一种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具的制作方法

本实用新型涉及一种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具，特别适用于天然气井生产中对高压天然气的节流降压。

背景技术：

在天然气开采中为了降压、节流、限产，常常在气井井筒安装井下节流器，井下节流器以座封方式不同又分为卡瓦式井下节流器和预置式井下节流器。卡瓦式井下节流器坐封锚定在生产管柱内任意位置。预置式井下节流器坐封锚定在连接在生产管柱上并随生产管柱一起下入井内的预置工作筒内。目前苏里格气田广泛应用的是卡瓦式井下节流器，通过大面积的推广应用表明，该井下节流器难打捞，易造成井下事故。预置式井下节流器密封变形量小、密封可靠性好，寿命长，且密封段一旦与预置工作筒脱离，其外径就小于生产管柱内通径，打捞上提时几乎无摩擦阻力，以至易打捞。

常规预置式井下节流器密封方式采用自封式密封。自封式密封由于是过盈配合密封，装配精度要求高，装配过盈量一旦太大，密封段就难进入预置工作筒密封面内，投放成功率就低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有的节流器密封装配精度高、投放成功率低的问题。

为此，本实用新型提供了一种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具，弹簧压缩密封预置式井下节流器包括上下布设的打捞头和芯杆二，所述打捞头上套装锁块体二，锁块体二上部外壁丝扣连接锁帽，锁帽内壁、锁块体二顶端面和打捞头外壁之间形成的腔体内设有套装在打捞头上的挡环，打捞头中部外壁嵌有锁块二，下部外壁丝扣连接套装在芯杆二上的连接段，所述连接段的上下部位分别套装胶筒和锥筒，锥筒下部内壁丝扣连接气嘴座，气嘴座外壁连接防砂罩，内壁连接压帽，所述气嘴座上安装气嘴；

所述锥筒内壁与连接段、芯杆二、气嘴座之间形成腔体，腔体上部设有内筒和弹簧，所述内筒上部夹在锥筒和连接段之间，并与连接段丝扣连接，下部夹在锥筒和芯杆二之间，芯杆二中部外壁沿径向向外延伸出一个台阶，弹簧夹在台阶和内筒底端面之间；腔体下部设有锁环，所述锁环外壁与锥筒内壁丝扣连接，锁环内壁与芯杆二外壁丝扣连接；

投放工具自上至下包括投放头、中心杆和芯杆一，所述的投放头下部内壁与中心杆上部外壁通过剪钉一连接，中心杆上部套装锁块体一，锁块体一上部夹在投放头和中心杆之间并与投放头丝扣连接，锁块体一顶部端面、投放头内壁和中心杆外壁形成的腔体内设有套在中心杆上的可收缩C环，锁块体一下部嵌有锁块一，锁块一与打捞头上部内壁的锁块槽卡接；

所述中心杆下部外壁与芯杆一上部内壁丝扣连接，芯杆一与锁块体二通过剪钉二连接，芯杆一底端面与芯杆二顶端面抵接。

所述打捞头中部外壁沿径向向外凸出形成台阶，投放时，打捞头完全插入锁块体二时，锁块二被撑出位于台阶上并进入预置工作筒的锁块槽内。

所述中心杆上部外壁开设有环形槽，沿轴向，环形槽下方的中心杆外壁设有低台阶位，锁块一滑至低台阶位时，径向回缩脱离打捞头的锁块槽，可收缩C环滑到中心杆的环形槽内。

所述打捞头中部外壁开设环形凹槽，环形凹槽内置有定位环，打捞头插入锁块体二的过程中，定位环随打捞头一起下移。

所述胶筒为双胶筒，其中部套装有隔环，且隔环下方的胶筒呈伞形。

所述内筒的顶部开口直径大于筒底开口直径，且内筒的中下部开孔。

所述可收缩C环和定位环均为开口可径向伸缩的环，挡环为由两个半圆形环拼成的圆形环。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具，利用弹簧压缩密封胶筒形成密封，由于胶筒压缩膨胀量大，密封之前预密封间隙大，工具装配精度低，投放成功率就高。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具下井状态的结构示意图。

