可调节油嘴、工艺管柱及调节方法与流程

本发明涉及开采技术，尤其涉及一种可调节油嘴、工艺管柱及调节方法。

背景技术：

在气井、油井或油气井的开采过程中，需要在井下安装油嘴。

现有技术中，对于同一气井、油井或油气井，不同开采阶段井内压力不同，对于油嘴的油嘴孔的孔径的要求也不同。以气井为例，为了合理控制生产压差，防止水合物生成，在气藏不同压力下对于油嘴的油嘴孔的孔径有不同的要求。具体的，在气藏压力较高时，需要油嘴孔的孔径较大；在气藏压力较低时，需要油嘴孔的孔径较小。目前，油嘴的油嘴孔的孔径是固定的，要调节油嘴孔的孔径就要更换油嘴。

因此，现有技术中，存在由于更换油嘴而导致成本较高、操作复杂的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种可调节油嘴、工艺管柱及调节方法，用以解决现有技术中由于更换油嘴而导致成本较高、操作复杂的问题。

第一方面，本发明提供一种可调节油嘴，包括：管状的外壳和可形变的两个弧形板；

其中，所述两个弧形板过盈连接形成油嘴孔；

所述外壳套设在所述两个弧形板外侧，且所述外壳与所述两个弧形板之间形成腔体；

所述油嘴孔的孔径随着所述两个弧形板的形变程度变化，所述两个弧形板的形变程度随着所述腔体内的压力变化。

本实施例提供的可调节油嘴，通过可调节油嘴包括：管状的外壳和可形变的两个弧形板，其中，两个弧形板过盈连接形成油嘴孔，外壳套设在两个弧形板外侧，且外壳与两个弧形板之间形成腔体，油嘴孔的孔径随着两个弧形板的形变程度变化，两个弧形板的形变程度随着腔体内的压力变化，实现了油嘴孔的孔径可调节的可调节油嘴，从而能够通过调节腔体内的压力来满足不同开采阶段对于油嘴孔的孔径的不同要求。本实施例提供的可调节油嘴，解决了现有技术中由于油嘴孔的孔径固定，要调节油嘴孔的孔径需要更换油嘴，而导致成本较高，操作复杂的问题。因此，本实施例提供的可调节油嘴降低了成本，简化了操作。

另外，通过油嘴孔的孔径可调，在异常高压时，可以调大油嘴孔的孔径，避免异常高压对油嘴孔的冲蚀破坏，提高了油嘴的使用寿命。

可选的，当所述腔体内的压力增大时，所述两个弧形板的形变程度增大，所述油嘴孔的孔径减小；

当所述腔体内的压力减小时，所述两个弧形板的形变程度减小，所述油嘴孔的孔径增大。

可选的，所述两个弧形板均为具有柔性金属边缘的刚体。

本实施例提供的可调节油嘴，通过所述两个弧形板均为具有柔性金属边缘的刚体，为了既确保两个弧形板能够通过形变改变其形成的油嘴孔的孔径，又确保两个弧形板形成油嘴孔的部分的稳定性。

可选的，所述可调节油嘴还包括：控制管线连接结构；

所述控制管线连接结构与所述腔体连通。

本实施例提供的可调节油嘴，通过可调节油嘴包括与腔体连通的控制管线连接结构，使得控制管线可以通过控制管线连接结构与腔体连通，实现了通过控制管线控制腔体内的压力。

可选的，所述腔体为液压腔体。

可选的，所述腔体为气压腔体。

可选的，所述可调节油嘴还包括第一接头和第二接头；

所述第一接头和所述第二接头分别设置在所述可调节油嘴的两端。

本实施例提供的可调节油嘴，通过可调节油嘴包括分别设置在其两端的第一接头和第二接头，使得可调节油嘴可以通过第一接头和第二接头与其他部件连接。

第二方面，本发明提供一种工艺管柱，包括上述第一方面任一项所述的可调节油嘴。

本实施例提供的工艺管柱，通过工艺管柱包括上述第一方面任一项所述的可调节油嘴，避免了由于油嘴孔的孔径固定导致需要经常更换工艺管柱上安装的油嘴的问题，降低了成本，简化了操作。

另外，由于管柱的部件间通常是由气体密封螺纹进行密封的，重复的拆装会降低气密性，影响管柱整体寿命。因此，通过工艺管柱包括油嘴孔的孔径可调的可调节油嘴，避免了由于油嘴孔的孔径固定需要更换油嘴，因此对管柱进行重复拆装，从而导致管柱寿命较低的问题，延长了管柱的整体寿命。

