防液力波動洩油裝置及其使用方法與流程
2023-12-10 14:31:12
本發明創造屬於採油設備領域，尤其是涉及一種防液力波動洩油裝置及其使用方法。
背景技術：
在採油井生產過程中，井下作業是最常規的維護油井的手段。在抽油機井檢泵等起管作業時，為了不使油管內的原油、汙水等帶到地面汙染環境，影響施工進度，且造成浪費，通常在下生產管柱時將洩油器提前安裝在泵以上，以便在檢泵起管過程中使油管內的油水洩到油套環空中。
目前，板洩和滑套洩作為油田常用的洩油裝置具有使用方便的優點，但在油井完井後的試泵過程中，由於壓力控制不穩，易造成管柱內異常高壓，導致板洩或滑套洩打開；另外，一些井下作業(如射孔)也會造成管柱內液柱較大波動，這種液力波動可能會直接導致擋板洩、滑套洩的銅板剪斷,造成作業返工，嚴重影響油井的正常生產。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明創造旨在提出一種防液力波動洩油裝置，以克服現有技術的缺陷，能夠適應井下液柱波動而不失效，穩定性較高。
為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：
防液力波動洩油裝置，包括上接頭和中心管，上接頭和中心管螺紋連接，中心管外套有液缸；液缸一端通過剪釘與上接頭固定連接，另一端與中心管外壁密封滑動連接；中心管和液缸之間形成環形容積腔，該環形容積腔內安裝有限壓機構；中心管側壁上設有若干個徑向洩油孔，且若干個徑向洩油孔均位於上接頭與限壓機構之間。
進一步的，所述中心管中部外圓上設有一凸臺，該凸臺位於中心管和液缸形成環形容積腔之內。
進一步的，所述限壓機構安裝在中心管的外圍，且部分通過凸臺限位。
進一步的，所述限壓機構包括限壓閥體，限壓閥體的一個端面與凸臺的端面接觸；限壓閥體一端螺紋連接有閥座，另一端螺紋連接有彈簧壓帽；所述閥座緊鄰徑向洩油孔，彈簧壓帽緊鄰凸臺；所述閥座和彈簧壓帽之間設有閥芯，閥芯的外圍安裝有彈簧。
進一步的，所述閥座靠近閥芯一側設有內錐面，該內錐面與閥芯的外錐面配合接觸。
進一步的，所述閥座內設有細孔；該細孔一端延伸至閥座靠近徑向洩油孔一端的端面，且與環形容積腔連通，細孔的另一端延伸至內錐面處。
進一步的，所述中心管的外側與限壓閥體內側之間通過第一o型圈密封；限壓閥體外側與液缸內側之間通過第四o型圈密封。
進一步的，所述上接頭與液缸通過第二o型圈密封；中心管的外側與液缸之間通過第三o型圈密封；所述徑向洩油孔的數量為3-6個。
本發明創造的第二個目的提出一種使用如上所述的防液力波動洩油裝置的方法，以利用上述防液力波動洩油裝置採油及洩油，提高採油的穩定性。
一種使用如上所述的防液力波動洩油裝置的方法，包括以下步驟：
s1：所述防液力波動洩油裝置下井使用前，通過調節彈簧壓帽對彈簧的壓緊程度，設定限壓機構的閾值p；
s2：將防液力波動洩油裝置安裝在抽油泵上部並下入井內，採油生產；
s3：在正常採油生產過程中，若管柱內壓力波動峰值小於p時，管柱內壓力不會作用到液缸，防液力波動洩油裝置不會開啟；
s4：在正常採油生產過程中，若管柱內壓力波動峰值大於p時，管柱內液體通過限壓機構進入環形容積腔，定義管柱內液體將環形容積腔填滿的時間為t,管柱內壓力波動的時間為t,當tp+p時，油套環空連通，達到洩油的目的；其中p為剪斷剪釘所需的壓力。
進一步的，p的取值範圍在15-30mpa,p的取值範圍在5-15mpa；t的取值範圍為1-3s；t的取值範圍為0-1000ms；優選的,p的取值範圍在20-25mpa,p的取值為10mpa；t的取值為2s；t的取值範圍為600ms。
相對於現有技術，本發明創造所述的防液力波動洩油裝置具有以下優勢：
本發明創造所述的防液力波動洩油裝置，可以很大程度克服現有洩油裝置存在的易失效問題，可以有效提高洩油裝置的穩定性，減少不必要的作業成本，滿足油田安全環保的生產要求，為油田的降本增效提供技術保證。
所述一種使用如上所述的防液力波動洩油裝置的方法與上述防液力波動洩油裝置相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。
附圖說明
構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用於解釋本發明創造，並不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明創造實施例所述的防液力波動洩油裝置結構示意圖；
圖2為本發明創造實施例所述的防液力波動洩油裝置中限壓機構的結構示意圖。
附圖標記說明：
1-上接頭；2-中心管；3-剪釘；4-第二o型圈；5-液缸；6-閥座；7-第四o型圈；8-限壓閥體；9-彈簧；10-第一o型圈；11-閥芯；12-彈簧壓帽；13-第三o型圈；14-凸臺；15-外錐面；16-內錐面；17-徑向洩油孔；18-細孔；19-環形容積腔。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
