专利名称：天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法
技术领域：
本发明涉及油田天然气开采技术领域，特别涉及一种天然气井采用井下节流器开 采的方法和井下节流器。
背景技术：
近年来，在天然气井的开采过程中，越来越多的采用井下节流器技术来防止气井 采气过程中井筒水合物的产生，经过现场的应用和技术人员的不断改进，井下节流器技术 得到不断的完善和改进。目前在现场应用中最常用的井下节流器是适用于2-7/8"油管的 活动式井下节流器。这种活动式井下节流器可以根据设计需要坐封在设计深度，采用钢丝 绳投捞。如中国专利公告号CN2732993Y，“新型气井井下节流器”。由井下卡定器、自打捞 凸轮卡定器、自密封机构、机械密封机构和节流嘴组成。整套机构集卡定、打捞、密封和节流 于一体，凸轮卡定器上部设有大剪钉和打捞头，自密封机构设有小剪钉，节流嘴安装在上打 捞头内部，整套结构通过剪断不同直径的剪钉在油管内部实现凸轮卡定、自密封、气动机械 密封和用钢丝绳自由投捞。又如中国专利公开号CN 2758458Y，“气井预置式井下节流器”， 包括工作筒和锁块轴、定位环、锁块、锁块体、V型密封圈、节流嘴等组成的芯子组合，工作筒 连接在生产油管上预先设计位置，芯子组合采用钢丝绳通过专用投放工具将芯子下入预置 的工作筒中后下击芯子使锁块进入工作筒内槽完成井下节流器投放，锁块体下端安装有外 密封圈与油管密封，底部安装有节流嘴。在打捞时能够无阻力地取出芯子，节流嘴现场调试 和更换十分方便。所说的投捞是投放和打捞的两个施工过程。目前的活动式井下节流器在投放或打 捞时需要使用钢丝下放到井内进行施工。目前活动式井下节流器投放操作程序是首先将井下节流器与加重杆、震击器等 井下工具相连接，然后将工具串放入井口防喷管内，将防喷管安装在井口上，由于防喷管较 长，需要用吊车进行防喷管的安装。防喷管安装完毕后，打开井口阀门，用测试钢丝将井下 节流器及工具串下入油管内，当到达设计深度后，突然停车，此时井下节流器在钢丝弹性的 作用下迅速回弹，在惯性力的作用下，井下节流器卡瓦张开，使井下节流器初步锚定在油管 内壁上，然后用试井车上提钢丝，使震击器向上产生一个振击力，在这个震击力的作用下剪 断井下节流器上的销钉，销钉剪断后，井下节流器与测试钢丝脱开，与此同时，在井下节流 器内部弹簧的作用下，使井下节流器上的密封皮碗涨开，将钢丝起出井口，卸掉井口上的防 喷管，这样，就完成了井下节流器的投放。目前活动式井下节流器打捞操作程序是将打捞工具连接在试井车的测试钢丝 上，将防喷管安装好，然后从防喷管内将打捞工具串下入井内，到达井下节流器的位置时， 首先向下撞击井下节流器，使井下节流器卡瓦松开，在撞击井下节流器的同时，完成打捞器 与井下节流器的对接，然后试井车上提钢丝将井下节流器上提到防喷管内，关闭油管阀门， 卸掉防喷管，完成井下节流器的打捞工作。从上面的叙述可以看出，活动式井下节流器的投捞工作不仅所用车辆多，需要人
5员多，操作程序复杂，而且作业周期长，投捞费用高，不能满足低成本开采的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，投捞时不使 用试井车上提或下放钢丝，投放井下节流器时依靠井下节流器自身的重力即能完成井下节 流器的投放，打捞井下节流器时利用气井产出气体的举升能量即能完成井下节流器的打 捞。达到简化操作程序，降低井下节流器的投捞成本，缩短施工时间。克服目前的活动式井 下节流器在投捞过程中存在的操作程序复杂，而且作业周期长，投捞费用高的不足。本发明的另一个目的是提供一种能实现天然气井免钢丝投捞的配套工具和井下 节流器，使上述投捞井下节流器的方法能顺利实施。本发明采用的技术方案是天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，其特征是A、下采气管柱首先将井下节流器外工作筒，通过油管接头连接在油管上，然后将 井下节流器外工作筒随油管柱下到井下设计深度，坐封井口，安装采油树，关闭采油树油管 阀门。