一种井下节流器论文和设计

全文摘要

本申请提供一种井下节流器，包括中心管，在所述中心管的两端分别设有打捞解封机构和座封自锁机构，在所述打捞解封机构和座封自锁机构之间设有卡定密封机构，所述打捞解封机构包括套管、托管、卡瓦托和锁球，所述套管套装在所述中心管上并与所述托管的一端套接，所述托管的另一端与所述座封自锁机构限位连接，所述卡瓦托套装在所述托管上并与套装在所述套管上的挂帽限位连接，所述锁球通过套管限位设置在所述卡瓦托上并使所述卡瓦托与所述托管沿所述中心管轴线的方向锁定，所述卡定密封机构套装在所述托管的侧壁上并分别与所述卡瓦托和所述座封自锁机构相连接。

主设计要求

1.一种井下节流器，其特征在于，包括：中心管(11)，在所述中心管(11)的两端分别设有打捞解封机构和座封自锁机构，在所述打捞解封机构和座封自锁机构之间设有卡定密封机构，所述打捞解封机构包括套管(4)、托管(12)、卡瓦托(10)和锁球(9)，所述套管(4)套装在所述中心管(11)上并与所述托管(12)的一端套接，所述托管(12)的另一端与所述座封自锁机构限位连接，所述卡瓦托(10)套装在所述托管(12)上并与套装在所述套管(4)上的挂帽(5)限位连接，所述锁球(9)通过套管(4)限位设置在所述卡瓦托(10)上并使所述卡瓦托(10)与所述托管(12)沿所述中心管(11)轴线的方向锁定，所述卡定密封机构套装在所述托管(12)的侧壁上并分别与所述卡瓦托(10)和所述座封自锁机构相连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述井下节流器还包括连接投送机构和过滤节流机构，所述连接投送机构的一端通过所述套管(4)与所述中心管(11)相连接，所述连接投送机构的另一端与钢丝作业机的投送工具相连接，所述过滤节流机构设置在所述中心管(11)远离所述打捞解封机构一端的端部并与所述座封自锁机构相连接。

3.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述打捞解封机构还包括提挂环(7)和解封剪钉(8)，所述提挂环(7)的内周面与所述套管(4)螺纹连接从而将所述提挂环(7)固定安装在所述套管(4)上，所述提挂环(7)的外周面上设有剪钉环槽，所述解封剪钉(8)设置在所述卡瓦托(10)的侧壁上并与所述剪钉环槽相配合，构成所述套管(4)与所述卡瓦托(10)的限位机构。

4.根据权利要求3所述的井下节流器，其特征在于，所述卡瓦托(10)为外周面等径的管状结构，包括相连通的第一内径部(1001)、第二内径部(1002)、第三内径部(1005)和第四内径部(1006)，在所述第一内径部(1001)的侧壁上设有与所述挂帽(5)相连接的内螺纹，在所述第二内径部(1002)的侧壁上均匀分布有安装所述解封剪钉(8)的径向剪钉螺纹孔(1003)，在第三内径部(1005)内侧设有容纳所述锁球(9)的环状锁球凹槽(1004)，在所述第四内径部(1006)远离所述第一内径部(1001)一端的端部均匀分布有三个与所述卡定密封机构相连接的斜槽(1007)。

5.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述座封自锁机构包括胶筒托(16)、锁环托(17)、锁环(18)和锁环托套(19)，所述锁环(18)套装在所述托管(12)的端部并与所述托管(12)限位配合，所述锁环托(17)套装在所述锁环(18)的外侧并安装在所述锁环托套(19)一端的内周面上，所述胶筒托(16)套装在所述托管(12)上并与所述锁环托套(19)一端的外周面丝扣连接，所述锁环托套(19)的另一端与所述中心管(11)的端部内周面相配合。

6.根据权利要求5所述的井下节流器，其特征在于，所述托管(12)包括托管扩径段(121)和托管本体(123)，在所述托管扩径段(121)的侧壁上设有一组安装锁球(9)的径向通孔(122)，在所述托管本体(123)远离所述托管扩径段(121)一端的外壁上设有第一单向锯齿锁扣(124)，并且在所述托管本体(123)远离所述托管扩径段(121)一端的内壁上设有密封面。

7.根据权利要求6所述的井下节流器，其特征在于，所述锁环(18)为环状结构，包括锁环本体(181)，在所述锁环本体(181)端部的外周面上设有与所述锁环托(17)相配合的外锥面(182)，在所述锁环本体(181)端部的内周面上设有与所述第一单向锯齿锁扣(124)相配合的第二单向锯齿锁扣(183)。