在本發明創造的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明創造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明創造的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」等的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明創造的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
在本發明創造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明創造中的具體含義。
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明創造。
如圖1和2所示，防液力波動洩油裝置，包括上接頭1和中心管2，上接頭1和中心管2螺紋連接，中心管2外套有液缸5；液缸5一端通過剪釘3與上接頭1固定連接，另一端與中心管2外壁密封滑動連接；中心管2和液缸5之間形成環形容積腔19，該環形容積腔19內安裝有限壓機構；中心管2側壁上設有若干個徑向洩油孔17，且若干個徑向洩油孔17均位於上接頭1與限壓機構之間。
上述中心管2中部外圓上設有一凸臺14，該凸臺14位於中心管2和液缸5形成環形容積腔19之內。
上述限壓機構安裝在中心管2的外圍，且部分通過凸臺14限位。
上述限壓機構包括限壓閥體8，限壓閥體8的一個端面與凸臺14的端面接觸；限壓閥體8一端螺紋連接有閥座6，另一端螺紋連接有彈簧壓帽12；所述閥座6緊鄰徑向洩油孔17，彈簧壓帽12緊鄰凸臺14；所述閥座6和彈簧壓帽12之間設有閥芯11，閥芯11的外圍安裝有彈簧9。
上述閥座6靠近閥芯11一側設有內錐面16，該內錐面16與閥芯11的外錐面15配合接觸。
上述閥座6內設有細孔18；該細孔18一端延伸至閥座6靠近徑向洩油孔17一端的端面，且與環形容積腔19連通，細孔18的另一端延伸至內錐面16處。
上述中心管2的外側與限壓閥體8內側之間通過第一o型圈10密封；限壓閥體8外側與液缸5內側之間通過第四o型圈7密封。
上述上接頭1與液缸5通過第二o型圈4密封；中心管2的外側與液缸5之間通過第三o型圈13密封；所述徑向洩油孔17的數量為4個。
本實施例防液力波動洩油裝置的工作原理為：
使用時，防液力波動洩油裝置在井下正常工作時，由於液缸5與上接頭1之間密封，油管內液體無法通過中心管2的徑向洩油孔17進入環形容積腔19，且防液力波動洩油裝置可以緩衝管柱內的液壓波動，防止裝置意外油套聯通，具體而言，就是限壓機構有設定的閾值，當管柱內波動壓力小於閾值時，壓力不會傳導到液缸5內使液缸5移動，當管柱內波動壓力大於閾值時，經過閥座6的細孔18克服彈簧9阻力推動閥芯11移動，使管柱內液體進入液缸5與中心管2下端組成的環形容積腔19，填滿環形容積腔19所需要的時間為延遲時間，延遲時間會大於管柱內壓力波動的時間，因此在管柱內壓力波動期間不會使液缸5移動剪斷剪釘3，達到防止液力波動造成洩油裝置意外開啟的目的；
當需要上提管柱洩油時，向管柱內打壓，壓力經中心管2的徑向洩油孔17傳導至由中心管2、上接頭1、液缸5組成的環形容積腔19內，當壓力大於限壓機構的閾值，經過閥座6的細孔18克服彈簧9阻力推動閥芯11移動，使管柱內液體進入液缸5與中心管2下端組成的環形容積腔19，填滿環形容積腔19後進一步推動液缸5移動剪斷剪釘3，使油套環空連通，達到洩油的目的。
上述防液力波動洩油裝置的使用方法，包括以下步驟：
s1：所述防液力波動洩油裝置下井使用前，通過調節彈簧壓帽12對彈簧9的壓緊程度，設定限壓機構的閾值p；
s2：將防液力波動洩油裝置安裝在抽油泵上部並下入井內，採油生產；
s3：在正常採油生產過程中，若管柱內壓力波動峰值小於p時，管柱內壓力不會作用到液缸5，防液力波動洩油裝置不會開啟；
s4：在正常採油生產過程中，若管柱內壓力波動峰值大於p時，管柱內液體通過限壓機構進入環形容積腔19，定義管柱內液體將環形容積腔19填滿的時間為t,管柱內壓力波動的時間為t,當tp+p時，油套環空連通，達到洩油的目的；其中p為剪斷剪釘所需的壓力。
上述步驟中，p為在23mpa,p為10mpa；t為2s；t為600ms。
以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，並不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護範圍之內。