5.本发明通过对固定套内壁与中心管内壁采用qpq表面处理技术，并且喷嘴与变径筒均采用硬质合金抗冲蚀材料，在高含硫气田中不易被腐蚀，提高了节流器在高含硫气田中抗冲蚀的能力，降低了工具损坏的风险；

20、6.将密封组件设置成多个密封圈单件，以便于可以通过调节密封圈单件的数量来调节轴向的压紧力，以使其满足各类节流器的尺寸；邻两个密封圈单件之间形成环形密封腔，以使环形密封腔中的气体在密封组件轴向压紧后，基于密封圈单件的压力形变，形成自动密封性，以提升密封组件的密封性能。

技术特征：

1.一种节流器用节流嘴结构，所述节流嘴结构安装在固定套(10)节流端，其特征在于，在所述固定套(10)上且位于节流嘴结构上方设置有将其内、外表面连通的排气孔(19)，在所述固定套(10)内孔中设置有通过弹性件(18)将排气孔(19)内端与固定套(10)内孔阻隔的滑套(17)，且改变弹性件(18)的形变状态能使排气孔(19)与固定套(10)内孔连通。

2.根据权利要求1所述的一种节流器用节流嘴结构，其特征在于，在所述固定套(10)内壁上且位于排气孔(19)上侧设置有轴肩(20)，所述滑套(17)的一端与轴肩(20)接触，其另一端通过弹性件(18)与节流嘴结构抵接，压缩弹性件(18)，能使排气孔(19)与固定套(10)内孔连通。

3.根据权利要求1所述的一种节流器用节流嘴结构，其特征在于，所述节流嘴结构包括安装在固定套(10)内孔中且仅竖向向上与固定套(10)内孔挡止配合的喷嘴(14)以及固定在固定套(10)内孔上且与喷嘴(14)底部竖向向下挡止配合的喷嘴套(12)。

4.根据权利要求3所述的一种节流器用节流嘴结构，其特征在于，在所述喷嘴(14)的内孔中安装有变径筒(15)，且所述变径筒(15)在竖向向上与喷嘴(14)的内孔挡止配合。

5.根据权利要求3所述的一种节流器用节流嘴结构，其特征在于，所述喷嘴套(12)与固定套(10)通过销钉(11)连接。

6.一种高抗硫固定式井下节流器，其特征在于，所述节流器的节流嘴为权利要求1～5中任一项所述的节流嘴结构，所述固定套(10)安装在节流器的中心密封管(7)的底端。

7.根据权利要求6所述的一种高抗硫固定式井下节流器，其特征在于，在所述中心密封管(7)的径向外凸部(21)和固定套(10)的顶端端面之间设置有套设在中心密封管(7)上且处于轴向抵接的密封组件，所述密封组件包括多个沿着轴线依次设置的密封圈单件(22)，所述密封圈单件(22)之间插接，且插接部位形成环形密封腔(23)。

8.根据权利要求6所述的一种高抗硫固定式井下节流器，其特征在于，在所述中心密封管(7)的中间部位设置有将其内、外表面连通的排砂孔(24)。

9.根据权利要求6所述的一种高抗硫固定式井下节流器，其特征在于，在所述节流器的捕捞头(1)上套装有防砂卡(6)，所述防砂卡(6)的底端延伸到节流器的外筒(2)的一侧并能与座放短节顶端密封配合。

10.一种高抗硫固定式井下节流器捕捞方法，其特征在于，所述方法基于权利要求6～9中任一项所述的节流器进行实施，其包括如下内容：

技术总结
本发明公开了节流嘴结构、高抗硫固定式井下节流器及其捕捞方法，涉及天然气开采技术领域，解决现有节流器压力平衡耗时长等技术问题。节流嘴结构安装在固定套节流端，在固定套上且位于节流嘴结构上方设置有将其内、外表面连通的排气孔，在固定套内孔中设置有通过弹性件将排气孔内端与固定套内孔阻隔的滑套，且改变弹性件的形变状态能使排气孔与固定套内孔连通。本发明可以在进行捕捞作业时，通过调节节流嘴内部结构，增大节流嘴结构内、外通路，继而使其下端的高压能通过增大的通路快速地与其外部的低压连通，进行快速地压力平衡，极大地缩短了平衡压力所需的时间，提高了捕捞的工作效率。

技术研发人员：张华礼,付玉坤,马辉运,喻成刚,杨健,吴勇,江源,李奎,杨永韬,李梦雪,喻冰,邓悟,易德正
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13