8.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述卡定密封机构包括套设在所述托管(12)侧壁上的卡瓦(13)、楔形体(14)和密封胶筒(15)，所述卡瓦(13)的一端与所述卡瓦托(10)相连接，所述卡瓦(13)的另一端与所述楔形体(14)的一端滑动连接，所述楔形体(14)的另一端与所述密封胶筒(15)的一端相抵接，所述密封胶筒(15)的另一端与座封自锁机构相抵接。

9.根据权利要求2所述的井下节流器，其特征在于，所述连接投送机构包括接头(1)、剪切销钉(2)和提挂管(3)，所述提挂管(3)的一端套设在所述套管(4)内并与所述中心管(11)的端部相连接，所述提挂管(3)的另一端通过剪切销钉(2)与所述接头(1)的一端固定连接，所述接头(1)的另一端与所述钢丝作业机的投送工具相连接。

10.根据权利要求2所述的井下节流器，其特征在于，所述过滤节流机构包括调节稳销(20)、气嘴(21)、连接帽(22)和滤网罩(23)，所述气嘴(21)设置在所述中心管(11)内，所述的滤网罩(23)套装在所述中心管(11)端部的外周面上并支撑住所述气嘴(21)的端部从而将所述气嘴(21)限位，所述连接帽(22)的一端套装在所述的滤网罩(23)的外周面上并通过设置在所述连接帽(22)内周面上的环形凸台限位，所述连接帽(22)的另一端与所述自锁机构的锁环托套(19)丝扣连接并通过所述调节稳销(20)调节固定。

11.根据权利要求1所述的井下节流器，其特征在于，所述中心管(11)为通径状结构，在所述中心管(11)一端的外周面上设有安装密封圈(6)的第一密封槽(111)、与所述连接投送机构相配合的外螺纹和密封面，在所述中心管(11)另一端的外周面和内周面上分别设有与所述座封自锁机构相配合的外螺纹和用于安装密封圈(6)的第二密封槽(112)，在所述中心管(11)的中部并靠近所述第二密封槽(112)一端的外周面上设有外凸环(113)以及设置在所述外凸环(113)上用于安装密封圈(6)的第三密封槽(114)。

设计说明书

技术领域

本申请涉及气井生产井下节流保温工具技术领域，特别涉及一种井下节流器。

背景技术

目前气井生产主要依靠地层能量维持生产，从而避免使用外部供给能量与动力以达到节能降耗提高经济效益的目的，因此对于地层能量较高的气井，依靠其本身的能量是完全可以将井下气体举升到地面的，但是地面远距离高压传输成本高又不安全，气井终端还无法受用。如果采用地面降压后再输送，那么气体在井口突然失压会吸收并带走大量的热能导致井口吸收水蒸气迅速结冰无法继续生产，这就需要地面配套一系列热能供给系统以保证井口不结冰维护正常的生产，地面供热系统及流程投资增大，同时燃料供给成本高且污染环境。

因此在现有技术中，通过把带节流气嘴的井下节流器及其配套工具通过钢丝作业方式卡定座放在油管中适当位置形成隔断并密封气嘴以外的所有通道，使得天然气通过井下节流器气嘴节流后达到实现降压的目的。虽然在降压过程中温度同时降低，但由于受地层恒温的制约，降温的同时天然气又会在井筒中充分吸收地热量，当较低压力的天然气到达井口时扔保持较高温度，地面无需再次节流降压，不会出现降温过程，可直接远输和利用。

然而目前国内现有的几种节流器存在的共同问题是在下井的过程中遇阻时不能上提解阻，一旦上提即刻卡定座封导致无法下到设计位置；打捞解封成功率低，需要更换节流器的气嘴时有相当部分无法捞出更换。其原因主要是坐封原理本身就是卡瓦贴着油管内壁下入并在上提时坐封，导致现有的节流器只能下入不能上提，打捞解封时要求卡瓦首先松动，而卡瓦本身咬合油管内壁卡定不易解卡，影响了石油开采天然气井节流减压工艺全面推广。