B、安装捕捉投捞器和井下节流器芯并投放井下节流器芯将井下节流器芯的打捞 头与捕捉投捞器的捕捉爪簧相接；然后将捕捉投捞器的下接头接到井口装置上，然后打开 井口装置的油管阀门，转动捕捉投捞器的手柄，捕捉投捞器的捕捉爪簧打开，将井下节流器 芯投入井内。井下节流器芯依靠自重下落，井下节流器芯进入井下节流器外工作筒内并自 动锁定，完成了井下节流器芯的投放。可以进行正常采气。C、安装捕捉投捞器和打捞器并打捞井下节流器芯需要取出井下节流器芯时，首 先将打捞器的打捞杆与捕捉投捞器的捕捉爪簧相接；然后打开井口装置的油管阀门，转动 捕捉投捞器的手柄，捕捉投捞器的捕捉爪簧打开，将打捞器投入井内。打捞器依靠自重下 落。当打捞器到达井下节流器上部时，打捞器依靠下行的冲击力使井下节流器的打捞头与 打捞器的捕捉爪簧相连接，此时井下的气流通过井下节流器的打捞头进入打捞器内。然后 打开井口装置的油管阀门，进入打捞器内的气流通过打捞器打捞外筒上的气孔将皮碗扩张 开，皮碗与油管内壁密封。在气流的推力作用下，打捞器开始沿油管内壁上行，打捞器的捕 捉爪簧带动井下节流器内的锁杆上行，井下节流器芯与自动解锁，打捞器继续上行，将井下 节流器芯从井下节流器外工作筒内带出。在上升气流的携带作用下，将打捞器和井下节流 器芯一起举升到地面。由安装在井口装置上的投放捕捉器捕捉。关闭井口装置的油管阀 门，卸掉投放捕捉器和井下节流器外工作筒17，完成井下节流器芯的打捞。井下天然气的 压力应大于0. 35Mpa能使用打捞器将井下节流器芯打捞出来，一般气井压力都能达到大于 0.35Mpa。采用天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，所使用的工具主要有捕捉投捞器、 打捞器和井下节流器。捕捉投捞器的作用是分别投放井下节流器和打捞器；打捞器的作用 是将井下节流器解锁后打捞上来；井下节流器主要作用是在正常采气生产中对井筒内的天 然气流起到节流降压的作用。下面分别介绍捕捉投捞器、打捞器和井下节流器的结构、功能及工作原理一、捕捉投捞器30捕捉投捞器主要由锁紧螺母、手柄、释放杆、0型密封胶圈、上端盖、外筒、复位弹簧、锁紧套、捕捉爪簧和下接头组成。释放杆为圆柱体形，释放杆的顶部通过锁紧螺母固定 有手柄。释放杆上部为光滑的圆柱体形，释放杆中部有螺纹，释放杆下端有台阶，台阶的上 部有捕捉爪簧；捕捉爪簧的上端为圆环形并套在释放杆上并在释放杆下端台阶的上部，捕 捉爪簧下部分为六个瓣，六个瓣的下端有向内凸出的爪。在释放杆中部螺纹外部有圆筒状 的锁紧套。锁紧套上端有内螺纹与释放杆螺纹配合，锁紧套下部内壁有向内凸出的环形体， 捕捉爪簧下部六个瓣在锁紧套下部环形体内。在释放杆上套有复位弹簧，复位弹簧在释放 杆与锁紧套之间的环形空间内，复位弹簧下端顶在锁紧套的上部。上端盖有内密封槽和外 密封槽，并且上端盖的下端有内外螺纹；各零部件的相互关系是捕捉爪簧套在释放杆上， 由释放杆上的下部限位台阶限位，复位弹簧的下端面压在捕捉爪簧上，释放杆上的外螺纹 与锁紧套上的内螺纹相连接，锁紧套上的外螺纹与上端盖上的内螺纹相连接，上端盖下端 外螺纹与外筒上端相连接。锁紧套在外筒内，释放杆、复位弹簧和捕捉爪簧在锁紧套内。手 柄由锁紧螺母固定在释放杆上，上端盖上的内密封槽内装有0型密封胶圈，密封上端盖与 释放杆之间的间隙，上端盖上的外密封槽内装有0型密封胶圈，密封上端盖与外筒之间的 间隙，下接头接在外筒的下部，下接头端面挤压0型密封胶圈密封下接头与外筒之间的间 隙。下接头下端的油管外螺纹能与井口连接。捕捉投捞器的工作原理是投放井下节流器芯时，将井下节流器芯的打捞头与捕 捉投捞器的捕捉爪簧相接，然后将下接头螺纹连接到井口装置上部，然后打开油管阀门，转 动手柄，释放杆带动捕捉爪簧向上压缩复位弹簧，当捕捉爪簧上升到锁紧套扩径部分时，井 下节流器芯的打捞头正好顶在锁紧套的台阶上，继续旋转手柄，捕捉爪簧的锁爪打开，将井 下节流器芯投入井内，完成了井下节流器芯的投放。二、打捞器的结构打捞器主要由打捞杆、皮碗压帽、皮碗、打捞外筒、锁紧弹簧和捕捉爪簧组成。打捞 杆为圆柱体形，打捞杆上部有向上的锥形导向帽，导向帽下部有圆柱体形径杆，径杆的直径 小于导向帽直径2 6毫米，当井口安装的捕捉投捞器能卡在径杆外壁上，能将井下节流器 的打捞器悬挂在井口。打捞杆外壁上有螺纹，打捞外筒上端内螺纹连接在打捞杆的外螺纹 上。