[發(fā)明專利]井下壓力調(diào)節(jié)器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610722271.7
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN107780884A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 王磊
• 主分類號(hào): E21B34/08
• 分類號(hào): E21B34/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油開采領(lǐng)域，具體是指井下壓力調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

采用氣壓舉升，是現(xiàn)代采油過程中經(jīng)濟(jì)效益最好的采油方法，氣舉可以不受油井深度的限制，注入氣可以自上而下逐次通過各級(jí)氣舉閥深入液體內(nèi)，使油管底部以上的液體重量變輕，并降低對油層的回壓，從而保證油井順利連續(xù)生產(chǎn)。而現(xiàn)有的氣舉閥在使用過程中，球體在高壓氣流的超強(qiáng)推動(dòng)作用下，不斷發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即球體與球座之間發(fā)生不間斷的相互碰撞而導(dǎo)致球體的氣密性下降，使得氣舉閥對油管內(nèi)油液的調(diào)節(jié)靈活度下降，最終導(dǎo)致氣舉采油的效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供井下壓力調(diào)節(jié)器，方便調(diào)控高壓氣流注入的同時(shí)，保證油管與套管之間穩(wěn)定的氣密性，提高氣舉采油過程中調(diào)控效率。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

井下壓力調(diào)節(jié)器，包括殼體，在所述殼體內(nèi)由上至下依次開設(shè)有調(diào)節(jié)腔、進(jìn)氣腔以及過渡腔，所述調(diào)節(jié)腔內(nèi)安裝有填充有壓縮空氣的氣囊，且調(diào)節(jié)腔通過透氣孔與進(jìn)氣腔連通，所述進(jìn)氣腔通過小孔與過渡腔連通，所述過渡腔與油管連通，在所述進(jìn)氣腔的兩側(cè)開有連通孔，且在進(jìn)氣腔中部設(shè)置有T型的頂桿，回力彈簧套設(shè)在頂桿的豎直段上，頂桿的豎直段頂部貫穿透氣孔后向上延伸至與氣囊連接，在頂桿水平段底部設(shè)置有用于密封小孔的第一球體，且在進(jìn)氣腔的內(nèi)壁上還設(shè)置有彈性橡膠材質(zhì)的墊片，墊片中部開有與小孔同軸的密封孔，所述密封孔的孔徑小于第一球體的直徑。針對現(xiàn)有技術(shù)中氣舉采油時(shí)，對高壓氣流的調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確而導(dǎo)致采油效率降低的問題，發(fā)明人通過設(shè)置不同的腔體來對高壓氣流進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，使得高壓氣流在套管與油管間的流通更為流暢，調(diào)節(jié)更加精確，進(jìn)而提高氣舉采油的效率；使用時(shí)，在套管與油管的環(huán)空部分中設(shè)置多個(gè)殼體，此時(shí)過渡腔與油管內(nèi)部連通，進(jìn)氣腔與過渡腔之間被封隔，且回力彈簧處于拉伸狀態(tài)，向套管內(nèi)注入大量的高壓氣流，高壓氣流通過連通孔進(jìn)入到進(jìn)氣腔通，在進(jìn)氣腔被填充的同時(shí)，高壓氣流通過透氣孔進(jìn)入到調(diào)節(jié)腔中，而調(diào)節(jié)腔內(nèi)的空間被膨脹的氣囊所填充，通過注入的高壓氣流對氣囊的擠壓，氣囊產(chǎn)生形變而使自身的體積減小，此時(shí)氣囊對頂桿的下壓力減小，在回力彈簧的回復(fù)作用力下，頂桿上移，同時(shí)帶動(dòng)第一球體撤銷對小孔的密封，而進(jìn)氣腔中的高壓氣流則通過小孔泄壓以快速通過過渡腔體進(jìn)入到油管內(nèi)，通過高壓氣流對油管內(nèi)油液重力的部分抵消，油管內(nèi)的油液上升所需的升力大幅度下降，即加快了油管內(nèi)的油液泵出效率。

由于高壓氣流的流速不穩(wěn)定，即使得頂桿以及第一球體在豎直方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不規(guī)律，即第一球體與小孔上端面之間會(huì)發(fā)生間斷性的碰撞，且該碰撞產(chǎn)生的作用應(yīng)力不穩(wěn)定，第一球體上用于密封的工作面會(huì)局部受損，即降低密封性能；而發(fā)明人在進(jìn)氣腔的內(nèi)壁上設(shè)置有橡膠材質(zhì)的墊片，該墊片中部開有與小孔同軸的密封孔，且密封孔的孔徑下于第一球體的直徑，即在第一球體發(fā)生間斷性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而與小孔上端面接觸前，第一球體先與墊片發(fā)生柔性接觸，使得第一球體的下移趨勢相對減緩，直至第一球體的工作面與小孔上端面接觸后，第一球體的內(nèi)徑大于密封孔的內(nèi)徑，使得第一球體的外壁會(huì)對密封孔內(nèi)壁形成一定的擠壓，墊片通過形變將第一球體夾持緊固，進(jìn)而加強(qiáng)第一球體對小孔密封性能，防止在調(diào)節(jié)腔內(nèi)氣囊發(fā)生微小形變的同時(shí)，進(jìn)氣腔內(nèi)的高壓氣流則通過小孔泄壓流通至過渡腔內(nèi)，避免殼體內(nèi)高壓氣流的進(jìn)出比過低，即進(jìn)氣量遠(yuǎn)大于出氣量，提高油管內(nèi)氣舉采油的工作效率。

所述過渡腔被分隔成第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室通過氣流通道連通，且第一腔室與油管連通，第二腔室通過小孔與進(jìn)氣腔連通，在第一腔室的內(nèi)壁上設(shè)置有壓縮彈簧，壓縮彈簧的末端安裝有用于密封氣流通道的第二球體。為增加過渡腔體內(nèi)的高壓氣流儲(chǔ)量，將過渡腔分為第一腔室和第二腔室，第一腔室被第二球體與壓縮彈簧所密封，第二腔室通過小孔與進(jìn)氣腔連通，在第二腔室內(nèi)填充至足夠的高壓氣流后，即保證第二腔室中的壓強(qiáng)足夠?qū)⒌诙蝮w推動(dòng)，通過暫存在第二腔室內(nèi)的氣流，使得進(jìn)氣腔中高壓氣流的進(jìn)氣量與第二腔室中的出氣量保持均衡，以保證第一球體對小孔的密閉及第二球體對氣流通道的密閉頻率同步，提高油管內(nèi)的高壓氣流進(jìn)氣量的同時(shí)，提高油管內(nèi)油液的舉升能力。

所述小孔的內(nèi)徑沿頂桿的軸線向下遞減。作為優(yōu)選，將小孔的內(nèi)徑沿頂桿的軸線方向向下遞減設(shè)置，使得在過渡腔內(nèi)的高壓氣流的流速進(jìn)一步增強(qiáng)，即提高油管內(nèi)油液與氣流的上升速率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高油液的舉升效率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：