实用新型内容

本申请的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种井下节流器。

为实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种井下节流器，包括中心管11，在所述中心管11的两端分别设有打捞解封机构和座封自锁机构，在所述打捞解封机构和座封自锁机构之间设有卡定密封机构，所述打捞解封机构包括套管4、托管12、卡瓦托10和锁球9，所述套管4套装在所述中心管11上并与所述托管12的一端套接，所述托管12的另一端与所述座封自锁机构限位连接，所述卡瓦托10套装在所述托管12上并与套装在所述套管4上的挂帽5限位连接，所述锁球9通过套管4限位设置在所述卡瓦托10上并使所述卡瓦托10与所述托管12沿所述中心管11轴线的方向锁定，所述卡定密封机构套装在所述托管12的侧壁上并分别与所述卡瓦托10和所述座封自锁机构相连接。

可选的，所述井下节流器还包括连接投送机构和过滤节流机构，所述连接投送机构的一端通过所述套管4与所述中心管11相连接，所述连接投送机构的另一端与钢丝作业机的投送工具相连接，所述过滤节流机构设置在所述中心管11远离所述打捞解封机构一端的端部并与所述座封自锁机构相连接。

可选的，所述打捞解封机构还包括提挂环7和解封剪钉8，所述提挂环7的内周面与所述套管4螺纹连接从而将所述提挂环7固定安装在所述套管4上，所述提挂环7的外周面上设有剪钉环槽，所述解封剪钉8设置在所述卡瓦托10的侧壁上并与所述剪钉环槽相配合，构成所述套管4与所述卡瓦托10的限位设置机构。

可选的，所述卡瓦托10为外周面等径的管状结构，包括相连通的第一内径部1001、第二内径部1002、第三内径部1005和第四内径部1006，在所述第一内径部1001的侧壁上设有与所述挂帽5相连接的内螺纹，在所述第二内径部1002的侧壁上均匀分布有安装所述解封剪钉8的径向剪钉螺纹孔1003，在第三内径部1005内侧设有容纳所述锁球9的环状锁球凹槽1004，在所述第四内径部1006远离所述第一内径部1001一端的端部均匀分布有三个与所述卡定密封机构相连接的斜槽1007。

可选的，所述座封自锁机构包括胶筒托16、锁环托17、锁环18和锁环托套19，所述锁环18套装在所述托管12的端部并与所述托管12限位配合，所述锁环托17套装在所述锁环18的外侧并安装在所述锁环托套19一端的内周面上，所述胶筒托16套装在所述托管12上并与所述锁环托套19一端的外周面丝扣连接，所述锁环托套19的另一端与所述中心管11的端部内周面相配合。

可选的，所述托管12包括托管扩径段121和托管本体123，在所述托管扩径段121的侧壁上设有一组安装锁球9的径向通孔122，在所述托管本体123远离所述托管扩径段121一端的外壁上设有第一单向锯齿锁扣124，并且在所述托管本体123远离所述托管扩径段121一端的内壁上设有密封面。

可选的，所述锁环18为环状结构，包括锁环本体181，在所述锁环本体181端部的外周面上设有与所述锁环托17相配合的外锥面182，在所述锁环本体181端部的内周面上设有与所述第一单向锯齿锁扣124相配合的第二单向锯齿锁扣183。

可选的，所述卡定密封机构包括套设在所述托管12侧壁上的卡瓦13、楔形体14和密封胶筒15，所述卡瓦13的一端与所述卡瓦托10相连接，所述卡瓦13的另一端与所述楔形体14的一端滑动连接，所述楔形体14的另一端与所述密封胶筒15的一端相抵接，所述密封胶筒15的另一端与座封自锁机构相抵接。

可选的，所述连接投送机构包括接头1、剪切销钉2和提挂管3，所述提挂管3的一端套设在所述套管4内并与所述中心管11的端部相连接，所述提挂管3的另一端通过剪切销钉2与所述接头1的一端固定连接，所述接头1的另一端与所述钢丝作业机的投送工具相连接。

可选的，所述过滤节流机构包括调节稳销20、气嘴21、连接帽22和滤网罩23，所述气嘴21设置在所述中心管11内，所述的滤网罩23套装在所述中心管11端部的外周面上并支撑住所述气嘴21的端部从而将所述气嘴21限位，所述连接帽22的一端套装在所述的滤网罩23的外周面上并通过设置在所述连接帽22内周面上的环形凸台限位，所述连接帽22的另一端与所述自锁机构的锁环托套19丝扣连接并通过所述调节稳销20调节固定。