打捞外筒上端外壁限位台阶上套有环形皮碗，在打捞外筒上端外壁有外螺纹，皮碗压帽 与打捞外筒的外螺纹连接，能将皮碗固定在外筒上。在打捞外筒壁上有斜向通孔，斜向通孔 外部开口处与皮碗下端内壁相对，井内气体通过斜向通孔能将皮碗的裙部扩张开。打捞杆 下端有限位台阶，限位台阶的直径大于杆体的直径2 6毫米；在打捞杆杆体上套有捕捉爪 簧和锁紧弹簧，锁紧弹簧下端压在捕捉爪簧上部，捕捉爪簧上端环形内台阶压在打捞杆下 端限位台阶上，锁紧弹簧上端顶在打捞外筒内上端面上；捕捉爪簧下部有六个条形分瓣，每 个分瓣下端有向内凸起的爪，捕捉爪簧下部分瓣具有径向弹性。捕捉爪簧下部向内凸起的 爪，爪能卡住井下节流器的打捞头。打捞外筒的下端有环形凸起，打捞外筒下端环形凸起内 径与捕捉爪簧下部六个分瓣组成的外径相同，捕捉爪簧的六个分瓣能在打捞外筒下端环形 凸起内上下滑动。打捞器的工作原理是当需要将井下节流器从井内捞出时，首先将打捞器安装在 捕捉投捞器内，然后将装有打捞器的捕捉投捞器安装在井口上，打开油管阀门，右旋捕捉投 捞器上的手柄，将打捞器投入井内。打捞器在自身重力的作用下自由下落，当到达井下节 流器的位置时，依靠下行的冲击力使井下节流器的打捞头与打捞器的捕捉爪簧相连接，然后打开油管间门，此时井下的气流通过井下节流器的打捞头进入打捞器内，进入打捞器内 的气流通过打捞器打捞外筒上的气孔将皮碗扩张，在气流的推力作用下，打捞器开始上行， 打捞器内捕捉爪簧带动井下节流器内的锁杆上行，使井下节流器解锁，打捞器继续上行，将 井下节流器主体从井下节流器外工作筒内带出，在上升气流的携带作用下，将打捞器和井 下节流器一起举升到地面，由安装在井口的投放捕捉器捕捉，关闭油管阀门，卸掉投放捕捉 器，完成井下节流器的打捞。井下天然气的压力大于0.35Mpa就能使用打捞器将井下节流 器打捞出来，一般气井压力都能达到大于0. 35Mpa。三、井下节流器的结构井下节流器主要由井下节流器外工作筒、导向接头、密封短节、0型密封圈、节流气 嘴、气嘴压帽、分瓣固定接头、锁杆、定位爪簧、定位爪簧外筒、油管接头、锁杆锁扣总成、打 捞头组成。井下节流器外工作筒的下端有连接的油管的外螺纹，能与油管连接；井下节流器 外工作筒的上端有连接的油管的外螺纹，能与油管接头连接，油管接头上端连接油管，将井 下节流器外工作筒入井内。在井下节流器外工作筒的内壁下端有一个限位台阶，带有中心 孔的圆柱形导向接头的下端面座在井下节流器外工作筒的限位台阶上。在导向接头的上端 内螺纹连接有带中心孔的圆柱形密封短节，密封短节的外壁上有0型密封圈，使密封短节 的外壁与井下节流器外工作筒的内壁密封。在密封短节中心孔上端固定有节流气嘴，节流 气嘴是有中心孔的圆柱体，起到节流井下天然气作用。气嘴压帽与密封短节螺纹连接，圆柱 体形气嘴压帽的下端面压在节流气嘴的上端面上。气嘴压帽有中心孔。气嘴压帽上端有外 台阶，在气嘴压帽上部外台阶上压有带中心孔的圆柱形锁杆，锁杆的顶部螺纹连接有打捞 头。在打捞头外壁上套有定位爪簧，并且定位爪簧簧爪与定位爪簧外筒的开槽处对齐。定 位爪簧有三个爪簧径向等角度分布，三个爪簧下端有向外凸起簧爪，凸起簧爪上部有承载 斜面，凸起簧爪下部有导向斜面；凸起簧爪能嵌入井下节流器外工作筒内壁上的环形槽内。 分瓣固定接头下端与密封短节螺纹连接，定位爪簧的下端面压在环形分瓣固定接头上部， 分瓣固定接头的下端面压在节流气嘴外台阶上。在定位爪簧的外壁上套有定位爪簧外筒； 定位爪簧外筒的上端通过锁杆锁扣总成固定在锁杆的外壁上。锁杆能在定位爪簧内上下滑 动。锁杆锁扣总成是由钢球、弹簧和堵丝组成，锁杆锁扣总成在定位爪簧外筒上端的径向孔 内，钢球潜入锁杆外壁上的环形槽内。锁杆外壁上的环形槽有两个，下面的槽防止节流器芯 在下落过程中锁杆自动下滑，上面的槽防止正常生产过程中气流的摩擦力使锁杆解锁。定 位爪簧外筒的下端面压在分瓣固定接头上部。井下节流器的工作原理是在下采气管柱时，首先将井下节流器外工作筒通过油 管接头连接在油管上，然后将井下节流器外工作筒随油管下到设计深度，坐井口，关闭油管 阀门。将井下节流器安装在捕捉投捞器内，然后将装有井下节流器的捕捉投捞器安装在井 口上，打开油管阀门，右旋捕捉投捞器手柄，将井下节流器投入井内，在进入油管口时，井下 节流器上的定位爪簧收缩，在井下节流器自身重力的作用下下行，到达井下节流器外工作 筒位置时，定位爪簧进入井下节流器外工作筒内的环形槽内，此时定位爪簧在自身的弹性 作用下进入环形槽内，在定位爪簧张开的同时，锁杆也在下行冲击力的作用下进入锁定状 态，使定位爪簧的锁爪不能收缩，将井下节流器紧紧的锁定在外套环形槽内，此时既完成了 井下节流器的投放，开启油管阀门即可正常生产。井下节流器的打捞已经在打捞器的工作 原理中作了详细的阐述，在这里不再赘述。
