气井用球式阻尼器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气井用球式阻尼器，包括中心杆机构、钢球机构、滑环机构和下接头，所述中心杆机构包括中心杆和轨道杆，所述中心杆一端为上接头，另一端为锥形头，且锥形头与轨道杆连接；所述钢球机构包括托架和由锥形头外壁带动与油管内壁产生摩擦的钢球，钢球设置在托架上；所述滑环机构包括滑环、滑环销钉和滑环架，滑环销钉设置在滑环架上，滑环设置在滑环销钉上，滑环销钉与轨道杆上的轨道配合使锥形头和卡瓦不接触，滑环架一端与托架连接，另一端与下接头连接。本实用新型专利技术既解决了牙块式阻尼器上的弹簧易疲劳问题，又解决了阻尼器进入液面后，易坐卡在油管内的问题，加快抽汲工具进入液面的速度，加快抽汲速度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气井用球式阻尼器，属于石油天然气开发领域的气井排液设备，以满足和适应气井的抽汲工艺要求。
技术介绍
气井抽汲的关键技术，就是在井抽通时，井内气体将抽汲工具顶出井外，将抽汲钢丝绳喷出，造成无法控制的井喷风险发生。因此，在低压气井抽汲排液工艺技术中，抽汲工具中加装抽汲阻尼器，是为了防止发生这类问题。现有技术中，抽汲阻尼器的主要技术原理就是当井内液体推动抽汲工具向上运动时，在上部加重杆及下部液流的作用下，当下部液流的推动力大于上部加重杆重量时，使连接在阻尼器上的卡瓦伸出，卡在油管壁面上；当下部液流的推力小于加重杆重量时，则正常抽汲；若卡住后，当上提钢丝绳时，则又能将钢丝绳提动，如此，反复形成一个动态的平衡过程，称之为抽汲阻尼作用.目前已有牙块式阻尼器，解决了防止抽汲工具不喷出井内的关键技术。例如，中国专利号“CN200920149246. V,公开了一种低压气井抽汲阻尼器，公开日为2010年02月10日，其阻尼器接头与卡瓦架子固定连接；卡瓦牙在卡瓦架子的槽内，卡瓦架子底部固定连接有卡瓦底座；连接杆穿过卡瓦底座通过连接件与卡瓦锥形推杆固定连接；连接杆下端连接有下加重杆，在卡瓦牙和卡瓦底座之间的卡瓦架子上套有复位弹簧。但现有牙块式阻尼器还存在如下不足一、抽汲阻尼器在下入井内液面的过程中，易形成坐封的现象，当不带阻尼器下入液面时，则其下入速度可达到2米/秒，当带阻尼器下入抽汲工具时，最大下入速度为O . 6米/秒，并且坐封后，操作人员难以发现，当发现抽汲钢丝绳遇阻发软时，再采取措施已来不及，往往造成钢丝绳打纽事故的出现，因此，抽汲阻尼器不能大规模推广应用，只是用在少数重要井上，进行抽汲排液，严重降低了抽汲效率。二、牙块式抽汲阻尼器是采用弹簧复位的，弹簧易疲劳，失去弹性，在下入过程中，牙块会在井内液面的作用下，更易坐封，造成抽汲工具不能入液面；另一方面，牙块不能复位后，也易在油管内的变径部位卡住，造成卡抽汲工具的事故发生。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有牙块式阻尼器存在的上述问题，提供一种气井用球式阻尼器，既解决了牙块式阻尼器上的弹簧易疲劳问题，又解决了阻尼器进入液面后，易坐卡在油管内的问题，加快抽汲工具进入液面的速度，加快抽汲速度。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下一种气井用球式阻尼器，其特征在于包括中心杆机构、钢球机构、滑环机构和下接头，所述中心杆机构包括中心杆和轨道杆，所述中心杆一端为上接头，另一端为维形头，且锥形头与轨道杆连接；所述钢球机构包括托架和由锥形头外壁带动与油管内壁产生摩擦的钢球，钢球设置在托架上；所述滑环机构包括滑环、滑环销钉和滑环架，滑环销钉设置在滑环架上，滑环设置在滑环销钉上，滑环销钉与轨道杆上的轨道配合使锥形头和卡瓦不接触，滑环架一端与托架连接，另一端与下接头连接。所述滑环架内壁上设置有承力凸台，滑环架与托架连接处和承力凸台之间形成滑环安装部。所述轨道杆一端与锥形头连接，另一端固定连接有均与承力凸台配合的承力螺帽和背帽。所述轨道杆呈圆柱状，轨道杆上的轨道包括长轨道槽、短轨道槽和变轨槽，滑环销钉经阻尼器的上提和下入通过变轨槽进入长轨道槽或短轨道槽。所述滑环架一端与托架螺纹连接，另一端与下接头螺纹连接，锥形头与轨道杆螺纹连接，承力螺帽和背帽分别与轨道杆螺纹连接。所述上接头和下接头均为挂接式接头。采用本技术的优点在于一、本技术采用钢球式结构，利用钢球坐卡在油管壁面上进行阻尼或坐卡，防止井内液体将抽汲工具喷出井外，不用弹簧进行复位，而是利用壁面和锥形头的运动关系，自动复位，提高了阻尼器的可靠性，中心杆机构中的轨道杆采用轨道式封隔器的坐封原理，有效解决了抽汲工具下入液面内的速度问题，更好地防止了阻尼器坐卡后，发生钢丝绳打纽的问题。二、本技术中，所述滑环架内壁上设置有承力凸台，滑环架与托架连接处和承力凸台之间形成滑环安装部，使滑环销钉只能起变轨导向作用，由承力凸台能承受抽汲形成的拉力，避免了滑环销钉被拉断。三、本技术中，所述轨道杆一端与锥形头连接，另一端固定连接有均与承力凸台配合的承力螺帽和背帽，使滑环销钉只能起变轨导向作用，由承力凸台、承力螺帽和背帽承受抽汲形成的拉力，进一步保证了滑环销钉的正常使用。