可选的，所述中心管11为通径状结构，在所述中心管11一端的外周面上设有安装密封圈6的第一密封槽111、与所述连接投送机构相配合的外螺纹和密封面，在所述中心管11另一端的外周面和内周面上分别设有与所述座封自锁机构相配合的外螺纹和用于安装密封圈6的第二密封槽112，在所述中心管11的中部并靠近所述第二密封槽112一端的外周面上设有外凸环113以及设置在所述外凸环113上用于安装密封圈6的第三密封槽114。

本申请的井下节流器在下井坐封前，其卡定密封机构始终位于所述井下节流器的最大直径以内，并且所述座封自锁机构通过轴向压缩所述卡定密封机构实现坐封，因此本申请的井下节流器在下井时与油管的管壁始终存在间隙，只要本申请的井下节流器在油管内以适当平稳速度，在遇阻时可以任意上提或下放进行解阻，而不会出现所述卡定密封机构坐封动作从而能够保证下放到设计的位置，同时，本申请的井下节流器采用锁球式结构，在打捞时先解锁后解卡，解锁过程简单且可重复性高，使得本申请的井下节流器具有下井顺利、座封方便、密封可靠、便于打捞等优点。

附图说明

图1是本申请实施例的井下节流器的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的中心管的结构示意图；

图3是本申请实施例的连接投送机构的结构示意图；

图4是本申请实施例的打捞解封机构的结构示意图；

图5是本申请实施例的套管的结构示意图；

图6是本申请实施例的托管的结构示意图；

图7是本申请实施例的卡瓦托的结构示意图；

图8是本申请实施例的卡定密封机构的结构示意图；

图9是本申请实施例的楔形体的结构示意图；

图10是本申请实施例的卡瓦的结构示意图；

图11是本申请实施例的座封自锁机构的结构示意图；

图12是本申请实施例的锁环托套的结构示意图；

图13是本申请实施例的锁环的结构示意图；

图14是本申请实施例的过滤节流机构的结构示意图；

图15是本申请实施例的连接帽的结构示意图；

图16是本申请实施例的井下节流器的下井过程示意图；

图17是本申请实施例的井下节流器的座封过程示意图；

图18是本申请实施例的井下节流器的打捞过程示意图。

附图标记

1-接头，2-剪切销钉，3-提挂管，4-套管，5-挂帽，6-密封圈，7-提挂环，8-解封剪钉，9-锁球，10-卡瓦托，11-中心管，12-托管，13-卡瓦，14-楔形体，15-密封胶筒，16-胶筒托，17-锁环托，18-锁环，19-锁环托套，20-调节稳销，21-气嘴，22-连接帽，23-滤网罩，111-第一密封槽，112-第二密封槽，113-外凸环，114-第三密封槽，101-第一接头体，102-外凸圆环，103-第二接头体，301-内孔上段，302-内孔中段，303-内孔下段，401-环形凸台，402-圆柱光面，403-缩颈段，121-托管扩径段，122-径向通孔，123-托管本体，124-第一单向锯齿锁扣，1001-第一内径部，1002-第二内径部，1003-径向剪钉螺纹孔，1004-环状锁球凹槽，1005-第三内径部，1006-第四内径部，1007-斜槽，141-楔形本体，142-楔形槽，143-倾斜凹槽，131-连接部，132-牙齿，133-凸台，191-第一托套段，192-第二托套段，193-第三托套段，194-第一稳销孔，181-锁环本体，182-外锥面，183-第二单向锯齿锁扣，221-第一连接部，222-第二连接部，223-第二稳销孔。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和\/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

本申请提供一种井下节流器，如图1所示，包括中心管11，在所述中心管11的两端分别设有打捞解封机构和座封自锁机构，在所述打捞解封机构和座封自锁机构之间设有卡定密封机构，所述打捞解封机构包括套管4、托管12、卡瓦托10和锁球9，所述套管4套装在所述中心管11上并与所述托管12的一端套接，所述托管12的另一端与所述座封自锁机构限位连接，所述卡瓦托10套装在所述托管12上并与套装在所述套管4上的挂帽5限位连接，所述锁球9通过套管4限位设置在所述卡瓦托10上并使所述卡瓦托10与所述托管12沿所述中心管11轴线的方向锁定，所述卡定密封机构套装在所述托管12的侧壁上并分别与所述卡瓦托10和所述座封自锁机构相连接。本申请的井下节流器在进行下井卡定座封作业时，所述套管4受撞击力并沿所述中心管11向所述座封自锁机构的方向运动并带动所述卡瓦托10和托管12动作，所述卡瓦托10和托管12使所述卡定密封机构卡定并膨胀从而完成所述井下节流器的座封并通过锁球9实现锁定，所述托管12的端部伸入所述座封自锁机构内并限位用于保证所述卡定密封机构达到并维持在密封要求的理想状态。