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本发明的有益效果本发明天然气井免钢丝投捞井下节流器方法，在不降低井下 节流器使用效果的同时，使井下节流器的现场操作更加便利，与使用试井车投捞井下节流 器工艺相比，具有投捞工艺简单，现场操作简便的优点，不仅能准确可靠投放井下节流器， 同时节约了投捞时间，降低了投捞费用。本发明工具简单，结构合理，投捞可靠，对操作人员的技术要求低，安全程度高，不 会出现常规井下节流器打捞时的卡滞现象。现有的井下节流器投捞通常需要试井车司机1人，吊车司机2人，操作工2人，投 捞一次井下节流器大约需要1天的时间，而本发明仅需要司机1人，操作工1人即可完成投 捞工作，投捞一次大约需要2小时时间，无论从操作人员还是从操作时间上都大幅度降低 了成本。现有的井下节流器的投捞所需投捞工具多，因而发生问题的环节多，本发明投捞 井下节流器的工具少，工作可靠，提高了投捞的安全性。包括39. 7 毫米(1-9/16〃 )油管、50. 8 毫米(2〃 )油管或 73. 2 毫米(2_7/8〃 ) 油管内使用的以及所有采用本发明结构的或具有本发明工艺特性的井下节流器，均属于本 发明的范畴。
图1是本发明捕捉投捞器30结构剖面示意图；图2是本发明打捞器35结构剖面示意图；图3是本发明井下节流器31结构剖面示意图；图4是天然气井投入井下节流器31的管柱结构示意图；图5是天然气井打捞井下节流器31的管柱结构示意图。图中，1.锁紧螺母，2.手柄，3.释放杆，4.0型密封胶圈，5.上端盖，6.外筒，7.复 位弹簧，8.锁紧套，9.捕捉爪簧，10.下接头，11.打捞杆，12.皮碗压帽，13.皮碗，14.打捞 外筒，15.锁紧弹簧，16.捕捉爪簧，17.井下节流器外工作筒，18.导向接头，19.密封短节， 20.0型密封圈，21.节流气嘴，22.气嘴压帽，21.分瓣固定接头，24.锁杆，25.定位爪簧， 26.定位爪簧外筒，27.油管接头，28.锁杆锁扣总成，29.打捞头，30.捕捉投捞器，31.井下 节流器，32.井口装置，33.套管，34.油管，35.打捞器。
具体实施例方式实施例1 以一个天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法为例，对本发明作进一 步详细说明。以一 口油管34内径为40毫米，井下节流器31下入深度为2000米的气井为例，对
本发明作进一步详细说明。天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法A、下采气管柱首先将井下节流器外工作筒17，通过油管接头27连接在油管34 上，然后将井下节流器外工作筒17随油管柱下到井下设计深度，坐封井口，安装井口装置 32，关闭井口装置32油管阀门。参阅图4。投放管柱由捕捉投捞器30、井下节流器31、井口装置32、套管33、油管34、井下节流器外工作筒17组成。在套管33内有内径40毫米的油管34，在油管34下部 2000米深度用油管扣连接着井下节流器外工作筒17在井口上装有井口装置32，捕捉投捞 器30安装在井口装置32上，捕捉投捞器30下部安装有井下节流器31，旋转手柄2可释放 井下节流器31将其投入油管34内，坐封在井下节流器外工作筒17上。参阅图5。打捞管柱由捕捉投捞器30、打捞器35、井口装置32、套管33、油管34、 井下节流器31和井下节流器外工作筒17组成。在套管33内有内径40毫米的油管34，在 油管34下部2000米深度用油管34扣连接着井下节流器外工作筒17，在井口上装有井口 装置32，捕捉投捞器30安装在井口装置32上，捕捉投捞器30下部内安装有打捞器35，旋 转手柄2释放打捞器35，将打捞器35投入油管34内，打捞器35与井下节流器31相连接。 