[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，筒壁上设置有用于连接支管的连接孔；变径活塞，包括大径端、小径端和连接杆，大径端和小径端平行间隔设置，小径端位于外筒内，大径端位于支管内，连接杆间隙穿设在连接孔中，且连接杆的两端分别连接大径端和小径端；弹性导向组件，固定设置在外筒内并与小径端连接。本发明的有益效果是，本发明实施例通过在连接孔设置变径活塞，能够提高对压差或者流量的敏感程度，可以使支路的在正常小流量常通，当支路破损导致瞬时大流量时，变径活塞快速关闭连接孔，且关闭后保持持续关闭的状态。

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，筒壁上设置有用于连接支管的连接孔；变径活塞，包括大径端、小径端和连接杆，大径端和小径端平行间隔设置，小径端位于外筒内，大径端位于支管内，连接杆间隙穿设在连接孔中，且连接杆的两端分别连接大径端和小径端；弹性导向组件，固定设置在外筒内并与小径端连接。

进一步地，连接杆与小径端的连接处设置有用于与连接孔配合的密封圈。

进一步地，连接杆与大径端的连接处设置有用于与连接孔配合的密封圈。

进一步地，弹性导向组件包括：固定导向管，沿外筒径向设置在外筒的内部；弹簧，套设在固定导向管外，的一端与固定导向管或者外筒连接，弹簧的另一端与小径端的端面连接。

进一步地，连接杆的轴线与连接孔的轴线共线。

进一步地，固定导向管的轴线与连接杆的轴线共线。

进一步地，外筒呈管状或者容器状结构。

本发明还提供了一种气体瞬时流量增大条件下的保护控制方法，采用上述的气体瞬时流量增大条件下的保护控制装置进行操作。

进一步地，气体瞬时流量增大条件下的保护控制方法包括以下步骤：

步骤10、在常态下，将变径活塞的小径端和大径端均与连接孔间隔设置，使外筒与支管能够通过连接杆与连接孔之间的间隙连通；

步骤20、当支管具有破损时，使小径端在外筒内部压力作用下朝向连接孔方向移动并封堵连接孔。