本申请的井下节流器在下井坐封前，其卡定密封机构始终位于所述井下节流器的最大直径以内，并且所述座封自锁机构通过轴向压缩所述卡定密封机构实现坐封，因此本申请的井下节流器在下井时与油管的管壁始终存在间隙，只要本申请的井下节流器在油管内以适当平稳速度，在遇阻时可以任意上提或下放进行解阻，而不会出现所述卡定密封机构坐封动作从而能够保证下放到设计的位置，同时，本申请的井下节流器采用锁球式结构，在打捞时先解锁后解卡，解锁过程简单且可重复性高，锁球式结构在制造加工和使用的可靠性上相比与现有技术中的索爪式结构相比具有突出的优势，使得本申请的井下节流器具有下井顺利、座封方便、密封可靠、便于打捞等优点。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，所述井下节流器还包括连接投送机构，所述连接投送机构的一端通过所述套管4与所述中心管11相连接，所述连接投送机构的另一端与钢丝作业机的投送工具相连接，所述投送工具包括震击器或加重杆。本申请的井下节流器在进行下井卡定座封作业时，将所述井下节流器连接于能够向下震击的所述震击器上，再与所述钢丝作业机连接钢丝的绳帽相连接并吊装在井口防喷管内，以正常的小于等于60m\/min的下井速度下入，在正常下入过程所述井下节流器不必贴着油管的侧壁，可以自由下入，不会中途遇阻坐封，在到达距预定位置一定高度时加速下放，在下放速度达到250±m\/min的情况下紧急刹车，此时所述井下节流器紧急静止，而其上部的震击器在下行的惯性力的作用下撞击所述套管4，该撞击力使所述井下节流器的卡定密封机构膨胀从而完成卡定坐封。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，所述井下节流器还包括过滤节流机构，所述过滤节流机构设置在所述中心管11远离所述打捞解封机构一端的端部并与所述座封自锁机构相连接，所述过滤节流机构能够自动开始进行井下的节流减压雾化的作业。

可选的，如图2所示，所述中心管11为通径状结构，在所述中心管11一端的外周面上设有用于安装密封圈6的第一密封槽111、用于与所述连接投送机构相配合的外螺纹和密封面，在所述中心管11另一端的外周面和内周面上分别设有用于与所述座封自锁机构相配合的外螺纹和用于安装密封圈6的第二密封槽112，在所述中心管11的中部并靠近所述第二密封槽112一端的外周面上设有外凸环113以及设置在所述外凸环113上用于安装密封圈6的第三密封槽114。

在上述实施例中，如图3所示，所述连接投送机构包括接头1、剪切销钉2和提挂管3，所述提挂管3的一端套设在所述套管4内并与所述中心管11的端部相连接，所述提挂管3的另一端通过剪切销钉2与所述接头1的一端固定连接，所述接头1的另一端与所述钢丝作业机的投送工具相连接。

所述接头1包括相连接的第一接头体101和第二接头体103，在所述接头1的中部设有用于事故处理打捞的外凸圆环102，在所述第一接头体101的侧壁上设有外螺纹用于与所述钢丝作业机的投送工具相连接，在所述第二接头体103上设有与所述剪切销钉2相配合的第一径向剪切销孔。所述提挂管3为外圆等径且中空变径的管状结构，包括内孔上段301、内孔中段302和内孔下段303，在所述内孔上段301上设有与所述剪切销钉2相配合的第二径向剪切销孔，在所述内孔中段302的内壁上设有缩颈限位台，在所述内孔下段303的内壁上设有用于与所述中心管11的端部相连接的内螺纹以及与所述中心管11的侧壁相贴合的密封面。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述打捞解封机构还包括提挂环7和解封剪钉8，所述提挂环7的内周面与所述套管4螺纹连接从而将所述提挂环7固定安装在所述套管4上，所述提挂环7的外周面上设有剪钉环槽，所述解封剪钉8设置在所述卡瓦托10的侧壁上并与所述剪钉环槽相配合，构成所述套管4与所述卡瓦托10的限位设置机构。

在上述实施例中，如图5所示，在所述套管4的一端设有用于接受撞击的环形凸台401，在所述套管4的另一端设有缩颈段403和与所述提挂环7相配合的内螺纹，所述套管4中部的侧壁上设有圆柱光面402。