在井下压力作用下，打捞器35和井下节流器31上升到井口，打捞器35上端与井口捕捉投 捞器30相连接。拆卸捕捉投捞器30、打捞器35和井下节流器31。B、安装捕捉投捞器30和井下节流器芯并投放井下节流器芯将井下节流器芯的 打捞头29与捕捉投捞器30的捕捉爪簧9相接；然后将捕捉投捞器30的下接头10接到井 口装置32上；打开井口装置32的油管阀门，转动捕捉投捞器30的手柄2，捕捉投捞器30的 捕捉爪簧9打开，将井下节流器芯投入井内。井下节流器芯进入井下节流器外工作筒17内 并自动锁定，完成了井下节流器芯的投放。C、安装捕捉投捞器30和打捞器35并打捞井下节流器芯需要取出井下节流器芯 时，首先将打捞器35的打捞杆11与捕捉投捞器30的捕捉爪簧9相接；然后打开井口装置 32的油管阀门，转动捕捉投捞器30的手柄2，捕捉投捞器30的捕捉爪簧9打开，将打捞器 35投入井内。打捞器35依靠自重下落。当打捞器35到达井下节流器31上部时，打捞器35 依靠下行的冲击力使井下节流器31的打捞头29与打捞器35的捕捉爪簧16相连接。然后 打开井口装置32的油管阀门，进入打捞器35内的气流通过打捞器35打捞外筒14上的气 孔将皮碗13扩张开，皮碗13与油管34内壁密封。在气流的推力作用下，打捞器35开始沿 油管34内壁上行，打捞器35的捕捉爪簧16带动井下节流器31内的锁杆24上行，井下节 流器芯自动解锁；打捞器35继续上行，将井下节流器芯从井下节流器外工作筒17内带出。 在上升气流的携带作用下，将打捞器35和井下节流器芯一起举升到地面。由安装在井口装 置32上的投放捕捉器30捕捉。最后关闭井口装置32的油管阀门，卸掉投放捕捉器30和 井下节流器外工作筒17，完成井下节流器芯的打捞。参阅图1。捕捉投捞器30主要由锁紧螺母1、手柄2、释放杆3、0型密封胶圈4、上 端盖5、外筒6、复位弹簧7、锁紧套8、捕捉爪簧9和下接头10组成。释放杆3为圆柱体形， 释放杆3的顶部通过锁紧螺母1固定有一个手柄2。释放杆3上部为光滑的圆柱体形，释放 杆3中部有M26的螺纹，释放杆3下端有台阶，台阶的上部有捕捉爪簧9 ；捕捉爪簧9的上端 为圆环形并套在释放杆3上并在释放杆3下端台阶的上部，捕捉爪簧9下部分为六个瓣，六 个瓣的下端有向内凸出1.5毫米的爪。在释放杆3中部螺纹外部有圆筒状的锁紧套8。锁 紧套8上端有内螺纹与释放杆3螺纹配合，锁紧套8下部内壁有向内凸出2毫米的环形体， 捕捉爪簧9下部六个瓣在锁紧套8下部环形体内。在释放杆3上套有复位弹簧7，复位弹 簧7在释放杆3与锁紧套8之间的环形空间内，复位弹簧7下端顶在锁紧套8的上部。上 端盖5有内密封槽和外密封槽，并且上端盖5下端有内螺纹和外螺纹。捕捉爪簧9套在释 放杆3上，由释放杆3上的下部限位台阶限位，复位弹簧7的下端面压在捕捉爪簧9上，释
10放杆3上的外螺纹与锁紧套8上的内螺纹相连接，锁紧套8上的外螺纹与上端盖5上的内 螺纹相连接，上端盖5上的外螺纹与外筒6上端相连接。锁紧套8在外筒6内，释放杆3、复 位弹簧7和捕捉爪簧9在锁紧套8内。手柄2由锁紧螺母1固定在释放杆3上。上端盖5 上的两道内密封槽内分别装有一个0型密封胶圈4，密封上端盖5与释放杆3之间的间隙， 上端盖5上的外密封槽内装有0型密封胶圈，密封上端盖5与外筒6之间的间隙，下接头10 接在外筒6的下端部，下接头10内有一个0型密封胶圈，密封下接头10与外筒6之间的间 隙。下接头10下端的油管螺纹能与井口连接。参阅图2。打捞器35主要由打捞杆11、皮碗压帽12、皮碗13、打捞外筒14、锁紧弹 簧15和捕捉爪簧16组成。打捞杆11为圆柱体形，打捞杆11上部有向上的锥形导向帽，导 向帽下部有圆柱体形径杆，径杆的直径是15毫米，径杆的直径小于导向帽直径10毫米。打 捞杆11外壁上有M18的螺纹，打捞外筒14上端内螺纹连接在打捞杆11的外螺纹上。打捞 外筒14上端外壁限位台阶上套有环形皮碗13，环形皮碗13的下部有环形裙。在打捞外筒 14上端外壁有M26的外螺纹，皮碗压帽12与打捞外筒14的外螺纹连接，能将皮碗13固定 在外筒上。