一種卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置。其包括丟手頭、中心桿、上卡瓦、芯軸、下卡瓦、銷釘、上膠筒、下膠筒、推力筒、油嘴、單流閥、彈簧、調節桿以及阻、防垢裝置，其特征在于所述丟手頭下連接所述芯軸，所述芯軸內安裝所述中心桿，所述中心桿和所述芯軸下順次安裝有所述油嘴和所述單流閥，所述單流閥下部順次安裝所述彈簧和所述調節桿，所述芯軸外上下部分別安裝所述上卡瓦和下卡瓦，下部順次安裝連接所述上膠筒、下膠筒和推力筒，裝置最下部連接合金材料固定護套。封隔器、節流器、除垢器合三為一，能有效降低井下安裝的工作難度，減少設備維修率，保證開采正常進行。
【專利說明】一種卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油天然氣采氣【技術領域】，特別涉及一種井下除垢裝置，是一種具有井下封隔、節流功能的綜合除垢裝置，主要解決目前油(氣)井井下結垢影響油氣正常生產的問題。
【背景技術】
[0002]目前，在天然氣開采中，為了除垢、降壓、節流、限產，常常在井下安裝封隔器、節流器、除垢器等，這樣雖然可以滿足正常的開采要求，但是給井下安裝工作增加了難度，同時一旦某項設備出現問題或固定失效，將會給維修、打撈帶來困難，甚至導致井下事故。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其特征在于，其包括丟手頭、中心桿、上卡瓦、芯軸、下卡瓦、銷釘、上膠筒、下膠筒、推力筒、油嘴、單流閥、彈簧、調節桿、以及阻、防垢裝置，其特征在于所述丟手頭下連接所述芯軸，所述芯軸內安裝所述中心桿，所述中心桿和所述芯軸下順次安裝有所述油嘴和所述單流閥，所述單流閥下部順次安裝所述彈簧和所述調節桿，所述芯軸外上下部分別安裝所述上卡瓦和下卡瓦，下部順次安裝連接所述上膠筒、下膠筒和推力筒，裝置最下部連接合金材料固定護套。其中所述阻、防垢裝置包括由特殊合金材料制得的核心部件、流體流入孔、標準接頭及所述、合金材料固定護套，所述特殊合金材料采用由銅、鎳、銻、錫、鉛、鋅、鋯等7種具有不同電負性的金屬元素高溫化合制成，所述7種金屬元素的配比為:銅30%-60%，鎳 10%-30%，銻 2%-9%，錫 15%_24%，鉛 15%_30%，鋅 2%_9%，鋯 3%_8%。
[0004]所述由特殊合金材料制得的核心部件在所述合金材料固定護套內。所述上卡瓦和下卡瓦由銅鎳合金材料制作而成。所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其中所述合金材料固定護套表面具有金屬非晶態材料涂層或鍍層。所述金屬非晶態材料涂層或鍍層為將鎢粉或納米陶瓷粉通過高溫噴涂或電鍍的方法形成。所述核心部件由8-15片所述特殊合金材料制得的孔板組成，呈軸向排列。將封隔器、節流器、除垢器合三為一，降低井下安裝的工作難度，減少設備維修率，保證開采正常進行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1:本發明的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置結構簡圖。
[0006]圖2:合金材料固定護套底部結構示意圖。
[0007]圖3:阻、防垢裝置結構示意圖。
[0008]圖中:
[0009]1-丟手頭，2-中心桿，3-上卡瓦，4-芯軸，5-下卡瓦，6_銷釘，7_上膠筒，8_下膠筒，9-推力筒，10-油嘴，11-單流閥，12-彈簧，13-調節桿，14-特殊合金材料，15-合金材料固定套，16-阻、防垢裝置，17-流體流入孔，18-標準接頭【具體實施方式】