在上述实施例中，如图6所示，所述托管12包括相连接的托管扩径段121和托管本体123，在所述托管扩径段121的侧壁上设有一组用于安装锁球9的径向通孔122，在所述托管本体123远离所述托管扩径段121一端的外壁上设有第一单向锯齿锁扣124，并且在所述托管本体123远离所述托管扩径段121一端的内壁上设有密封面。

在上述实施例中，如图7所示，所述卡瓦托10为外周面等径的管状结构，包括相连通的第一内径部1001、第二内径部1002和第三内径部1005，在所述第一内径部1001的侧壁上设有用于与所述挂帽5相连接的内螺纹，在所述第二内径部1002的侧壁上均匀分布有用于安装所述解封剪钉8的径向剪钉螺纹孔1003，在所述第二内径部1002和第三内径部1005之间设有用于容纳所述锁球9的环状锁球凹槽1004，在所述第三内径部1005远离所述第一内径部1001一端的端部均匀分布有三个与所述卡定密封机构相连接的斜槽1007，所述斜槽1007呈阶梯状且所述斜槽1007的斜面的角度与所述斜槽1007的端部的锥面的角度相等。

可选的，如图4所示，所述卡瓦托挂帽5为环状结构，所述卡瓦托挂帽5的内周面为通径，所述卡瓦托挂帽5的外周面设有用于与所述卡瓦托10相配合的外螺纹和限位凸台；所述提挂环7为环状结构，所述提挂环7的外周面上设有剪钉环槽，所述提挂环7的内周面上设有用于与套管4相配合的内螺纹。

在本申请的一个实施例中，如图8所示，所述卡定密封机构包括套设在所述托管12侧壁上的卡瓦13、楔形体14和密封胶筒15，所述卡瓦13的一端与所述卡瓦托10相连接，所述卡瓦13的另一端与所述楔形体14的一端滑动连接，所述楔形体14的另一端与所述密封胶筒15的一端相抵接，所述密封胶筒15的另一端与座封自锁机构相抵接。

在上述实施例中，如图9所示，所述楔形体14为圆筒状结构，包括楔形本体141，在所述楔形本体141靠近所述卡瓦13一端的外壁上设有多个向所述卡瓦13倾斜设置的楔形槽142，在每个所述楔形槽142内对应安装有一个卡瓦13，在所述楔形槽142的两侧设有与所述楔形槽142的斜面平行设置的倾斜凹槽143，在所述楔形本体141靠近所述密封胶筒15一端的内壁上设有用于保护所述密封胶筒15的内锥面144。

在上述实施例中，如图10所示，在所述卡瓦13的一端设有与所述卡瓦托10的斜槽1007相连接的连接部131，在所述卡瓦13的另一端设有多个马牙型的牙齿132，并且在所述卡瓦13的另一端两侧的侧壁上设有与所述楔形体14的倾斜凹槽143相配合的对称凸台133。

可选的，如图8所示，所述密封胶筒15的轴向界面可以是“M”形结构从而有利于变形密封。

本申请的井下节流器在进行下井卡定座封作业时，所述震击器的撞击力使得多个卡瓦13组成卡瓦组沿所述楔形体14运动并膨胀从而咬合在油管的内壁上，防止所述井下节流器移动，进而继续上提钢丝，使得密封胶筒15被压缩膨胀并紧贴油管的内壁从而完成座封，再继续上拉提钢丝，使得所述剪切销钉2被剪切从而所述井下节流器的丢手，最后起出钢丝作业的井下配套连接仪器，例如震击器等，完成所述井下节流器的座封过程，所述井下节流器自动开始节流雾化工作。

在本申请的一个实施例中，如图11所示，所述座封自锁机构包括胶筒托16、锁环托17、锁环18和锁环托套19，所述锁环18套装在所述托管12的端部并与所述托管12限位配合，所述锁环托17套装在所述锁环18的外侧并安装在所述锁环托套19一端的内周面上，所述胶筒托16套装在所述托管12上并与所述锁环托套19一端的外周面丝扣连接，所述锁环托套19的另一端与所述中心管11的端部内周面相配合。

在上述实施例中，如图12所示，所述锁环托套19为管状结构，包括相连接的第一托套段191、第二托套段192和第三托套段193，所述锁环托17和锁环18依次套装在所述第一托套段191的内周面上，所述胶筒托16与所述第一托套段191的外周面螺纹连接，所述第二托套段192与所述中心管11间隔设置形成用于容纳所述托管12的空间，在所述第三托套段193的外周面上设有与所述过滤节流机构相配合的外螺纹和第一稳销孔194。

