一种柱塞及油气井结构制造技术

本发明专利技术涉及天然气石油开采技术领域，公开了一种柱塞及油气井结构。本发明专利技术实施例提供的柱塞，其运行在油气井中。该油气井的井口管路的内径小于井道的内径。柱塞上行进入井口管路后，在井口管路内壁的挤压下封隔片径向向内运动，使限位部和芯管的内周面之间形成限位间隙。此时，锁止件在致动件的带动下从开锁位置运动至锁止位置，锁止件嵌入限位间隙中，阻止封隔片径向向外运动，使得柱塞的直径小于井道的内径。如此，柱塞的下行阻力大幅度降低，柱塞能够快速下行至井底。柱塞甚至能够在开井状态下下行至井底。当柱塞下行至井底后，锁止件在致动件的带动下从锁止位置运动至开锁位置，使得柱塞能够上行。

A Plunger and Oil and Gas Well Structure

The invention relates to the technical field of natural gas and oil exploitation, and discloses a plunger and oil and gas well structure. The plunger provided by the embodiment of the present invention operates in an oil and gas well. The borehole diameter of the wellhead pipeline of the oil and gas well is smaller than that of the wellhead pipeline. After the plunger enters the wellhead pipeline upstream, the packer moves radially inward under the extrusion of the inner wall of the wellhead pipeline, thus forming a limit clearance between the limit part and the inner circumference of the core pipe. At this time, the locking element moves from the unlocking position to the locking position driven by the actuator. The locking element is embedded in the limit clearance to prevent the radial outward movement of the packer, so that the diameter of the plunger is smaller than the inner diameter of the well. Thus, the downward drag of the plunger is greatly reduced, and the plunger can quickly descend to the bottom of the well. The plunger can even go down to the bottom of the well in the open state. When the plunger goes down to the bottom of the well, the locking device moves from the locking position to the unlocking position driven by the actuator, so that the plunger can go up.