四、本技术中，轨道杆呈圆柱状，轨道杆上的轨道包括长轨道槽、短轨道槽和变轨槽，滑环销钉经阻尼器的上提和下入通过变轨槽进入长轨道槽或短轨道槽，采用轨道式封隔器的坐封原理设置长轨道槽、短轨道槽和变轨槽，变轨更加可靠。五、本技术中，所述滑环架一端与托架螺纹连接，另一端与下接头螺纹连接，锥形头与轨道杆螺纹连接，承力螺帽和背帽分别与轨道杆螺纹连接，均采用螺纹连接的方式，便于安装和拆卸，提高了工作效率。六、本技术中，所述上接头和下接头均为挂接式接头，改变了阻尼器与加重杆的连接方式，将原来的丝扣连接采用球头挂接式连接，便于拆装及检查维护。七、本技术利用机械摩擦自锁原理，解决了抽汲排液工艺中，发生井喷时，井内液体将抽汲工具及抽汲钢丝绳喷出井外，致使井口失控，造成火灾，气体中毒等事故的发生；同时解决了现有阻尼器弹簧的复位以及牙块不能过井内变径节箍，形成卡抽子的问题，更重要的是其解决了阻尼器进入液面内时，下入速度受到限制的问题，为在推动气井抽汲工艺的实施，突破了最关键的一步，可在气井抽汲中大量推广应用。附图说明图1为本技术滑环处于长轨道槽的结构原理图图2为图1的A— A向剖面结构示意图图3为本技术滑环处于变轨状态时的结构原理图图4为本技术滑环处于短轨道槽时的结构原理图图5为图4的A— A向剖面结构示意图图6为本技术轨道杆的展开结构示意图图7为本技术应用在气井中自锁时的结构示意图图8为图7自锁的简图图9为防止阻尼器进入液面时的结构示意图图10为图9防止阻尼器进入液面时的简图图中标记为1、上接头，2、钢球，3、滑环销钉，4、滑环，5、长轨道槽，6、短轨道槽，7、变轨槽，8、承力螺帽，9、背帽，10、下接头，11、滑环架，12、承力凸台，13、轨道杆，14、锥形头，15、托架，16、抽子，17、油管，18、井内气液，19、加重杆。具体实施方式实施例1一种气井用球式阻尼器，包括中心杆机构、钢球机构、滑环机构和下接头10，所述中心杆机构包括中心杆和轨道杆13，所述中心杆一端为上接头I，另一端为维形头14，且维形头14与轨道杆13连接；所述钢球机构包括托架15和由锥形头14外壁带动与油管内壁产生摩擦的钢球2，钢球2设置在托架15上；所述滑环机构包括滑环4、滑环销钉3和滑环架11，滑环销钉3设置在滑环架11上，滑环4设置在滑环销钉3上，滑环销钉3与轨道杆13上的轨道配合使锥形头14和卡瓦不接触，滑环架11 一端与托架15连接，另一端与下接头10连接。本技术中，所述滑环架11内壁上设置有承力凸台12，滑环架11与托架15连接处和承力凸台12之间形成滑环安装部。本技术中，所述轨道杆13—端与锥形头14连接，另一端固定连接有均与承力凸台12配合的承力螺帽8和背帽9。本技术中，所述轨道杆13呈圆柱状，轨道杆13上的轨道包括长轨道槽5、短轨道槽6和变轨槽7，滑环销钉3经阻尼器的上提和下入通过变轨槽7进入长轨道槽5或短轨道槽6。本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气井用球式阻尼器，其特征在于：包括中心杆机构、钢球机构、滑环机构和下接头，所述中心杆机构包括中心杆和轨道杆（13），所述中心杆一端为上接头（1），另一端为锥形头（14），且锥形头（14）与轨道杆（13）连接；所述钢球机构包括托架（15）和由锥形头（14）外壁带动与油管（17）内壁产生摩擦的钢球（2），钢球（2）设置在托架（15）上；所述滑环机构包括滑环（4）、滑环销钉（3）和滑环架（11），滑环销钉（3）设置在滑环架（11）上，滑环（4）设置在滑环销钉（3）上，滑环销钉（3）与轨道杆（13）上的轨道配合使锥形头（14）和卡瓦不接触，滑环架（11）一端与托架（15）连接，另一端与下接头（10）连接。

【技术特征摘要】
1.一种气井用球式阻尼器，其特征在于:包括中心杆机构、钢球机构、滑环机构和下接头，所述中心杆机构包括中心杆和轨道杆(13)，所述中心杆一端为上接头(I )，另一端为锥形头(14)，且锥形头(14)与轨道杆(13)连接；所述钢球机构包括托架(15)和由锥形头(14)外壁带动与油管(17 )内壁产生摩擦的钢球(2 )，钢球(2 )设置在托架(15 )上；所述滑环机构包括滑环(4 )、滑环销钉(3 )和滑环架(11)，滑环销钉(3 )设置在滑环架(11)上，滑环(4)设置在滑环销钉(3 )上，滑环销钉(3 )与轨道杆(13 )上的轨道配合使锥形头(14)和卡瓦不接触，滑环架(11) 一端与托架(15)连接，另一端与下接头(10)连接。2.根据权利要求1所述的气井用球式阻尼器，其特征在于:所述滑环架(11)内壁上设置有承力凸台(12)，滑环架(11)与托架(15)连接处和承力凸台(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎，周丰，邓继学，白明伟，王祖文，魏建荣，周建柱，张宏波，寇泉，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：实用新型
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