图2是弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具锁定状态的结构示意图。

图3是弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具丢手时的结构示意图。

图4是弹簧压缩密封预置式井下节流器坐封生产时的结构示意图。

图5是弹簧压缩密封预置式井下节流器打捞时的结构示意图。

图6是挡环的结构示意图。

图7是可收缩C环或定位环的结构示意图。

图8是锁块一的结构示意图。

附图标记说明：

投放工具：1.投放头；2.剪钉一；3.可收缩C环；4.锁块体一；5.锁块一；6.中心杆；13.芯杆一。

预置式井下节流器：7.打捞头；8.锁帽；9.挡环；10.定位环；11.锁块二；12.锁块体二；14.剪钉二；15.连接段；16.胶筒；17.隔环；18.芯杆二；19.锥筒；20.内筒；21.弹簧；22.锁环；23.气嘴座；24.气嘴；25.压帽；26.防砂罩。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具，如图4和图5所示，弹簧压缩密封预置式井下节流器包括上下布设的打捞头7和芯杆二18，所述打捞头7上套装锁块体二12，锁块体二12上部外壁丝扣连接锁帽8，锁帽8内壁、锁块体二12顶端面和打捞头7外壁之间形成的腔体内设有套装在打捞头7上的挡环9，打捞头7中部外壁嵌有锁块二11，下部外壁丝扣连接套装在芯杆二18上的连接段15，所述连接段15的上下部位分别套装胶筒16和锥筒19，锥筒19下部内壁丝扣连接气嘴座23，气嘴座23外壁连接防砂罩26，内壁连接压帽25，所述气嘴座23上安装气嘴24；

所述锥筒19内壁与连接段15、芯杆二18、气嘴座23之间形成腔体，腔体上部设有内筒20和弹簧21，所述内筒20上部夹在锥筒19和连接段15之间，并与连接段15丝扣连接，下部夹在锥筒19和芯杆二18之间，芯杆二18中部外壁沿径向向外延伸出一个台阶，弹簧21夹在台阶和内筒20底端面之间；腔体下部设有锁环22，所述锁环22外壁与锥筒19内壁丝扣连接，锁环22内壁与芯杆二18外壁丝扣连接；

如图1、图2和图3所示，投放工具自上至下包括投放头1、中心杆6和芯杆一13，所述的投放头1下部内壁与中心杆6上部外壁通过剪钉一2连接，中心杆6上部套装锁块体一4，锁块体一4上部夹在投放头1和中心杆6之间并与投放头1丝扣连接，锁块体一4顶部端面、投放头1内壁和中心杆6外壁形成的腔体内设有套在中心杆6上的可收缩C环3，锁块体一4下部嵌有锁块一5，如图5所示，锁块一5与打捞头7上部内壁的锁块槽卡接；

所述中心杆6下部外壁与芯杆一13上部内壁丝扣连接，芯杆一13与锁块体二12通过剪钉二14连接，芯杆一13底端面与芯杆二18顶端面抵接。

如图1、图2和图3所示，投放工具部分包括：投放头1、剪钉一2、可收缩“C”环3、锁块体一4、锁块一5、中心杆6、芯杆一13。

如图4和图5所示，井下节流器部分包括：打捞头7、锁帽8、挡环9、定位环10、锁块二11、锁块体二12、剪钉二14、连接段15、胶筒16、隔环17、芯杆二18、锥筒19、内筒20、弹簧21、锁环22、气嘴座23、气嘴24、压帽25、防砂罩26。

上述各部件的连接和安装如下：锁块一5嵌入锁块体一4的锁块孔内，将中心杆6插入锁块体一4中心腔内，整体插入打捞头7内，使锁块一5处于打捞头7锁块槽内；可收缩“C”环3塞入投放头1腔内，投放头1与锁块体一4丝扣连接，将剪钉一2塞入投放头1剪钉孔内；芯杆一13中心杆6丝扣连接；定位环10套在打捞头7的定位环槽内，锁帽8穿过以上整体并插入嵌有锁块二11的锁块体二12内，放入挡环9然后锁帽8与锁块体二12丝扣连接；锁块体二12与芯杆一13通过剪钉二14固定；胶筒16、隔环17、锥筒19依次穿过连接段15，连接段15与锁块体二12丝扣连接；弹簧21、内筒20依次穿过芯杆二18后整体插入锥筒19内，内筒20与连接段15丝扣连接并实现压缩弹簧21；锁环22塞入锥筒19内并以内丝扣与芯杆二18连接，以外丝扣与锥筒19连接；气嘴24放入气嘴座23腔内并以压帽25与气嘴座23丝扣连接，防砂罩31与气嘴座23丝扣连接，最后气嘴座23与锥筒19丝扣连接。

结合图1、2、3、4，本实施例提供的弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具的投放过程如下：