[0010]本發明的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，是將封隔器、節流器、除垢器在原有的基礎上加以改進綜合為一體的新型裝置。如圖1所示，其包括丟手頭1、中心桿2、上卡瓦3、芯軸4、下卡瓦5、銷釘6、上膠筒7、下膠筒8、推力筒9、油嘴10、單流閥11、彈簧12、調節桿13、以及阻、防垢裝置16，其特征在于所述丟手頭I下連接所述芯軸4，所述芯軸4內安裝所述中心桿2，所述中心桿2和所述芯軸4下順次安裝有所述油嘴10和所述單流閥11，所述單流閥11下部順次安裝所述彈簧12和所述調節桿13，所述芯軸4外上下部分別安裝所述上卡瓦3和下卡瓦5，下部順次安裝連接所述上膠筒7、下膠筒8和推力筒9，裝置最下部連接合金材料固定護套15。
[0011]封隔:當該裝置到達預定位置時，上提丟手頭1，通過震擊剪斷上、下卡瓦上的銷釘6，丟手頭I拉動中心桿向上走，推力筒9在中心桿2的帶動下驅動上、下卡瓦沿芯軸錐體張開并貼近油管內壁，產生作用力來達到固定；同時上、下膠筒也由于壓差的作用向外擴張，貼在管道內壁，達到密封狀態。由于卡瓦起到固定整套裝置的作用，選材非常關鍵。為了保障工具的可靠性，上、下卡瓦選擇具有較高硬度和較強耐腐蝕性的銅鎳合金材料制作而成；密封件耐強酸、強堿或強氧化劑及有機溶劑。
[0012]節流:由于該裝置上部已經進行封隔，井下氣體只能通過除垢部分到達單流閥11，經過芯軸4穿過封隔，最終通過油管到達地面，在此過程中，實現了節流降壓，使氣體流速減慢，這樣通過地熱進行加熱，使節流后氣流溫度高于節流后壓力條件下的水合物形成初始溫度，這樣在井筒內就不會形成水合物賭塞，從而達到地面管線壓力降低，控制氣井產量，取消地面加熱保溫裝置。
[0013]除垢:如圖3所示，本發明中的阻、防垢裝置16包括由特殊合金材料14制得的核心部件、合金材料固定套15、流體流入孔17和標準接頭18。所述特殊合金材料14采用由銅、鎳、銻、錫、鉛、鋅、鋯等7種具有不同電負性的金屬元素高溫化合制成，通過嚴格控制各種元素的成分配比(其中銅30%-60%，鎳10%-30%，銻2%-9%，錫15%_24%，鉛15%_30%，鋅2%-9%，鋯3%-8%)，并采用特殊的熱加工工藝，在該材料內部形成了取向一致的柱狀晶體結構，從而使該合金材料呈現出極強的向流體介質釋放自由電子和使流體介質產生極化效應的獨特功能。當流體介質流經該合金材料時，合金材料可向流體釋放電子，改變流體靜電位，使流體產生極化現象，使流體中的陰、陽離子不易結合形成垢，同時能使已板結的垢質逐漸溶解、脫落，達到阻垢、防垢的功效。核心部件由8-15片經過嚴格設計的所述特殊合金材料14制得的孔板組成，呈軸向排列，放置于工具內筒中，流體通過進口進入工具內筒中；工具的設計能夠確保通過的流體充分與合金材料表面的接觸，流體和合金材料接觸時，合金材料會使流體產生極化效應，防止流體中的礦物質呈固體狀態沉淀在工具下游的管壁表面上。
[0014]所述核心部件的合金材料固定套15由于所帶電子的能量較低，也容易在管壁表面產生垢質。該技術中把金屬非晶態材料(鎢粉或納米陶瓷粉)通過高溫噴涂(或電鍍)的方法對保護套管進行處理；該技術就是在護套的鋼材表面形成了致密均勻的涂(鍍)層，在不降低原有材質機械性能的前提下，使其表面光潔度、抗蝕性能得到明顯改善。由于金屬非晶態涂(鍍)層具有長程無序、短程有序的排列，結構致密，各向同性，沒有晶界、錯位和缺陷，因而經金屬非晶態材料處理后的產品具有顯微硬度高、耐磨性好、耐酸堿腐蝕，且與基底材料結合力好等特點，是一種高新科技產品，具有以下優點:鍍層的防垢、耐磨、耐蝕方面具有很好的綜合性能；屬高科技環保產品，有效解決防垢、磨損與腐蝕等難題。
