专利名称：一种用于小水量天然气井的固体泡排剂投放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于天然气井井筒排液的小水量天然气井固体泡排剂投放装置。
背景技术：
在天然气开采过程中，由于气藏储层压力和天然气流动速度逐步降低，往往导致气井地层水或凝析液不能被天然气气流携带出井筒而出现井筒积液现象，严重影响气井的正常生产，甚至将气井水淹，迅速有效排除气井井筒积液成为采气工作者的主要工作之一。 由于泡沫排水采气工艺所具有的不对地层造成伤害、连续有效、适应性强等特点，使得泡沫排水采气工艺技术越来越广泛地被应用在气井的开采过程中。但是由于目前大多数气田气井分布比较分散，很大部分单井没有电源，并且对积液气井实施固体泡沫排水采气工艺技术均需要工作人员现场操作，劳动强度较大，难以对积液气井的管理实现自动化控制，导致固体泡排剂投放周期不规律而影响了泡沫排水采气工艺的作用效果，加大了排水采气作业成本，致使不能很好的排除井筒积液进而影响气井的正常生产，特别是对于产气量比较小的边缘井，上述问题尤为严重。因此迫切需要一种能够使固体泡沫排水采气工艺实现自动投放的装置，减轻采气工作人员的劳动强度，实现对积液气井的自动化管理，提高固体泡沫排水采气工艺技术的作用效果。
发明内容
本发明的目的是为解决传统投放固体泡排剂工序繁琐、劳动强度较大、排水采气成本较高、固体泡排剂投放周期不规律致使泡沫排水采气工艺效果不明显等问题，特提供一种用于小水量天然气井的固体泡排剂投放装置。为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案一种用于小水量天然气井的固体泡排剂投放装置，是由固体泡排剂投放装置和定时自动控制系统两部分组成，其结构特征是在固体泡排剂投放装置中包括上盖板、壳体、装剂筒、转轴、上限位轮、下限位轮、下盖板、直线电机、驱动齿轮、齿条、井口连接法兰、投料孔、装料孔及装料放空球阀；上盖板安装在壳体上方并用焊接形式与壳体联结，下盖板安装在壳体下方并用焊接形式与壳体联结； 转轴安装在由上盖板、壳体及下盖板构成密闭空间内部中心轴线上，转轴下端穿过下盖板伸出密闭空间；上限位轮和下限位轮安装在壳体内并用键与转轴联结；装剂筒以转轴为中心分别安放在上限位轮和下限位轮上；驱动齿轮由齿轮外套、棘爪、弹簧和齿轮内套组成， 齿轮内套用平丝挡安装在齿轮外套的内孔内，齿轮外套内孔表面设有棘齿，齿轮内套外侧设有棘爪槽，棘爪槽的一侧通过铰孔安装棘爪，棘爪通过安装在棘爪槽内弹簧的作用顶在齿轮外套内孔表面的棘齿表面，实现驱动齿轮的单向转动；直线电机安装在下盖板下方偏右，直线电机的初级作为定子，直线电机的次级作为动子并与齿条相连，驱动齿轮的齿轮内套用键与转轴伸出下盖板部分相连并与齿条形成齿轮齿条机构；井口连接法兰与投料孔处于同一中心轴线上并通过焊接形式与下盖板相连；装料放空球阀与装料孔处于同一中心线并与上盖板通过焊接形式相连。固体泡排剂通过装料放空球阀装在装剂筒内，直线电机的动子驱动齿条往复直线运动，齿条带动驱动齿轮间歇性单向转动，进而带动转轴在由上盖板、壳体以及下盖板构成密闭空间内部中心轴线上间歇性旋转，转轴再带动上限位轮和下限位轮旋转进而带动装剂筒旋转，当装剂筒旋转至投料孔位置时，固体泡排剂通过投料孔下落到井筒。定时自动控制系统是由遥控开关、时间继电器、选择开关、电源开关、太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池以及指示灯组成；太阳能电池板与太阳能控制器用电缆线相连接，太阳能控制器与蓄电池相连接，太阳能电池板用太阳能控制器对蓄电池完成充电；电源开关与选择开关用电缆线串联，中间装有电源指示灯，遥控开关与时间继电器并联后再与电源开关、选择开关串联在一起；直线电机与上述控制单元并联；蓄电池与直线电机以及控制单元连接，并对其提供所需的电能。定时自动控制系统的操作界面中间设置有投放周期设置窗口 ；左边下为电源开关，上为电源指示灯；右边下为选择开关，上为自动投放指示灯和遥控加剂指示灯等。