可选的，所述工艺管柱还包括：控制管线，与所述可调节油嘴的腔体连通，用于控制所述可调节油嘴的腔体内的压力。

可选的，所述控制管线为液控管线。

第三方面，本发明提供一种调节方法，应用于可调节油嘴，所述可调节油嘴包括：管状的外壳和可形变的两个弧形板，其中，所述两个弧形板过盈连接形成油嘴孔，所述外壳套设在所述两个弧形板外侧，且所述外壳与所述两个弧形板之间形成腔体；所述方法包括：

根据井内当前压力，确定所述腔体的目标压力；

将所述腔体内的压力调节为所述目标压力。

可选的，所述根据当前井内压力，确定所述腔体的目标压力，包括：

根据当前井内压力，以及不同井内压力与腔体压力之间的对应关系，确定所述腔体的目标压力。

可选的，所述根据当前井内压力，确定所述腔体的目标压力，包括：

根据当前井内压力，以及不同井内压力与孔径之间的对应关系，确定所述油嘴孔的目标孔径；

根据所述目标孔径，以及不同孔径与腔体压力之间的对应关系，确定所述腔体的目标压力。

可选的，所述将所述腔体内的压力调节为所述目标压力，包括：

通过与所述腔体连通的控制管线，将所述腔体内的压力调节为所述目标压力。

本实施例提供的调节方法，通过根据当前井内压力，确定所述腔体的目标压力，将所述腔体内的压力调节为所述目标压力，实现了根据当前井内压力对腔体内的压力的调节。由于两个弧形板的形变程度随着腔体内的压力变化，而油嘴孔的孔径随着两个弧形板的形变程度变化，因此实现了根据当前井内压力对可调节油嘴的孔径的调节，使得可调节油嘴的孔径能够适应不同开采阶段的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的可调节油嘴的截面图一；

图2为本发明一实施例提供的可调节油嘴的主视图；

图3为本发明一实施例提供的可调节油嘴的截面图二；

图4为本发明另一实施例提供的可调节油嘴的主视图；

图5为本发明提供的工艺管柱的结构示意图；

图6为本发明提供的可调节油嘴的调节方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的可调节油嘴的截面图；图2为本发明一实施例提供的可调节油嘴的主视图。如图1和图2所示，本实施例的可调节油嘴可以包括：管状的外壳11和可形变的两个弧形板12；其中，两个弧形板12过盈连接形成油嘴孔13；外壳11套设在两个弧形板12外侧，且外壳11与两个弧形板12之间形成腔体14；油嘴孔13的孔径随着两个弧形板12的形变程度变化，两个弧形板12的形变程度随着腔体14内的压力变化。

其中，腔体14具体可以为液压腔体或气压腔体。

其中，腔体14具体可以为圆形腔体、椭圆形腔体等规则形状，也可以为不规则形状腔体，本发明并不作限制。

具体的，当腔体14内的压力变化时，两个弧形板12的形变程度随之发生变化。当两个弧形板12的形变程度发生变化时，由两个弧形板12过盈连接形成的油嘴孔13的孔径随之发生变化。本实施例提供的可调节油嘴，通过控制腔体14内的压力实现了对油嘴孔的孔径的调节，从而实现了孔径可调节的可调节油嘴。

由于本实施例提供的可调节油嘴的油嘴孔的孔径可以调节，因此使用本实施例提供的可调节油嘴能够满足不同开采阶段对于油嘴孔的孔径的不同要求。以气井为例，在气藏压力较高时，可以通过减小腔体14内的压力来减小弧形板12的形变，从而增大油嘴孔13的孔径，以此来满足气藏压力较高时需要油嘴孔的孔径较大的要求。在气藏压力较低时，可以通过增大腔体14内的压力来增大弧形板12的形变，从而减小油嘴孔13的孔径，以此来满足气藏压力较低时需要油嘴孔的孔径较小的要求。因此，解决了现有技术中油嘴孔的孔径固定，要调节油嘴孔的孔径经需要更换油嘴，而导致成本较高，操作复杂的问题。

本实施例中，通过可调节油嘴包括：管状的外壳和可形变的两个弧形板，其中，两个弧形板过盈连接形成油嘴孔，外壳套设在两个弧形板外侧，且外壳与两个弧形板之间形成腔体，油嘴孔的孔径随着两个弧形板的形变程度变化，两个弧形板的形变程度随着腔体内的压力变化，实现了油嘴孔的孔径可调节的可调节油嘴，从而能够通过调节腔体内的压力来满足不同开采阶段对于油嘴孔的孔径的不同要求。本实施例提供的可调节油嘴，解决了现有技术中由于油嘴孔的孔径固定，要调节油嘴孔的孔径需要更换油嘴，而导致成本较高，操作复杂的问题。因此，本实施例提供的可调节油嘴降低了成本，简化了操作。

