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采氣井井下自動防噴器是一種靠產(chǎn)氣流量自動控制的采氣井下防噴工具,適用于高溫、高壓采氣井中,以保證采氣井的生產(chǎn)安全。
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將該防噴器接在采氣管柱的兩封隔器之間(見下圖),或借助丟手,將該防噴器連同兩端的封隔器安裝在產(chǎn)氣層段(見下圖),防噴器就處于工作狀態(tài)。
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壓井狀態(tài)或井底壓力≥底層壓力時。防噴器處于關(guān)閉狀態(tài),壓井液、洗井液等都不能進入油層,可避免油層的污染和不必要的洗井液損耗。
正常采氣時,只要采氣量不超過正常生產(chǎn)范圍值,防噴器處于開啟狀態(tài),不影響正常生產(chǎn)。
不管何種原因使井口失控,發(fā)生井噴時,它都可以自動關(guān)閉油氣層,防止井噴事故的發(fā)生;并且可以安全的進行不壓井不放噴修井作業(yè)。
各種作業(yè)完畢后,只要關(guān)嚴(yán)井口3~5小時以上,或向井中打壓,恢復(fù)到原生產(chǎn)壓力,防噴器就將自動打開,可恢復(fù)正常生產(chǎn)。
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1-中心管、 2-閥體壓帽、 3-超高壓組合密封、 4-閥體、 5-密封座、 6-密封圈、 7-外筒、 8-密封圈、 9-控制彈簧、 10-密封墊、11-下接頭。 |
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中心管(1)的上端加工有與調(diào)節(jié)管連接的高壓氣密油管扣,以實現(xiàn)與調(diào)節(jié)管的密封連接;下端的細(xì)牙螺紋與下接頭(11)連接,用以確定控制彈簧(9)與環(huán)閥組件的工作空間;中段上部為光滑密封面,中部開有氣流通道A,下部開有泄砂孔B。閥體組件由閥體壓帽(2)、超高壓組合密封(3)、閥體(4)和密封座(5)組成。
控制彈簧(9)控制環(huán)閥組件的各種工作位置。密封圈(6)和(8)形成兩道低壓密封。外筒(7)上端加工有光滑外錐面,與密封座(5)的內(nèi)錐面構(gòu)成關(guān)閉時的差高壓密封;下端有細(xì)牙內(nèi)螺紋,與下接頭(11)連接,借助于紫銅墊(10)實現(xiàn)高壓密封。下接頭(11)下端加工有高壓氣密油管扣,便于與下封隔器連接。
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1、全通徑安裝形式
如上圖所示。全通徑安裝形式即生產(chǎn)管柱全部保留在井筒中,油套環(huán)空中保留壓井液,以保護套管,免受H2S腐蝕。管柱自下而上為:下封隔器+自動防噴器+軸向距離調(diào)整管+上封隔器+生產(chǎn)管柱至井口。在壓井狀態(tài)下,下入管柱,并使兩封隔器分居射孔段上下;安裝好井口裝置,正替液至產(chǎn)氣層以上,座封封隔器。誘噴正常后該裝置就處在工作狀態(tài)。
2、丟手安裝形式
如下圖所示。丟手安裝形式用于無需保護套管的氣井中。管柱自下而上為:下封隔器+自動防噴器+軸向距離調(diào)整管+上封隔器+丟手接頭+工作管柱。在壓井狀態(tài)下,下入管柱,并使兩封隔器分居射孔段上下;安裝好井口裝置,一次正替液至產(chǎn)氣層以上,座封封隔器,丟開丟手,二次替液至井口。起出工作管柱,誘噴正常后該裝置就處在工作狀態(tài)。
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1、壓井狀態(tài)下 將該自動防噴器安裝在如圖2所示的管柱中,上下兩高壓封隔器分居于產(chǎn)氣層(或射孔段)兩側(cè),兩封隔器之間的安裝距離由調(diào)節(jié)管調(diào)節(jié)。座封隔器后,井底壓力與產(chǎn)氣層壓力平衡,環(huán)閥組件上下壓力相等,控制彈簧(9)的預(yù)壓力將環(huán)閥組件推向上死點,閥體上的節(jié)流口C與中心管上的氣流通道A交錯,防噴器處于關(guān)閉狀態(tài),氣層不產(chǎn)氣。
2、替液誘噴時 井底壓力降低。當(dāng)該防噴器內(nèi)外壓差大于0.5MPa時,環(huán)閥組件在壓差作用下壓縮控制彈簧(9)下行,使節(jié)流口C與氣流通道A相同,該防噴器處于工作狀態(tài)。通過節(jié)流口C的氣流量越大,壓差越大,環(huán)閥組件壓縮彈簧的下行量越大;只要氣流量不大于防噴器的****限定流量,開關(guān)總處于開啟狀態(tài),進行正常生產(chǎn)。由于該防噴器直接與下封隔器相接,減輕了防噴器外部的積砂;落到彈簧工作腔里的沉砂可及時從泄砂孔B泄走,以免影響彈簧工作。
3、井口失控時
不管何時,何種原因使井口失控時,流過節(jié)流口C的氣流量驟然增大。防噴器內(nèi)外產(chǎn)生很大壓差,在壓差的作用下,環(huán)閥組件克服彈簧力迅速下降,密封座(5)扣合在外筒(7)的外錐面上,形成超高壓密封,防噴器關(guān)閉,底層停止產(chǎn)氣。此時不僅避免了井噴事故的發(fā)生,而且還可以在井口進行安全的施工作業(yè)而不必壓井。
4、恢復(fù)正常生產(chǎn)
完成井口作業(yè)后,關(guān)嚴(yán)井口5~8小時,或向井內(nèi)打壓至略高于地層壓力,并保壓10分鐘后,控制彈簧(9)可以使環(huán)閥組件復(fù)位,恢復(fù)正常生產(chǎn)。
5、洗井或沖砂作業(yè)時
在洗井或沖砂作業(yè)時,井底壓力大于底層壓力或小于底層壓力5MPa時,該防噴器均處于關(guān)閉狀態(tài),可防止洗井液進入地層。壓井狀態(tài)、關(guān)井狀態(tài)或替液狀態(tài)下,由于生產(chǎn)管柱內(nèi)壓大于或等于底層壓力,閥體在彈簧力的作用下處于上死點位置,節(jié)流口與過流槽錯開,防噴器處于關(guān)閉狀態(tài),如圖1所示。密封面處于低壓差下工作。
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1.該防噴器采用徑流式滑套閥芯結(jié)構(gòu),使安裝有該防噴器的生產(chǎn)管柱具有全通徑,不會妨礙全井的測量、洗井、沖砂等修井作業(yè)。
2.該防噴器采用流量和彈簧自動控制其開關(guān)動作,能在井口失控的瞬時實現(xiàn)井下關(guān)井,不會因為電控系統(tǒng)或液控系統(tǒng)或氣控系統(tǒng)的故障而錯過****關(guān)井時間,造成惡性事故。
3.該防噴器從結(jié)構(gòu)上避免在密封面和彈簧上積砂,以保證了密封的可靠和彈簧的靈活。
4.該防噴器的截流口與密封面分開,流體對截流口的沖蝕不會影響密封。
5.按API******別防硫化氫標(biāo)準(zhǔn),該防噴器零件均采用高強度、耐硫化氫腐蝕的材料,承壓能力高,使用壽命長。
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