[发明专利]气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置及方法

说明书

本发明提供了一种气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置及方法，气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置，包括：外筒，具有阶梯状轴向通孔，轴向通孔包括大径段、小径段和台阶段；芯管，同轴设置在轴向通孔内，芯管的上端设置有径向通孔；滑块，套设在芯管外并位于径向通孔的下方，滑块能够沿芯管滑动，滑块置于大径段，且滑块能够与台阶段配合并封闭轴向通孔；弹性组件，一端与滑块连接，弹性组件的另一端与台阶段固定连接。本发明的有益效果是，当外筒下部连接的管路发生破损时，滑块收到压力的作用会朝向下方移动，并与台阶段配合密封，实现封闭轴向通孔的目的，使气体不会通过该轴向通孔进入到下部管路中，保证本实施例在瞬时大流量下关闭。

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置及方法。

背景技术

由于气体的易流动特点，在管路并联支路较多的情况，一旦某一支路出现低压(破损)，气体将从快速汇集该处，即瞬时流量快速增加。在气驱过程中，也遇到同样问题。若单一气源给多口注入井注气，在调节流量阀门后，各井保持各自流量注入地层，一旦一处调节阀门出现问题(破损、失灵等)，该井瞬时流量突增，造成注气井之间的注入比例被打乱。在单口注气井内也存在同样问题，在不同层位配注不同气量，若某个层位的配注装置破损，则单井注入气量瞬时进入该层位，整体注入量的分配比例被破坏。

即使管线分支或井下多层注入出现瞬时流量增加的情况，该状况也很难观察和判断，况且整体流量没有变化。受管线及井下空间狭小的客观条件限制，不可能安装复杂的监测装置。如果能简单的判断并相应的关闭该分支(层位)通路，且不影响主气路的畅通，则其它支路及层位仍能有效工作。

较小流量下，支路畅通，当破损时，支路阻力更小，流量快速增加，即支路通畅性提高。与要求支路断路、封闭的思想矛盾，若无特殊的识别、控制方法，该问题很难解决。在空间不受限制的条件下，可在支路易破损部位(出口阀门)安装流量计，设定流量限度，一旦气体流量超过限度，则通过电磁控制等用电磁阀关闭该支路。显然该复杂的辅助设施不适应安装在井筒空间狭小、且流体环境复杂的环境内。

发明内容

本发明提供了一种气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置及方法，以实现支路小流量常通，瞬时大流量快速关闭的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置，包括：外筒，具有阶梯状轴向通孔，轴向通孔包括大径段、小径段和台阶段；芯管，同轴设置在轴向通孔内，芯管的上端设置有径向通孔；滑块，套设在芯管外并位于径向通孔的下方，滑块能够沿芯管滑动，滑块置于大径段，且滑块能够与台阶段配合并封闭轴向通孔；弹性组件，一端与滑块连接，弹性组件的另一端与台阶段固定连接。

进一步地，滑块上端为封闭端面，滑块的下端设置有内凹空间，弹性组件的一端固定设置在内凹空间内。

进一步地，滑块同轴套设在芯管外周，滑块的外径小于大径段的内径，滑块与大径段的内壁之间形成环面间隙，在正常状态下，环面间隙能够连通径向通孔与小径段。

进一步地，滑块与芯管连接处设置有密封组件。

进一步地，滑块与台阶段抵接配合的下端面设置有密封组件。

进一步地，气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置还包括水气分散体系组件，水气分散体系组件包括管状壳体，同轴套设在芯管外，管状壳体的上端与外筒的下端连接，管状壳体的下端封闭，芯管的下端穿过管状壳体的下端并置于管状壳体的外侧，管状壳体的外周壁为孔隙板结构。

进一步地，管状壳体的下端通过固定设置的环状密封管密封。

进一步地，环状密封管设置有用于穿设芯管的穿设孔，穿设孔内设置有与芯管配合的密封组件。

进一步地，环状密封管通过外螺纹与管状壳体的下端固定连接，且环状密封管与管状壳体的连接处设置有密封组件。