在上述实施例中，如图13所示，所述锁环18为环状结构，包括锁环本体181，在所述锁环本体181端部的外周面上设有与所述锁环托17相配合的外锥面182，在所述锁环本体181端部的内周面上设有与所述第一单向锯齿锁扣124相配合的第二单向锯齿锁扣183，并且沿所述锁环18的其中一个母线设有宽度适当的开口使得所述锁环18具备圆周弹性。

可选的，如图11所示，所述胶筒托16为圆环状结构，所述胶筒托16的外周面为等直径圆，所述胶筒托16的内周面的一端为圆环，另一端为扩径且设有用于与所述锁环托套19相配合的内螺纹；所述锁环托17为环状结构，所述锁环托17的外周面为等直径圆，所述锁环托17的内周面的一端为等直径圆，另一端为缩径圆并形成锥面。

在本申请的一个实施例中，如图14所示，所述过滤节流机构包括调节稳销20、气嘴21、连接帽22和滤网罩23，，所述的滤网罩23套装在所述中心管11端部的外周面上并支撑住所述气嘴21的端部从而将所述气嘴21限位，所述连接帽22的一端套装在所述的滤网罩23的外周面上并通过设置在所述连接帽22内周面上的环形凸台限位，所述连接帽22的另一端与所述自锁机构的锁环托套19丝扣连接并通过所述调节稳销20调节固定。

在上述实施例中，如图15所示，所述连接帽22为圆环状结构，包括相连接的第一连接部221和第二连接部222，在所述第一连接部221上设有与所述座封自锁机构的锁环托套19的端部相配合的内螺纹，在所述第一连接部221的侧壁上设有用于安装所述调节稳销20的第二稳销孔223，所述第二连接部222的内周面小于所述第一连接部221的内周面，并且所述滤网罩23的端部套装在所述第一连接部221内并与所述第二连接部222卡接。

可选的，如图14所示，所述气嘴21的外周面为密封面，所述气嘴21的内周面为两端带内锥的小通孔；所述连接帽22为圆环状结构，在所述滤网罩23的一端的外周面和内周面上分别设有内螺纹连接扣以及用于与所述连接帽22卡接的凸出圆环并且，所述滤网罩23的另一端设有多个用于透气的缝隙，在所述连接帽22的中部设有用于与所述中心管11相抵接的缩径圆环。

本申请的井下节流器在进行更换气嘴打捞解封作业时，钢丝作业以正常速度将打捞器下入到相距所述井下节流器适当高度，然后快速下放所述打捞器使其与所述井下节流器碰撞即可抓住所述井下节流器，进而上提钢丝并启动震击器震击，从而剪断解封剪钉8使所述卡定密封机构解封，继续上提钢丝将完成解封的所述井下节流器起出到井口，最后再由工作人员进行检查维修后根据要求更换气嘴21并重新下入从而完成作业。

本申请的井下节流器的装配过程为：将所述套管4从下端套在所述提挂管3外周面上，再将所述挂帽5按装配方向套装在所述套管4中部的外周面上，将所述提挂环7的内螺纹连接在所述捞套管4的外螺纹上，在所述中心管11安装密封圈6并涂好密封脂，将所述中心管11穿过所述套管4的下端内周面与所述提挂管3的螺纹相连接并使密封面配合密封；将所述托管12的下端(带锁扣的一端)从卡瓦托10的上端插入并使所述托管12的径向通孔122对准卡瓦托10中部的环状锁球凹槽1004，在所述托管12的上端的每个径向通孔122内放置一个锁球9，并用密封脂将锁球9限制在卡瓦托10的环状锁球凹槽1004内，将卡瓦托10、托管12和锁球9的组合件从中心管11的下端整体套入，调整好套入位置使卡瓦托10上的径向剪钉螺纹孔1003对准所述挂环7上的剪钉环槽，安装解封剪钉8，将所述挂帽5外螺纹与卡瓦托10的内螺纹相连接；将所述卡瓦13、楔形体14和密封胶筒15依次配套安装在所述托管12的外周面；将所述锁环18套装在锁环托17内并将所述锁环托17放入锁环托套19的第一托套段191内，将所述胶筒托16的内螺纹与所述锁环托套19的外螺纹相连接后的整体套装在胶所述托管12的下端，将所述锁环托套19的底部的内螺纹与所述中心管11底部的内螺纹相连接，并调节位置使所述胶筒托16顶部与密封胶筒15的低端相抵接，在所述中心管11的底部装入所述气嘴21(气嘴所述内孔的大小根据气井的需求可更换调整)，将所述滤网罩23从所述连接帽22的顶部穿过并挂在连接帽22底部的第二连接部222处，将所述连接帽22上端的内螺纹与所述环托套19下端的外螺纹相连接并安装所述调节稳销20，最后将所述接头1下端插入所述提挂管3上端的内孔上段301处并安装所述剪切销钉2从而完成本申请的井下井下节流器的组装。