通常，将高速气体在管内流动时发生显著冲蚀作用的流速称为冲蚀流速。当气体流速低于冲蚀流速时，冲蚀不明显。当气体流速高于冲蚀流速时，会产生明显的冲蚀，严重影响安全生产。并且，气体流速如超过一定范围，随着流速增加，冲蚀加剧。

由于在开采过程中需要使用油嘴来调节产量，因此冲蚀流速受油嘴孔的孔径影响最大。因此，在减小冲蚀影响的前提下，应尽量使得油嘴孔的孔径与气体压力相匹配。具体的，随着气体压力增高，产量增加，所需的油嘴孔的孔径应越大；随着气体压力降低，产量越小，所需的油嘴孔的孔径也越小。具体可以通过如下公式(1)计算油嘴孔的孔径：

其中：q表示产气量，单位为10⁴m³/d；

dmin表示油嘴孔的内径尺寸，单位为mm；

p表示压力，单位为mpa；

t表示绝对温度，单位为k；

γg表示气体比重，无因次；

z表示压缩因子，无因次。

可以看出，现有技术中，当井内气体异常高压时，存在由于油嘴孔的孔径固定而导致异常高压对油嘴孔的冲蚀破坏的问题。本实施例中，通过油嘴孔的孔径可调，在异常高压时，可以调大油嘴孔的孔径，避免异常高压对油嘴孔的冲蚀破坏，提高了油嘴的使用寿命。

可选的，为了确保弧形板12能够形变，弧形板12可以整体都为柔性体，或者也可以部分为柔性体。

可选的，为了确保两个弧形板12形成油嘴孔13的部分的稳定性，两个弧形板12形成油嘴孔13的部分可以为刚体结构。

因此，为了既确保两个弧形板12能够通过形变改变其形成的油嘴孔13的孔径，又确保两个弧形板12形成油嘴孔13的部分的稳定性，两个弧形板12的边缘可以为柔性体，其他部分可以为刚体。

进一步可选的，两个弧形板12均为具有柔性金属边缘的刚体结构。

其中，刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体。需要说明的是，绝对刚体实际上是不存在的，只是一种理想模型，因为任何物体在受力作用后，都或多或少地变形，如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小，在研究物体运动时变形就可以忽略不计。

柔性体是相对于刚体的概念，其强调了可变形性。

具体的，将可调节油嘴的油嘴孔13的孔径调小的具体操作可以为增大腔体14内的压力。具体过程可以包括：当腔体14内的压力增大时，两个弧形板12的形变程度均增大，油嘴孔13的孔径减小。

具体的，将可调节油嘴的油嘴孔13的孔径调大的具体操作可以为减小腔体14内的压力。具体过程可以包括：当腔体14内的压力减小时，两个弧形板12的形变程度均减小，油嘴孔13的孔径增大。

如图1和图3所示，当可调节油嘴的状态如图1所示时，增大腔体14内的压力后，可调节油嘴的状态可以如图3所示。当可调节油嘴的状态如图3所示时，减小腔体14内的压力后，可调节油嘴的状态可以如图1所示。

图4为本发明另一实施例提供的可调节油嘴的主视图。本实施例的可调节油嘴在图1、图2或图3所示的可调节油嘴的基础上，进一步的，主要描述了可调节油嘴的一种具体的实现方式。如图4所示，本实施例的可调节油嘴还可以包括：控制管线连接结构15；控制管线连接结构15与腔体14连通。

其中，用于控制腔体14内压力的控制管线可以通过控制管线连接结构15与腔体14连通。

具体的，假设腔体14为液压腔体，当腔体14外的液体通过控制管线及控制管线连接结构15进入腔体14时，可以增大腔体14内的压力；当腔体14中的液体通过控制管线连接结构15及控制管线从腔体14内流出时，可以减小腔体14内的压力。

这里，控制管线具体可以为液压管线。控制管线的一端可以与腔体14连通，控制管线的另一端可以位于地上并液压设备连接。其中，液压设备用于控制液体进入腔体14或流出腔体14。

本实施例中，通过可调节油嘴包括与腔体连通的控制管线连接结构，使得控制管线可以通过控制管线连接结构与腔体连通，实现了通过控制管线控制腔体内的压力。

可选的，本实施例的可调节油嘴还可以包括第一接头16和第二接头17；第一接头16和第二接头17分别设置在可调节油嘴的两端。第一接头16和第二接头17用于可调节油嘴与油管、可穿越封隔器等其他部件连接。