投放时用钢丝工具串连接投放头1并投放到指定位置的预置工作筒内见图1，由于锁块体二12的限位台阶的存在，致使井下节流器无法下行，向下震击工具串，剪钉一2被剪断，投放头1、可收缩“C”环3、锁块体一4、锁块一5、打捞头7、定位环10相对于井下节流器其余部分下移，直至打捞头7完全插入锁块体二12内，由于打捞头7台阶的作用，锁块二11被撑出进入预置工作筒锁块槽内，此时井下节流器实现锁定。在此过程中，锁块一5滑到中心杆6低台阶位实现径向回缩脱离打捞头7锁块槽，可收缩“C”环3滑到中心杆6槽内，定位环10滑到锁块体二12槽内，见图2。此时，上提钢丝工具串，若上提张力大于投放工具串自重时，说明井下节流器实现完全锁定。向上震击工具串，由于可收缩“C”环3卡于中心杆6槽内，致使钢丝工具串施加到投放头1的力，通过中心杆6将剪钉二14剪断。与此同时，投放工具中投放头1、剪钉一2、可收缩“C”环3、中心杆6、锁块体一4、锁块一5、芯杆一13相对于井下节流器其余部分上移，直至完全脱离井下节流器，实现丢手，见图3。此时，弹簧21释放压缩力量，推动芯杆二18上移，芯杆二18带动锥筒19、锁环22、气嘴座23、气嘴24、压帽25、防砂罩26相对于井下节流器其余部分上移，锥筒19轴向压缩胶筒16使其鼓胀与预置工作筒密封面实现密封。当气井开井生产时，气流经过防砂罩26后通过唯一通道气嘴24节流降压后实现气井配产。定位环10起到固定打捞头7的作用，使打捞头7不随气流运动，避免锁块二11与预置工作筒锁定不稳定，见图4。

结合图5，本实施例提供的弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具的打捞过程如下：

当气井以预置式井下节流器生产到需要打捞时，以钢丝连接专用打捞工具下入到预置式节流器位置，当打捞工具插入打捞头7腔内时向上震击钢丝工具串，打捞头7、定位环10相对于锁块体二12上移，预置工作筒外力压缩锁块二11使其回到打捞头7缩颈处，实现解锁，此时锁块二11处外径小于预置工作筒内径。工具整体随钢丝工具串上移出井，打捞成功，见图5。由于挡环9的作用，上提时打捞头7不会与井下节流器其余部分分离。

综上，本实用新型提供的这种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具，利用弹簧压缩密封胶筒形成密封，由于胶筒压缩膨胀量大，密封之前预密封间隙大，工具装配精度低，投放成功率就高。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1和图2所示，所述打捞头7中部外壁沿径向向外凸出形成台阶，投放时，打捞头7完全插入锁块体二12时，锁块二11被撑出位于台阶上并进入预置工作筒的锁块槽内。

投放时用钢丝工具串连接投放头1并投放到指定位置的预置工作筒内见图1，由于锁块体二12的限位台阶的存在，致使井下节流器无法下行，向下震击工具串，剪钉一2被剪断，投放头1、可收缩“C”环3、锁块体一4、锁块一5、打捞头7、定位环10相对于井下节流器其余部分下移，直至打捞头7完全插入锁块体二12内，由于打捞头7台阶的作用，锁块二11被撑出进入预置工作筒锁块槽内，此时井下节流器实现锁定。

实施例3：

在实施例1的基础上，如图1～图3所示，所述中心杆6上部外壁开设有环形槽，沿轴向，环形槽下方的中心杆6外壁设有低台阶位，锁块一5滑至低台阶位时，径向回缩脱离打捞头7的锁块槽，可收缩C环3滑到中心杆6的环形槽内。

井下节流器实现锁定的过程中，锁块一5滑到中心杆6低台阶位实现径向回缩脱离打捞头7锁块槽，可收缩C环3滑到中心杆6槽内，定位环10滑到锁块体二12槽内，见图2。此时，上提钢丝工具串，若上提张力大于投放工具串自重时，说明井下节流器实现完全锁定。向上震击工具串，由于可收缩C环3卡于中心杆6槽内，致使钢丝工具串施加到投放头1的力，通过中心杆6将剪钉二14剪断。

实施例4：

在实施例1的基础上，如图4和图5所示，所述打捞头7中部外壁开设环形凹槽，环形凹槽内置有定位环10，打捞头7插入锁块体二12的过程中，定位环10随打捞头7一起下移。

当气井以预置式井下节流器生产到需要打捞时，以钢丝连接专用打捞工具下入到预置式节流器位置，当打捞工具插入打捞头7腔内时向上震击钢丝工具串，打捞头7、定位环10相对于锁块体二12上移，预置工作筒外力压缩锁块二11使其回到打捞头7缩颈处，实现解锁，此时锁块二11处外径小于预置工作筒内径。工具整体随钢丝工具串上移出井，打捞成功，见图5。实施例5：

在实施例1的基础上，所述胶筒16为双胶筒，其中部套装有隔环17，且隔环17下方的胶筒16呈伞形。具体地，胶筒16下部的伞形结构在下井和投放状态中，均与锥筒19的上部挤压，形成双重密封保障。

所述内筒20的顶部开口直径大于筒底开口直径，且内筒20的中下部开孔。如图7所示，所述可收缩C环3和定位环10均为开口可径向伸缩的环，如图6所示，挡环9为由两个半圆形环拼成的圆形环。由于挡环9的作用，上提时打捞头7不会与井下节流器其余部分分离。

综上，本实用新型提供的这种弹簧压缩密封预置式井下节流器及投放工具，利用弹簧压缩密封胶筒形成密封，由于胶筒压缩膨胀量大，密封之前预密封间隙大，工具装配精度低，投放成功率就高。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。