与现有技术相比，本发明的有益效果在于(1)、简化了向气井投放固体泡排剂的工序，实现固体泡排剂投放自动化，减轻操作人员的劳动强度；(2)、便于规范固体泡排剂投放制度，使固体泡沫排水采气工艺技术的作用效果最大化；(3)、可以大大降低人力资源、传统固体泡沫排水采气配套设备的运行费用，经济效益显著；(4)、利用太阳能为系统提供所需的电能，节能环保。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明固体泡排剂投放装置的结构示意图。图2是本装置齿轮齿条机构结构示意图。图3是本装置定时自动控制系统示意图。图4是本装置定时自动控制系统操作界面。图中1、上盖板；2、壳体；3、装剂筒；4、转轴；5、下限位轮；6、下盖板；7、直线电机；8、动子；9、定子；10、齿条；11、驱动齿轮；12、井口连接法兰；13、投料孔；14、上限位轮； 15、装料孔；16、装料放空球阀；17、棘爪；18、弹簧；19、齿轮内套；20、齿轮外套；21、遥控开关；22、遥控加剂指示灯；23、蓄电池；24、太阳能电池板；25、太阳能控制器；26、电源开关；
27、电源指示灯；28、选择开关；29、自动投放指示灯；30、时间继电器；31、投放周期设置窗□。
具体实施例方式根据图1、图2、图3和图4所示，该用于小水量天然气井的固体泡排剂投放装置是由固体泡排剂投放装置(如图1所示)和定时自动控制系统(如图3所示)两部分组成。固体泡排剂投放装置(如图1和图2所示)包括上盖板1、壳体2、装剂筒3、转轴4、 上限位轮14和下限位轮5、下盖板6、直线电机7、驱动齿轮11、齿条10、井口连接法兰12、 投料孔13、装料孔15以及装料放空球阀16等组成。上盖板1安装在壳体2上方并用焊接形式与壳体2联结，下盖板6安装在壳体2下方并通过焊接形式与壳体2联结；转轴4安装在由上盖板1、壳体2及下盖板6构成的密闭空间内部中心轴线上，转轴4下端穿过下盖板6伸出密闭空间；上限位轮14和下限位轮5安装在壳体2内并用键与转轴4联结；装剂筒 3以转轴4为中心分别安放在上限位轮14和下限位轮5上；驱动齿轮11由齿轮外套20、棘爪17、弹簧18和齿轮内套19组成，齿轮内套19用平丝挡安装在齿轮外套20的内孔内，齿轮外套20内孔表面设有棘齿，齿轮内套19外侧设有棘爪槽，棘爪槽的一侧的铰孔安装棘爪 17，棘爪17用安装在棘爪槽内弹簧18的作用顶在齿轮外套20内孔表面的棘齿表面，实现驱动齿轮11的单向转动；直线电机7安装在下盖板6下方偏右，直线电机7的初级作为定子9，直线电机7的次级作为动子8并与齿条10相连接，驱动齿轮11的齿轮内套19用键与转轴4伸出下盖板6部分相连并与齿条10构成齿轮齿条机构；井口连接法兰12与投料孔 13处于同一中心轴线上并用焊接形式与下盖板6相连；装料放空球阀16与装料孔15处于同一中心线并与上盖板1用焊接形式相连。固体泡排剂通过装料放空球阀16装在装剂筒3 内，直线电机7的动子8驱动齿条10作往复直线运动，齿条10带动驱动齿轮11间歇性单向转动，进而带动转轴4在由上盖板1、壳体2以及下盖板6构成密闭空间内部中心轴线上间歇性旋转，转轴4再带动上限位轮14和下限位轮5旋转进而带动装剂筒3旋转，当装剂筒3旋转至投料孔13位置时，固体泡排剂通过投料孔13下落到井筒。定时自动控制系统(如图3和图4所示)包括遥控开关21、时间继电器30、选择开关观、电源开关沈、太阳能电池板对、太阳能控制器25、蓄电池23以及指示灯。太阳能电池板M与太阳能控制器25用电缆线连接，太阳能控制器25再与蓄电池23连接，太阳能电池板M通过太阳能控制器25对蓄电池23完成充电；电源开关沈与选择开关观用导线串联，中间装有电源指示灯27，遥控开关21与时间继电器30并联以后再与电源开关沈、选择开关观串联在一起；直线电机7与上述控制单元并联，蓄电池23与直线电机7以及控制单元连接，并对其提供所需的电能。定时自动控制系统的操作界面(如图4所示)左边设置有电源开关沈和电源指示灯27 ；中间为投放周期设置窗口 31，右边为选择开关观以及自动投放指示灯四和遥控加剂指示灯22等。该用于小水量天然气井的固体泡排剂投放装置的使用方法
1、固体泡排剂的加装操作
