一种天然气井用节流装置和方法与流程

本发明属于油气钻采，具体属于一种天然气井用节流装置和方法。

背景技术：

1、天然气在开采过程中，由于地层与采出气系统之间存在压力差很难稳定在某个范围内，井底天然气在地面节流之后，由于环境温度较低，会形成天然气水合物，天然气的正常生产造成了较大困难。为了克服这种困难，在天然气井的适当位置投放节流装置，使得节流处压力降低满足生产集输系统需求的同时，井筒位置环境温度的较高，有效的拟制了天然气水合物的形成，很好的保证了天然气的可靠开发。

2、目前，天然气开采过程中，最有效的方式就是在井筒设定位置投放节流工具。采用简单钢丝投放的方式将节流器投放至预定位置，依靠卡瓦撑开，胶筒密封的方式封闭油管内通径。采用这种简单的施工工艺，可以高效的将节流器投放至预定位置达到节流效果。但是，现有的节流工具在使用的过程中，由于结构的问题频繁出现滤砂效果不理想，节流器出现砂埋现象；其次出现投放容易，解封打捞困难，节流工具断脱严重，导致无法正常打捞，造成天然气井积液死井现象。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种天然气井用节流装置和方法，用于解决天然气井节流生产过程中，节流器投放困难、打捞成功率低的技术问题。可以简单投放实现设定位置节流，正常生产过程中能够保证节流功能有效实现，结构可靠容易打捞。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种天然气井用节流装置，包括投放杆、芯管和气嘴固定部件；

4、所述投放杆贯穿于芯管与底部的气嘴固定部件相固定连接；

5、所述气嘴固定部件的下端部连接防砂部件，所述防砂部件上设置有孔缝；所述气嘴固定部件的上端部连接芯管卡定部件；

6、所述芯管卡定部件包括下本体，所述下本体内部设置有内径变小的阻挡和卡定机构；阻挡用于对芯管进行定位，卡定机构用于对芯管进行卡定锁死；

7、所述下本体的上端连接密封胶筒的下端；密封胶筒的上端连接卡瓦下楔体的下端；卡瓦下楔体的上端连接卡瓦的下端；卡瓦的上端连接卡瓦上托体的下端，卡瓦上托体的上端连接上本体的下端；投放杆和芯管从上至下依次穿过上本体、卡瓦上托体、卡瓦、卡瓦下楔体、密封胶筒和下本体；

8、上本体和投放杆之间设置有打捞部件；所述上本体的外侧壁上固定有芯管剪钉；芯管剪钉固定连接芯管和上本体；所述上本体的外侧壁上固定有本体连接剪钉，本体连接剪钉固定连接打捞部件和上本体；

9、所述气嘴固定部件的两侧固定有投放剪钉，投放剪钉固定连接投放杆与气嘴固定部件。

10、优选的，所述防砂部件的外表面设置有钨合金电镀层。

11、优选的，所述上本体的上端设置有缩颈阻挡机构，缩颈阻挡机构用于定位打捞部件。

12、优选的，所述卡定机构包括卡定环和锁紧环；所述卡定环设置在下本体的顶部，所述锁紧环用于锁紧芯管；所述卡定环与下本体支架之间通过卡定稳钉进行固定连接。

13、优选的，所述卡瓦下楔体上设置有滑动槽，滑动槽的宽度与卡瓦相同。

14、进一步的，滑动槽有三道分别与芯管轴线夹角呈15°分布在圆柱体的圆周方向上。

15、优选的，所述气嘴固定部件与芯管卡定部件的连接部位设置有密封圈。

16、优选的，所述气嘴固定部件的两端均设置有螺纹，气嘴固定部件与防砂部件和芯管卡定部件进行螺纹连接。

17、一种天然气井用节流方法，基于上述任意一项所述的一种天然气井用节流装置，包括以下过程，

18、天然气井用节流装置下放至井筒预定位置后，地面投放动力装置刹车，天然气井用节流装置在惯性的作用下，卡瓦沿卡瓦下楔体运动；卡瓦顺势撑开，与油管内壁咬合；

19、投放杆在地面装置施加上提力时，开始向上运动；密封胶筒开始压缩，随着上提力越来越大；密封胶筒完全封闭油管内径，当加载力达到剪断投放剪钉的力量时，投放剪钉被剪断；天然气井用节流装置投放成功，开始起节流作用。