本实施例中，通过可调节油嘴包括分别设置在其两端的第一接头和第二接头，使得可调节油嘴可以通过第一接头和第二接头与其他部件连接。

图5为本发明提供的工艺管柱的结构示意图。如图5所示，本实施例的工艺管柱可以包括：上述图1-图4任一实施例提供的可调节油嘴51。

需要说明的是，为了能在工艺管柱中尽早的对气藏进行节流，可调节油嘴51可以位于靠近工艺管柱的第一端的位置，所述第一端为工艺管柱远离地面的一端。

本实施例中，通过工艺管柱包括上述图1-图4任一实施例提供的可调节油嘴，避免了由于油嘴孔的孔径固定导致需要经常更换工艺管柱上安装的油嘴的问题，降低了成本，简化了操作。

另外，由于管柱的部件间通常是由气体密封螺纹进行密封的，重复的拆装会降低气密性，影响管柱整体寿命。因此，通过工艺管柱包括油嘴孔的孔径可调的可调节油嘴，避免了由于油嘴孔的孔径固定需要更换油嘴，因此对管柱进行重复拆装，从而导致管柱寿命较低的问题，延长了管柱的整体寿命。

可选的，如图5所述，本实施例的工艺管柱还可以包括控制管线52。控制管线52与可调节油嘴51的腔体14连通，用于控制可调节油嘴51的腔体14内的压力。

可选的，控制管线52具体可以为液控管线。

可选的，如图5所示，本实施例的工艺管柱还可以包括喇叭口53，喇叭口53可以位于工艺管柱的第一端。地下的气藏可以通过喇叭口53进入工艺管柱。

可选的，如图5所示，本实施例的工艺管柱还可以包括封隔器54。封隔器54是指具有弹性密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产(注)液，保护套管的井下工具。

当工艺管柱包括控制管线52时，封隔器54具体可以为可穿越封隔器，便于控制管线52能够穿越封隔器54。

需要说明的是，图5为工艺管柱的半剖图。

图6为本发明提供的可调节油嘴的调节方法的流程图。本实施例的方法用于控制上述实施例提供的可调节油嘴，所述可调节油嘴包括管状的外壳和可形变的两个弧形板，其中，所述两个弧形板过盈连接形成油嘴孔，所述外壳套设在所述两个弧形板外侧，且所述外壳与所述两个弧形板之间形成腔体。如图6所示，本实施例的方法可以包括：

步骤601、根据当前井内压力，确定所述腔体的目标压力。

本步骤中，由于调节外壳与弧形板之间腔体内的压力，可以调节可调节油嘴的油嘴孔的孔径，使得油嘴孔的孔径能够满足不同开采阶段下井内压力的要求。因此，可以根据当前井内压力来确定腔体的目标压力，使得当腔体内的压力为目标压力时，油嘴孔的孔径能够满足当前井内压力的要求。可选的，可以直接根据当前井内压力，确定出腔体的目标压力；或者，也可以根据当前井内压力，先确定出油嘴孔的目标孔径，再根据目标孔径确定出腔体的目标压力。具体的，可以根据当前井内压力，以及不同井内压力与腔体压力之间的对应关系，确定所述腔体的目标压力。或者，也可以根据当前井内压力，以及不同井内压力与孔径之间的对应关系，确定所述油嘴孔的目标孔径；进一步的，根据所述目标孔径，以及不同孔径与腔体压力之间的对应关系，确定所述腔体的目标压力。

步骤602、将所述腔体内的压力调节为所述目标压力。

本步骤中，在将腔体内的压力调节为目标压力的过程中，使得两个弧形板的形变程度随之发生变化，从而使得油嘴孔的孔径随之变化。可选的，所述腔体具体可以为液压腔体或气压腔体。可选的，可以通过与所述腔体连通的控制管线，将腔体内的压力调节为目标压力。

假设腔体的当前压力小于所述目标压力，腔体为液压腔体，则步骤602具体可以为将腔体外的液体通过控制管线注入腔体，使得腔体内的压力增大至目标压力。

假设腔体的当前压力小于所述目标压力，腔体为液压腔体，则步骤602具体可以为将腔体中的液体通过控制管线从腔体内抽出，使得腔体内的压力减小至目标压力。

当控制管线为液压管线时，控制管线的一端与腔体连通，控制管线的另一端可以位于地上并液压设备连接。其中，液压设备用于控制向腔体注入液体，或者从腔体抽出液体。

本实施例中，通过根据当前井内压力，确定所述腔体的目标压力，将所述腔体内的压力调节为所述目标压力，实现了根据当前井内压力对腔体内的压力的调节。由于两个弧形板的形变程度随着腔体内的压力变化，而油嘴孔的孔径随着两个弧形板的形变程度变化，因此实现了根据当前井内压力对可调节油嘴的孔径的调节，使得可调节油嘴的孔径能够适应不同开采阶段的要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。