新型液压式防喷自动控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种油田采油井的防喷设备，特别是一种新型液压式防喷自动控制器，具体说是一种分层采油井下开关。
【背景技术】
[0002]一种液压式防喷自动控制器(专利申请号为201510832521.8)在进液孔关闭过程中存在砂卡现象，究其原因是在进液孔关闭过程中，外部压力大，内部压力小，油液带着砂子从密封面外部进入内部，使得一部分砂粒卡在液压式防喷自动控制器的密封件间隙里，造成液压式防喷自动控制器在进液孔无法关闭，液压式防喷自动控制器不能正常工作。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种新型液压式防喷自动控制器，不但能解决砂卡问题，同时还具有控制油井内油液的液面高度的作用，使得油井内的油液高度低于井口，防止油液喷出井口，防止能源浪费和环境污染，保护生态环境，减少经济损失。
本发明提供的技术方案如下:新型液压式防喷自动控制器，包括上接头，外套管，聚四氟波纹管，活塞堵，传动轴，波纹管，连接套，弹簧座，弹簧、调节杆，密封套，调整螺母，尾座和保护套，其特征是:在外套管内设置通过螺纹连接一体的上活塞节、中活塞节和下活塞节，下活塞节螺纹连接活塞堵;在外套管与上活塞节之间、外套管与中活塞节之间分别设置上密封、下密封，两密封均螺纹连接在外套管上；中活塞节、下活塞节的圆周上开有多个圆孔;外套管上部圆周开有多个圆孔，在多个圆孔的下方开有环形通道；中活塞节圆周上的圆孔与外套管圆周上的圆孔形成上进液通道，下活塞节圆周上的圆孔和外套管圆周上的环形通道形成下进液通道，上活塞节的下端设有锥形密封面，与下密封的环形密封线接触构成环形线密封结构。
[0004]本发明的积极效果:不但能解决砂卡问题，同时还具有控制油井内油液的液面高度的作用，使得油井内的油液高度低于井口，防止油液喷出井口，防止能源浪费和环境污染，保护生态环境，减少经济损失。在作业前洗井，当洗井液灌满套管时，受压超过额定压力而关闭，洗井液不会进入地层，则能够更加高效的进行洗井，保证绿色环保作业施工。
【附图说明】
[0005]图1是本发明的结构示意图。
[0006]图2是图1的A—A剖视图。
[0007]图3是图1的E—E剖视图。
[0008]图4是图1的O处放大图。
【具体实施方式】
[0009]见图1-4，新型液压式防喷自动控制器由上接头1、上密封2、上活塞节3、中活塞节4、下密封5、下活塞节6、聚四氟波纹管7、活塞堵8、传动轴9、波纹管10、连接套11、外套管12、弹簧座13、弹簧14、调节杆15、密封套16、调整螺母17、尾座18、保护套19、螺钉20、紧定螺钉21、紧定螺钉22组成；
具体结构如下:本发明是在专利申请号为201510832521.8的结构基础上进行的改进，改进的具体结构如下:在上接头I下端外螺纹与外套管12上端内螺纹连接并通过O型胶圈密封;在外套管12内设置通过螺纹连接一体的上活塞节3、中活塞节4和下活塞节6，下活塞节6螺纹连接活塞堵8;在外套管12与上活塞节3之间、外套管12与中活塞节4之间分别设置上密封2、下密封5，两密封均螺纹连接在外套管12上；中活塞节4、下活塞节6的圆周上开有多个圆孔;外套管12上部圆周开有多个圆孔J(见图4)，在多个圆孔的下方开有环形通道Q(见图3);中活塞节4圆周上的圆孔与外套管12圆周上的圆孔形成上进液通道C，下活塞节6圆周上的圆孔和外套管12圆周上的环形通道Q形成下进液通道D;见图4，上活塞节3的下端设有锥形密封面B，与下密封5的环形密封线F接触构成环形线密封结构。以下采用专利申请号为201510832521.8的结构:聚四氟波纹管7与活塞堵8连接，活塞堵8上开有轴向进液孔;活塞堵8与传动轴9通过螺钉20连接，传动轴9上套装有波纹管10并形成空气腔，波纹管10上端与传动轴9密封连接，波纹管10下端与连接套11固定连接。连接套11上端的外螺纹与外套管12下端的内螺纹连接并通过O型胶圈密封，连接套11下端的内螺纹与密封套16上端的外螺纹连接并通过O型胶圈密封，传动轴9下端穿过连接套11上端的圆孔并与弹簧座13通过螺纹连接，弹簧座13位于连接套11下端内孔内，调节杆15上端轴插接在弹簧座13下端内孔中，弹簧座13与调节杆15轴上套有弹簧14及调整螺母17;密封套16下端通过螺纹连接尾座18的上端，并通过O型胶圈密封，调节杆15下端组装尾座18，通过O型胶圈密封。