20、优选的，当需要打捞时，打捞工具与打捞部件相连接，在震击解卡的过程中本体连接剪钉被剪断同时芯管剪钉也被剪断；此时，卡瓦在卡瓦上托体的带动下开始收回，卡瓦不再受力，解卡完成；

21、同时工具串继续向上运动，上本体将带动芯管上移，密封胶筒收缩，所有的工具附件将随工具串一起被提出井筒。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

23、本发明提供一种天然气井用节流装置，往下井下投放，在设定位置停止后，依靠“惯性”工具锚定部分与油管壁“卡和”，投放工具串向上运动，胶筒收缩紧贴油管壁，当达到一定作业力时，芯轴拔脱投放成功。解封时，专用解封工具与该工具打捞部位卡和之后，地面投捞装置施加向上运动作用力，当作用力达到一定数值时，锚定块向上运动同时密封胶筒收缩，该工具本体与打捞工具一起被移走。本发明在节流工具投放过程中，中心杆为实心结构具有较高的抗拉强度，并且将剪钉设置在底部保证了该工具顺利固定在预定油管位置。本发明的天然气井用节流装置，在打捞解封的过程中，克服了传统节流工具的受力薄弱点，保证了解封过程中本体的可靠性，降低了节流工具打捞解封过程中的失效问题。本发明提供的节流工具投放简单、功能可靠、解卡容易，用于天然气井节流生产，拟制“水合物”形成，保障天然气正产生产。

24、进一步的，通过采用钨合金电镀防砂部件底部的耐冲蚀部位，保证不被冲蚀。

技术特征：

1.一种天然气井用节流装置，其特征在于，包括投放杆(1)、芯管(6)和气嘴固定部件(17)；

2.根据权利要求1所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，所述防砂部件(18)的外表面设置有钨合金电镀层。

3.根据权利要求1所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，所述上本体(3)的上端设置有缩颈阻挡机构，缩颈阻挡机构用于定位打捞部件(2)。

4.根据权利要求1所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，所述卡定机构包括卡定环(12)和锁紧环(14)；所述卡定环(12)设置在下本体(16)的顶部，所述锁紧环(14)用于锁紧芯管(6)；所述卡定环(12)与下本体(16)支架之间通过卡定稳钉(13)进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，所述卡瓦下楔体(10)上设置有滑动槽，滑动槽的宽度与卡瓦(9)相同。

6.根据权利要求5所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，滑动槽有三道分别与芯管(6)轴线夹角呈15°分布在圆柱体的圆周方向上。

7.根据权利要求1所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，所述气嘴固定部件(17)与芯管卡定部件的连接部位设置有密封圈(19)。

8.根据权利要求1所述的一种天然气井用节流装置，其特征在于，所述气嘴固定部件(17)的两端均设置有螺纹，气嘴固定部件(17)与防砂部件(18)和芯管卡定部件进行螺纹连接。

9.一种天然气井用节流方法，其特征在于，基于权利要求1至8任意一项所述的一种天然气井用节流装置，包括以下过程，

10.根据权利要求9所述的一种天然气井用节流方法，其特征在于，当需要打捞时，打捞工具与打捞部件(2)相连接，在震击解卡的过程中本体连接剪钉(4)被剪断同时芯管剪钉(5)也被剪断；此时，卡瓦(9)在卡瓦上托体(8)的带动下开始收回，卡瓦(9)不再受力，解卡完成；

技术总结本发明公开了一种天然气井用节流装置和方法，包括投放杆；投放杆贯穿于芯管与底部的气嘴固定部件相固定连接；气嘴固定部件的下端部连接防砂部件，防砂部件上设置有孔缝；气嘴固定部件的上端部连接芯管卡定部件；芯管卡定部件包括下本体，下本体内部设置有内径变小的阻挡和卡定机构；阻挡用于对芯管进行定位，卡定机构用于对芯管进行卡定锁死；下本体的上端连接密封胶筒的下端；上本体的外侧壁上固定有芯管剪钉；芯管剪钉固定连接芯管和上本体；上本体的外侧壁上固定有本体连接剪钉，本体连接剪钉固定连接打捞部件和上本体；气嘴固定部件的两侧固定有投放剪钉，投放剪钉固定连接投放杆与气嘴固定部件。技术研发人员：张朋举,杨青松,于晓明,张旬,张耀刚,杨琦,李振金受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30