在打捞外筒14壁上有六个斜向通孔，斜向通孔外部开口处与皮碗13下端内壁 相对，井内天然气气体通过斜向通孔能将皮碗13的环形裙部扩张开。环形裙扩张开后与油 管内壁贴紧，天然气推动打捞器向上运动。打捞杆11下部在打捞外筒14内。打捞杆11下 端有限位台阶，限位台阶的直径大于杆体的直径2毫米；在打捞杆11杆体上套有一个捕捉 爪簧16和一个锁紧弹簧15，锁紧弹簧15下端压在捕捉爪簧16上部，捕捉爪簧16上端的 环形内台阶压在打捞杆11下端限位台阶上部，锁紧弹簧15上端顶在打捞外筒14内上端面 上。捕捉爪簧16下部有六个长度为100毫米，宽度为7. 4毫米的条形分瓣，六个分瓣下端 内壁有向内凸起的爪，捕捉爪簧16采用弹簧钢制成，捕捉爪簧16下部分瓣在径向上具有弹 性。捕捉爪簧16下部向内凸起的爪，爪能卡住井下节流器的打捞头。打捞外筒14的下端 有环形凸起，打捞外筒14下端环形凸起内径与捕捉爪簧16下部六个分瓣组成的外径为24 毫米，捕捉爪簧16六个分瓣能在打捞外筒14下端环形凸起内上下滑动。环形凸起的上端 面和下端面有45度斜坡。参阅图3。井下节流器31，主要由井下节流器外工作筒17、导向接头18、密封短节 19,0型密封圈20、节流气嘴21、气嘴压帽22、分瓣固定接头23、锁杆24、定位爪簧25、定位 爪簧外筒26、油管接头27、锁杆锁扣总成28、打捞头29组成。井下节流器外工作筒17的 下端有连接的油管的2-9/16"外螺纹，能与40. 8毫米(1-9/16")的油管连接；井下节流 器外工作筒17的上端有连接的油管的2-9/16〃外螺纹，与油管接头27连接，油管接头27 上端连接油管，能将井下节流器外工作筒17下入井内并固定在井内。在井下节流器外工作 筒17的内壁下端有一个凸出的限位台阶，带有中心孔的圆柱形导向接头18的下端面座在 井下节流器外工作筒17的限位台阶上。在导向接头18的上端内螺纹连接有一个直径为6 毫米中心孔的圆柱形密封短节19，密封短节19的外壁上有两道0型密封圈20，使密封短节 19的外壁与井下节流器外工作筒17的内壁密封。在密封短节19中心孔上端固定有一个节流气嘴21，节流气嘴21是有中心孔的圆 柱体，中心孔直径是2. 2毫米，起到截流井下天然气作用。气嘴压帽22与密封短节19螺纹 连接，圆柱体形气嘴压帽22的下端面压在节流气嘴21的上端面上。气嘴压帽22有6毫米 中心孔。气嘴压帽22上端有外台阶，在气嘴压帽22上部外台阶上压有带中心孔的圆柱形锁杆24，锁杆24的顶部螺纹连接有打捞头29。在打捞头29外壁上套有一个定位爪簧25， 并且定位爪簧25簧爪与定位爪簧外筒26的开槽处对齐。定位爪簧25有三个爪簧径向等角 度分布，三个爪簧下端有向外凸起簧爪，凸起簧爪上部有斜度为45°的承载斜面，凸起簧爪 下部有斜度为13°的导向斜面；凸起簧爪能嵌入井下节流器外工作筒17内壁上的环形槽 内，环形槽的深度4毫米。分瓣固定接头23下端与密封短节19螺纹连接，定位爪簧25的 下端面压在环形分瓣固定接头23上部，分瓣固定接头23的下端面压在节流气嘴21外台阶 上。在定位爪簧25的外壁上套有定位爪簧外筒26 ；定位爪簧外筒26的上端通过三个均勻 分布的锁杆锁扣总成28固定在锁杆24的外壁上。锁杆24能在定位爪簧25内上下滑动。 锁杆锁扣总成28是由钢球、弹簧和堵丝组成，锁杆锁扣总成28在定位爪簧外筒26上端的 径向孔内，钢球潜入锁杆24外壁上的环形槽内。锁杆24外壁上的环形槽有两个。定位爪 簧外筒26的下端面压在分瓣固定接头23上部。
权利要求
一种天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，其特征是A、下采气管柱首先将井下节流器外工作筒(17)，通过油管接头(27)连接在油管(34)上，然后将井下节流器外工作筒(17)随油管柱下到井下设计深度，坐封井口，安装井口装置(32)，关闭井口装置(32)油管阀门；B、安装捕捉投捞器(30)和井下节流器芯并投放井下节流器芯将井下节流器芯的打捞头(29)与捕捉投捞器(30)的捕捉爪簧(9)相接；然后将捕捉投捞器(30)的下接头(10)接到井口装置(32)上；打开井口装置(32)的油管阀门，转动捕捉投捞器(30)的手柄(2)，捕捉投捞器(30)的捕捉爪簧(9)打