[0010]工作原理:
液压式防喷自动控制器的计算公式如下:
油液压力P2=pgh
P为石油密度，g为重力加速度，(一般为9.8)，h为位于活塞内的油液液面高度(即从活塞底端至油液液面的高度)
作用于波纹管9的内径截面面积上的压力值Fl=(P2-Pl)w，由于P2>P1，方向向下。
[0011]Pl为波纹管内腔D的空气压力，为标定的固定值。
[0012 ] W为波纹管9内径截面面积，为一固定值。
[0013]弹簧弹力F2=KL
K为弹簧刚度，L为弹簧压缩距。
[0014]1、正常采油作业时，当油液液面高度低于或者等于设定值(FIS F2)时，液压式防喷自动控制器处于常开状态，油液由进液通道C、D进入压力腔，完成采油作业。当油液液面高度超过设定值(相当于F1>F2)时，井下油液压力P2由上、下进液通道C、D进入压力腔中，使得上活塞节3、中活塞节4、下活塞节6组成的活塞向下移动，上活塞节3的锥面E与下密封5的环线F接触，上进液通道C关闭，下进液通道D处于微量开启状态，油液可以带动底部泥砂向上运动，将聚四氟波纹管7周围砂粒带出，保证波纹管运动变形稳定。当油管内的液柱压力继续增加时，下进液通道D关闭。液压油进入聚四氟波纹管7内，聚四氟波纹管7膨胀。加大油液开采速度，使得油液液面高度低于或者等于油液液面高度设定值(FIS F2)时，压力开关处于常开状态，使得上活塞节3、中活塞节4、下活塞节6组成的活塞带动活塞堵8、传动轴9压缩弹簧14向上移动，打开进液通道C、D，油液由上、下进液通道C、D进入压力腔R，实现正常采油作业。
[0015]2、修井作业时，需要停止采油，液面高度上升、液压式防喷自动控制器油液压力P2增大，当Fl>F2时，井下油液压力P2由上、下进液通道C、D进入压力腔中，使得上活塞节3、中活塞节4、下活塞节6组成的活塞带动活塞堵8、传动轴9压缩弹簧14向下移动，关闭上、下进液通道C、D，液压腔体积变小，液压油进入聚四氟波纹管7内，聚四氟波纹管7膨胀。液面高度停止变动。
[0016]3、洗井作业时，洗井液由外套管12进入，使得油井内液面高度上升、液压式防喷自动控制器油液压力P2增大，当F1>F2时，井下油液压力P2由上、下进液通道C、D进入压力腔中，使得上活塞节3、中活塞节4、下活塞节6组成的活塞带动活塞堵8、传动轴9压缩弹簧14向下移动，关闭进液通道C、D，使得洗井液及洗井液内的杂质无法进入地层。
【主权项】
1.一种新型液压式防喷自动控制器，包括上接头，外套管，聚四氟波纹管，活塞堵，传动轴，波纹管，连接套，弹簧座，弹簧、调节杆，密封套，调整螺母，尾座，保护套，其特征是:在外套管内设置通过螺纹连接一体的上活塞节、中活塞节和下活塞节，下活塞节螺纹连接活塞堵;在外套管与上活塞节之间、外套管与中活塞节之间分别设置上密封、下密封，两密封均螺纹连接在外套管上；中活塞节、下活塞节的圆周上开有多个圆孔;外套管上部圆周开有多个圆孔，在多个圆孔的下方开有环形通道；中活塞节圆周上的圆孔与外套管圆周上的圆孔形成上进液通道，下活塞节圆周上的圆孔和外套管圆周上的环形通道形成下进液通道，上活塞节的下端设有锥形密封面，与下密封的环形密封线接触构成环形线密封结构。
【专利摘要】一种新型液压式防喷自动控制器，包括上接头，外套管，传动轴，波纹管，弹簧、调节杆，密封套，其特征是在外套管内设置连接一体的上活塞节、中活塞节和下活塞节，下活塞节螺纹连接活塞堵；中活塞节、下活塞节的圆周上开有多个圆孔；外套管上部圆周开有多个圆孔，在多个圆孔的下方开有环形通道；中活塞节圆周上的圆孔与外套管圆周上的圆孔形成上进液通道，下活塞节圆周上的圆孔和外套管圆周上的环形通道形成下进液通道，上活塞节的下端与下密封接触构成环形线密封结构。本发明不但能解决砂卡问题，同时还具有控制油井内油液的液面高度的作用，使得油井内的油液高度低于井口，防止油液喷出井口，防止能源浪费和环境污染。
【IPC分类】E21B33/06, E21B43/14
【公开号】CN105672931
【申请号】CN201610030203
【发明人】梁伟成, 刘宝, 王安平
【申请人】梁伟成
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月18日