[0015]防結垢性能:金屬非晶態涂(鍍)層表面光潔度高達0.2?0.4μ m，可有效降低因管道表面不光滑或已腐蝕表面造成的區域紊流，從而避免因高礦化度地層液過飽和度增大而產生的結垢、結蠟現象發生，阻、防垢效果顯著。防腐性能:解決了油田鋼制管道在機械性能不受影響的前提下易受腐蝕的問題，耐酸堿性能優異，耐中性鹽霧實驗超過2000h。耐溫、耐壓性能:金屬非晶態涂(鍍)層耐溫可達600°C，可在250°C濕熱環境中長期使用；耐壓性能和原管材的耐壓性能相同。金屬非晶態涂(鍍)層與基體材料結合力:金屬非晶態涂(鍍)層與基體的結合力屬冶金結合，涂(鍍)層與基體材料滲為一體，在600°C以下的濕熱環境中可長期使用，結合強度不受影響，不會脫落。
[0016]上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
【權利要求】
1.一種卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其特征在于，其包括丟手頭(I)、中心桿(2)、上卡瓦(3)、芯軸(4)、下卡瓦(5)、銷釘(6)、上膠筒(7)、下膠筒(8)、推力筒(9)、油嘴(10)、單流閥(11)、彈簧(12)、調節桿(13)、以及阻、防垢裝置(16)，其特征在于所述丟手頭(I)下連接所述芯軸(4)，所述芯軸(4)內安裝所述中心桿(2)，所述中心桿(2)和所述芯軸(4)下順次安裝有所述油嘴(10)和所述單流閥(11)，所述單流閥(11)下部順次安裝所述彈簧(12 )和所述調節桿(13 )，所述芯軸(4)外上下部分別安裝所述上卡瓦(3 )和下卡瓦(5 )，下部順次安裝連接所述上膠筒(7)、下膠筒(8)和推力筒(9)，裝置最下部連接合金材料固定護套(15)。
2.如權利要求1所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其中所述阻、防垢裝置包括由特殊合金材料(14)制得的核心部件、流體流入孔(17)、標準接頭(18)及所述、合金材料固定護套(15)，所述特殊合金材料(14)采用由銅、鎳、銻、錫、鉛、鋅、鋯等7種具有不同電負性的金屬元素高溫化合制成，所述7種金屬元素的配比為:銅30%-60%，鎳10%-30%，銻2%-9%，錫 15%-24%，鉛 15%-30%，鋅 2%-9%，鋯 3%_8%。
3.如權利要求2所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，所述由特殊合金材料(14)制得的核心部件在所述合金材料固定護套(15)內。
4.如權利要求1所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其中所述上卡瓦(3)和下卡瓦(5)由銅鎳合金材料制作而成。
5.如權利要求1-3任一權利要求所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其中所述合金材料固定護套(15)表面具有金屬非晶態材料涂層或鍍層。
6.如權利要求5所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其中所述金屬非晶態材料涂層或鍍層為將鎢粉或納米陶瓷粉通過高溫噴涂或電鍍的方法形成。
7.如權利要求2或3所述的卡瓦式井下封隔及節流綜合除垢裝置，其中所述核心部件由8-15片所述特殊合金材料(14)制得的孔板組成，呈軸向排列。
【文檔編號】E21B37/00GK103437738SQ201310382814
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】李建華, 陳樹軍, 朱開亮 申請人:山東拓普石油裝備有限公司