(1)、打开电源开关26，将定时自动控制系统的选择开关观开到“遥控加剂”位置，“遥控加剂”指示灯22亮；
(2)、关闭采气树测试阀(七号阀)，打开固体泡排剂投放装置的装料放空球阀16放空；
(3)、分别按一次遥控开关21就通过固体泡排剂投放装置的装料放空球阀16对固体泡排剂投放装置加一次固体泡排剂，以此类推直到将固体泡排剂投放装置的装剂筒3加满固体泡排剂；
(4)、关闭固体泡排剂投放装置的装料放空球阀16，打开采气树测试阀；
2、固体泡排剂投放操作
(1)、打开定时自动控制系统的电源开关26，将固体泡排剂投放装置的装药筒3加满固体泡排剂；
(2)、根据不同天然气井工艺参数的具体情况在投放周期设置窗口31处设置每次投放固体泡排剂的间隔时间，以及每次固体泡排剂投放动作时间；
(3)、将选择开关观打开到“自动投放”位置，“自动投放”指示灯四亮；开始固体泡排剂定时自动投放操作，直到固体泡排剂投放装置里面的固体泡排剂全部被投放到气井井筒，完成一个循环周期。
权利要求
1.一种用于小水量天然气井的固体泡排剂投放装置，是由固体泡排剂投放装置和定时自动控制系统组成，其特征在于在固体泡排剂投放装置中，上盖板(1)安装在壳体(2)上方并用焊接形式与壳体(2)联结，下盖板(6)安装在壳体(2)下方并用焊接与壳体(2)联结；转轴(4)安装在由上盖板(1)、壳体(2)以及下盖板(6)构成的密闭空间内部中心轴线上，转轴(4)下端穿过下盖板(6)伸出密闭空间；上限位轮(14)和下限位轮(5)安装在壳体 (2)内并用键与转轴(4)联结；装剂筒(3)以转轴(4)为中心分别安放在上限位轮(14)和下限位轮(5)上；驱动齿轮(11)由齿轮内套(19)用平丝挡安装在齿轮外套(20)的内孔内， 齿轮外套(20)内孔表面设有棘齿，齿轮内套(19)外侧设有棘爪槽，棘爪槽的一侧的铰孔安装棘爪(17)，棘爪(17)用安装在棘爪槽内的弹簧(18)顶在齿轮外套(20)内孔表面的棘齿表面；直线电机(7 )安装在下盖板(6 )下方偏右，直线电机(7 )的初级作为定子(9 )，直线电机(7)的次级作为动子(8)并与齿条(10)相连接，驱动齿轮(11)的齿轮内套(19)用键与转轴(4)伸出下盖板(6)部分相连，并与齿条(10)构成齿轮齿条机构；井口连接法兰(12)与投料孔(13)处于同一中心轴线上，并用焊接与下盖板(6)相联接；装料放空球阀(16)与装料孔(15)处于同一中心线，并与上盖板(1)用焊接相连；在定时自动控制系统中，太阳能电池板(24)与太阳能控制器(25)用电缆线连接，太阳能控制器(25)再与蓄电池(23)联接； 电源开关(26)与选择开关(28)用导线串联，中间装有电源指示灯(27)，遥控开关(21)与时间继电器(30)并联以后再与电源开关(26)、选择开关(28)串联在一起；直线电机(7)与上述控制单元并联，蓄电池(23 )与直线电机(7 )及控制单元联接。
2.根据权利要求1所述的固体泡排剂投放装置，其特征是定时自动控制系统的操作界面中间设置有投放周期设置窗口(31);左边下为电源开关(26)、上为电源指示灯(27);右边下为旋转开关(28)，上为自动投放指示灯(29)和遥控加剂指示灯(22)。
全文摘要
本发明涉及一种用于天然气井井筒积液的小水量天然气井的固体泡排剂投放装置。它可解决传统投放固体泡排剂工序繁琐、劳动强度大、采气成本高、固体泡排剂投放周期不规律的问题。其技术方案是上盖板安装在壳体上方并用焊接相联，下盖板安装在壳体下方并用焊接相联；转轴安装在由上盖板、壳体及下盖板构成的密闭空间内，转轴下端穿过下盖板伸出密闭空间；上限位轮和下限位轮安装在壳体内并用键与转轴连接，装剂筒安放在上限位轮和下限位轮上；驱动齿轮由齿轮外套、棘爪、弹簧和齿轮内套组成；直线电机安在下盖板下方偏右，直线电机与定时自动控制系统并联。本发明实现了固体泡排剂投放自动化，减轻了劳动强度，降低了人力资源，利用太阳能提供电能，节能环保。
文档编号E21B43/16GK102162348SQ20111004742
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者张梁, 梁政, 王飞, 田家林, 蒋发光, 邓雄 申请人:西南石油大学