如图16至图17所示，本申请的井下节流器的下井卡定座封过程为，钢丝作业的投送工具中的震击器在惯性的作用下猛烈撞击在所述套管4的环形凸台401上，在所述挂环7和锁球9的作用下，所述套管4受到撞击下行推动托管12、卡瓦托10以及挂帽5一起向下运动，使卡瓦13向下运动并沿楔形体14斜面扩径从而卡在油管的内壁上；同时，所述密封胶筒15的轴向压缩且径向膨胀从而密封所述托管12和油管的环空，由于胶筒托16、锁环托17、锁环18和锁环托套19组成的座封自锁机构使所述托管12插入所述锁环托套19内，并且在所述第一单向锯齿锁扣124和第二单向锯齿锁扣183作用下只能进入无法退出实现自锁，如果所述密封胶筒15还没有压缩到密封要求的理想状态，则通过上提所述接头1使卡瓦组13越拉越紧且通过锁环托套19对所述密封胶筒15继续压缩，使得密封能力越来越强，在拉力达到设计座封的最佳值的情况下，所述剪切销钉2被剪切，使得所述井下节流器实现丢手并完成座封。

在卡定座封过程中，本申请的井下节流器的外周面小于油管的内周面，并且在坐封前，所述卡瓦组13是收缩在所述井下节流器的最大外周面以内，所述密封胶筒15采用压缩式胶筒，靠轴向压缩径向扩张来密封与油管之间的环空间隙的，因此保证了在坐封前所有部件都在所述井下节流器的最大外周面以内，在油管内任意段平稳上提下放不会出现卡瓦组13与卡瓦托10的相对位移，卡瓦组13不会发生径向扩涨，保证所述井下节流器能够下放到设计位置。

在现有技术中，现有的卡定密封机构的卡瓦结构有自挂式卡瓦，采用自挂式卡瓦结构的节流器在井下竖直下井过程中其自挂式卡瓦自然下垂处于扩张状态，下放遇阻可以自动上移回收但不能整体上提解卡，现有的卡定密封机构一般还采用皮碗式密封胶筒，其外周面和油管的内周面相同，这种结构的节流器的坐封原理就是靠自挂式卡瓦卡主油管内壁，上提主体卡瓦继续扩张嵌入油管内壁完成卡定的，密封是靠皮碗胶筒的节流产生压差推动皮碗再扩张完成坐封密封的，所以该节流器是贴着油管内周面的，在下井过程不能遇阻上提解阻的，上提就卡定坐封，如果遇阻就无法下到设计位置。

如图18所示，本申请的井下节流器的打捞解封过程为，以正常速度下入打捞器到相距所述井下节流器适当高度，快速下放打捞器撞击并抓住所述套管4上端的环形凸台401，上提钢丝启动震击器并剪断所述解封剪钉8，继续上提钢丝使所述套管4上行使所述提挂环7上行并挂住所述挂帽5，所述套管4的下端脱离所述托管12上端内园使所述锁球9的轴面形成环空从而失去锁定作用，继续上提所述套管4使所述提挂环7拖动所述挂帽5和卡瓦托10上行，所述卡瓦托10上行拖动卡瓦13上行，所述卡瓦13上行使其完全收缩到解卡位置，通过，所述卡瓦13的对称凸台133与所述楔形体14的倾斜凹槽143相配合从而拉动所述楔形体14上行，形成使密封胶筒15恢复原状的空间，从而将卡瓦13和密封胶筒15完全解卡解封，即所述井下节流器完成解封。最后所述套管4的缩颈段403挂住所述提挂管3的内孔下段303，使得所述提挂管3通过中心管11拖动整个所述井下节流器提出井口，工作人员经维修保养后根据要求更换所述气嘴21重新下入完成作业。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。

设计图

一种井下节流器论文和设计

一种井下节流器论文和设计

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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