开，将井下节流器芯投入井内，井下节流器芯进入井下节流器外工作筒(17)内并自动锁定，完成井下节流器芯的投放；C、安装捕捉投捞器(30)和打捞器(35)并打捞井下节流器芯需要取出井下节流器芯时，首先将打捞器(35)的打捞杆(11)与捕捉投捞器(30)的捕捉爪簧(9)相接；然后打开井口装置(32)的油管阀门，转动捕捉投捞器(30)的手柄(2)，捕捉投捞器(30)的捕捉爪簧(9)打开，将打捞器(35)投入井内，打捞器(35)依靠自重下落，当打捞器(35)到达井下节流器(31)上部时，打捞器(35)依靠下行的冲击力使井下节流器(31)的打捞头(29)与打捞器(35)的捕捉爪簧(16)相连接，然后打开井口装置(32)的油管阀门，进入打捞器(35)内的气流通过打捞器(35)打捞外筒(14)上的气孔将皮碗(13)扩张开，皮碗(13)与油管(34)内壁密封，在气流的推力作用下，打捞器(35)开始沿油管(34)内壁上行，打捞器(35)的捕捉爪簧(16)带动井下节流器(31)内的锁杆(24)上行，井下节流器芯自动解锁；打捞器(35)继续上行，将井下节流器芯从井下节流器外工作筒(17)内带出，在上升气流的携带作用下，将打捞器(35)和井下节流器芯一起举升到地面，由安装在井口装置(32)上的投放捕捉器(30)捕捉；最后关闭井口装置(32)的油管阀门，卸掉投放捕捉器(30)和井下节流器外工作筒(17)，完成井下节流器芯的打捞。
2.根据权利要求1所述的天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，其特征是所述的 捕捉投捞器(30)主要由锁紧螺母(1)、手柄(2)、释放杆(3)、0型密封胶圈(4)、上端盖(5)、 外筒(6)、复位弹簧(7)、锁紧套(8)、捕捉爪簧(9)和下接头(10)组成，释放杆(3)为圆柱 体形，释放杆(3)的顶部通过锁紧螺母(1)固定有手柄(2)，释放杆(3)上部有光滑的密封 面，释放杆(3)中部有螺纹，释放杆(3)下端有台阶，台阶的上部有捕捉爪簧(9)；捕捉爪簧 (9)的上端为圆环形套在释放杆(3)台阶的上部，捕捉爪簧(9)下部分为六个瓣，六个瓣的 下端有向内凸出的爪，在释放杆(3)中部螺纹外部有圆筒状的锁紧套(8)，锁紧套(8)上端 有内螺纹与释放杆(3)螺纹配合，锁紧套(8)下部内壁有向内凸出的环形体，捕捉爪簧(9) 下部六个瓣在锁紧套(8)下部环形体内，在释放杆(3)上套有复位弹簧(7)，复位弹簧(7) 在释放杆(3)与锁紧套(8)之间的环形空间内，复位弹簧(7)下端顶在锁紧套(8)的上部， 上端盖(5)有内密封槽和外密封槽，并且具有内外螺纹；捕捉爪簧(9)套在释放杆(3)上， 由释放杆⑶上的下部限位台阶限位，复位弹簧(7)的下端面压在捕捉爪簧(9)上，释放杆 (3)上的外螺纹与锁紧套(8)上的内螺纹相连接，锁紧套(8)上的外螺纹与上端盖(5)上 的内螺纹相连接，上端盖上的外螺纹与(7)相连接，手柄(2)由锁紧螺母(1)固定在释放杆 (3)上，上端盖(5)上的内密封槽内装有0型密封胶圈(4)，密封上端盖(5)与释放杆(3)之 间的间隙，上端盖(5)上的外密封槽内装有0型密封胶圈(4)，密封上端盖(5)与外筒(6) 之间的间隙，下接头(10)接在外筒(6)的下部，下接头端面挤压0型密封胶圈(4)密封下接头(10)与外筒(6)之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，其特征是所述的 打捞器(35)，主要由打捞杆(11)、皮碗压帽(12)、皮碗(13)、打捞外筒(14)、锁紧弹簧(15) 和捕捉爪簧(16)组成；打捞杆(11)为圆柱体形，打捞杆(11)上部有向上的锥形导向帽，导 向帽下部有圆柱体形径杆，径杆的直径小于导向帽直径2 6毫米，打捞杆(11)外壁上有 螺纹，打捞外筒(14)上端内螺纹连接在打捞杆(11)的外螺纹上，打捞外筒(14)上端外壁 限位台阶上套有环形皮碗(13)，在打捞外筒(14)上端外壁有外螺纹，皮碗压帽(12)与打 捞外筒(14)的外螺纹连接，将皮碗(13)固定在外筒上，在打捞外筒(14)壁上有斜向通孔， 斜向通孔外部开口处与皮碗(13)下端内壁相对，井内气体通过斜向通孔能将皮碗(13)的 裙部扩张开，打捞杆(11)下端有限位台阶，限位台阶的直径大于杆体的直径2 6毫米；在 打捞杆(11)杆体上套有捕捉爪簧(16)和锁紧弹簧(15)，锁紧弹簧(15)下端压在捕捉爪 簧(16)上部，捕捉爪簧(16)上端环形内台阶压在打捞杆(11)下端限位台阶上，锁紧弹簧 (15)上端顶在打捞外筒(14)内上端面上；捕捉爪簧(16)下部有六个条形分瓣，每个分瓣 下端有向内凸起的爪，捕捉爪簧(16)下部分瓣具有径向弹性，捕捉爪簧(16)下部向内凸起 的爪，打捞外筒(14)的下端有环形凸起，打捞外筒(14)下端环形凸起内径与捕捉爪簧(16) 下部六个分瓣组成的外径相同，捕捉爪簧(16)六个分瓣能在打捞外筒(14)下端环形凸起 内上下滑动。
4.根据权利要求1所述的天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，其特征是所述的 井下节流器(31)主要井下节流器外工作筒(17)、导向接头(18)、密封短节(19)、0型密封 圈(20)、节流气嘴(21)、气嘴压帽(22)、分瓣固定接头(23)、锁杆(24)、定位爪簧(25)、定 位爪簧外筒(26)、油管接头(27)、锁杆锁扣总成(28)、打捞头(29)组成；井下节流器外工 作筒(17)的下端有连接的油管的外螺纹；井下节流器外工作筒(17)的上端有连接的油管 的外螺纹并与油管接头(27)连接，在井下节流器外工作筒(17)的内壁下端有一个限位台 阶，带有中心孔的圆柱形导向接头(18)的下端面座在井下节流器外工作筒(17)的限位台 阶上，在导向接头(18)的上端内螺纹连接有带中心孔的圆柱形密封短节(19)，密封短节 (19)的外壁上有0型密封圈(20)，使密封短节(19)的外壁与井下节流器外工作筒(17)的 内壁密封，在密封短节(19)中心孔上端固定有节流气嘴(21)，节流气嘴(21)是有中心孔的 圆柱体，气嘴压帽(22)与密封短节(19)螺纹连接，圆柱体形气嘴压帽(22)的下端面压在 节流气嘴(21)的上端面上，气嘴压帽(22)有中心孔，气嘴压帽(22)上端有外台阶，在气嘴 压帽(22)上部外台阶上压有带中心孔的圆柱形锁杆(24)，锁杆(24)的顶部螺纹连接有打 捞头(29)，在打捞头(29)外壁上套有定位爪簧(25)，并且定位爪簧25簧爪与定位爪簧外 筒(26)的开槽处对齐，定位爪簧(25)有三个爪簧径向等角度分布，三个爪簧下端有向外凸 起簧爪，凸起簧爪上部有承载斜面，凸起簧爪下部有导向斜面；凸起簧爪能嵌入井下节流器 外工作筒(17)内壁上的环形槽内，分瓣固定接头(23)下端与密封短节(19)螺纹连接，定 位爪簧(25)的下端面压在环形分瓣固定接头(23)上部，分瓣固定接头(23)的下端面压在 节流气嘴(21)外台阶上，在定位爪簧(25)的外壁上套有定位爪簧外筒(26)；定位爪簧外 筒(26)的上端通过锁杆锁扣总成(28)固定在锁杆(24)的外壁上，锁杆(24)能在定位爪 簧(25)内上下滑动，锁杆锁扣总成(28)是由钢球、弹簧和堵丝组成，锁杆锁扣总成(28)在 定位爪簧外筒(26)上端的径向孔内，钢球潜入锁杆(24)外壁上的环形槽内，锁杆(24)外壁上的环形槽有两个，定位爪簧外筒(26)的下端面压在分瓣固定接头(23)上部。
全文摘要
天然气井免钢丝投捞井下节流器的方法，应用于天然气井采气生产。投送前首先在天然气井内下入井下节流器外工作筒到设计深度。然后，安装捕捉投捞器和井下节流器芯并投放井下节流器芯，井下节流器芯进入井下节流器外工作筒内并自动锁定，完成井下节流器芯的投放。打捞时，安装捕捉投捞器和打捞器并打捞井下节流器芯。利用天然气流的举升力将打捞器和井下节流器芯一起举升到地面。效果是在不降低井下节流器使用效果的同时，使井下节流器的现场操作更加便利，与使用试井车投捞井下节流器工艺相比，具有投捞工艺简单，现场操作简便的优点，不仅能准确可靠投放井下节流器，同时节约投捞时间，降低投捞费用。
文档编号E21B43/12GK101892823SQ20101011431
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者段宝玉, 郝丽 申请人:中国石油天然气股份有限公司