【技术实现步骤摘要】
一种柱塞及油气井结构
本专利技术涉及天然气石油开采
，尤其涉及一种柱塞及油气井结构。
技术介绍
在天然气井或石油井开发过程中，为了提高天然气或石油的产量，需要将井底的积液举升至地面。柱塞举升技术在天然气井或石油井开发过程中得到了较为广泛的采用。现有的柱塞包括多个封隔片，这些封隔片在弹性件的作用下始终与井道内壁接触摩擦，形成密封。在关井状态下，柱塞下行至井底。在开井时，柱塞下方的流体产生的压力带动柱塞上行，位于柱塞上方的液体被柱塞举升，在柱塞上行至井口时排出柱塞上方的积液。现有的柱塞存在以下问题：由于封隔片在弹性件的作用下始终与井道内壁接触摩擦形成密封，导致柱塞在下行时受到很大的阻力。这使得柱塞需要经过较长时间的下行才能到达井底，甚至有可能使得柱塞无法下行至井底。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种柱塞，其能够在封隔片径向向内收缩的状态下下行，降低了下行阻力，减少了下行至井底的时间。本专利技术的另一个目的在于提供一种油气井结构，其包括上述的柱塞。本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：一种柱塞，包括：芯管；多个封隔片，多个封隔片围绕芯管布置，封隔片被构造为在径向方向上往复运动；弹性件，弹性件作用于封隔片，弹性件被构造为使封隔片具备沿径向方向向外运动的趋势；导向柱，导向柱沿径向方向贯穿芯管的管壁，导向柱位于芯管外的一端与封隔片连接，导向柱位于芯管内的一端设置有限位部；以及锁止件，锁止件设置在芯管内；致动部，致动部与锁止件连接，并被构造为带动锁止件沿轴向方向在锁止位置和开锁位置之间运动；其中，封隔片径向向内运动的过程中限位部和芯管的内周面之间形成限位间隙；锁止件被构造为在运动至锁止位置时嵌入限位间隙内以阻止封隔片径向向外运动，锁止件被构造为在运动至开锁位置时脱离限位间隙。进一步的，锁止件包括相互连接的嵌入部和连接部；连接部与致动部连接；嵌入部被构造为在锁止位置时嵌入限位间隙内并在开锁位置时脱离限位间隙。进一步的，连接部为圆盘状部件，连接部的边缘沿轴向方向凸出形成环状的嵌入部。进一步的，致动部设置在芯管内，致动部被构造为沿轴向方向运动；致动部包括相对的第一端和第二端；沿第一端至第二端的方向，锁止件从开锁位置运动至锁止位置；沿第二端至第一端的方向，锁止件从锁止位置运动至开锁位置；当锁止件位于开锁位置时，致动部被构造为至少第一端位于芯管外，以接收沿第一端至第二端的方向的驱动力；当锁止件位于锁止位置时，致动部被构造为至少第二端位于芯管外，以接收沿第二端至第一端的方向的驱动力。进一步的，柱塞还包括设置在致动部上的第一结合部以及设置在芯管上的第二结合部；第一结合部和第二结合部被构造为可分离地结合；当锁止件位于开锁位置时，第一结合部与第二结合部结合，以将锁止件维持在开锁位置；当锁止件位于锁止位置时，第一结合部与第二结合部分离。进一步的，柱塞还包括设置在致动部上的第三结合部，当锁止件位于锁止位置时，第三结合部与第二结合部结合，以将锁止件维持在锁止位置；或者柱塞还包括设置在芯管上的第三结合部，当锁止件位于锁止位置时，第三结合部与第一结合部结合，以使锁止件维持在锁止位置。进一步的，致动部包括相互独立的第一部分和第二部分；第一部分和第二部分沿轴向方向间隔布置；第一部分远离第二部分的端部为第一端；第二部分远离第一部分的端部为第二端；第一部分与锁止件连接；柱塞还包括设置在第一部分和第二部分之间的触发保持机构，触发保持机构包括：工作部，工作部与第一部分连接，工作部设置在芯管内并被构造为沿芯管在第一保持位置和第二保持位置之间运动；当工作部位于第一保持位置时，锁止件位于锁止位置；当工作部位于第二保持位置时，锁止件位于开锁位置；第一弹性储能件，第一弹性储能件作用于工作部并被构造为使工作部具备向第二保持位置运动的趋势；定位部，定位部设置在芯管内；锁止部，锁止部可活动地设置在工作部上，锁止部被构造为在与定位部结合的锁定位置以及与定位部分离的开锁位置之间运动；第二弹性储能件，第二弹性储能件作用于锁止部并被构造为使锁止部具备向锁定位置运动的趋势；设置在锁止部上或与锁止部联动的配合部；以及触发部，触发部与第二部分连接，触发部被构造为沿芯管在与配合部配合的触发位置和与配合部分离的待机位置之间运动；其中，触发保持机构被构造为在工作部在第一预设方向的力的带动下从第二保持位置运动至第一保持位置的过程中，锁止部运动至锁定位置并与定位部结合以将工作部维持在第一保持位置；触发保持机构被构造为在工作部位于第一保持位置且触发部在第二预设方向的力的带动下从待机位置运动至触发位置的过程中，触发部与配合部配合并带动锁止部从锁定位置运动至开锁位置；第一预设方向为从第一端至第二端的方向；第二预设方向为从第二端至第一端的方向。进一步的，触发保持机构还包括第三弹性储能件，第三弹性储能件作用于触发部并被构造为使触发部具备向待机位置运动的趋势。一种油气井结构，包括：井口管路；与井口管路连接的井道；以及上述任意一种柱塞；其中，井口管路的内径小于井道的内径；柱塞被构造为上行进入井口管路后封隔片径向向内运动形成限位间隙，致动部带动锁止件运动至锁止位置；柱塞被构造为下行到达井道内的预设位置后，致动部带动述锁止件运动至开锁位置。本专利技术的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本专利技术实施例提供的柱塞，其运行在油气井中。该油气井的井口管路的内径小于井道的内径。柱塞上行进入井口管路后，在井口管路内壁的挤压下封隔片径向向内运动，使限位部和芯管的内周面之间形成限位间隙。此时，锁止件在致动件的带动下从开锁位置运动至锁止位置，锁止件嵌入限位间隙中，阻止封隔片径向向外运动，使得柱塞的直径小于井道的内径。当柱塞下行进入井道后，由于柱塞的直径小于井道的内径，使得柱塞的下行阻力大幅度降低，柱塞能够快速下行至井底。柱塞甚至能够在开井状态下下行至井底。当柱塞下行至井底后，锁止件在致动件的带动下从锁止位置运动至开锁位置，封隔片在弹性件的带动下径向向外运动与井道接触摩擦，形成密封。本专利技术实施例提供的油气井结构，由于具有上述的柱塞，且井口管路的内径小于井道的内径，使得柱塞能够快速下行至井底。甚至在开井状态下下行至井底，大大提高了油气井的生产时间。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施方式，不应被看作是对本专利技术范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例1提供的柱塞中锁止件位于开锁位置时的结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的柱塞中锁止件位于锁止位置时的结构示意图；图3为本专利技术实施例1提供的柱塞中芯管的结构示意图；图4为本专利技术实施例2提供的柱塞中，锁止件处于锁止位置时的状态图；图5为本专利技术实施例2提供的柱塞中，锁止件处于开锁位置时的状态图；图6为本专利技术实施例2提供的柱塞中触发保持机构的结构示意图，其中工作部位于第一保持位置；图7为本专利技术实施例2提供柱塞中触发保持机构的结构示意图，其中工作部位于第一保持位置且触发部位于触发位置；图8为本专利技术实施例2提供柱塞中触发保持机构的结构示意图，其中工作部位于第二保持位置；图9为本专利技术实施例3提供的油气井结构的结构示意图。图中：01本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱塞，其特征在于，包括：芯管；多个封隔片，多个所述封隔片围绕所述芯管布置，所述封隔片被构造为在径向方向上往复运动；弹性件，所述弹性件作用于所述封隔片，所述弹性件被构造为使所述封隔片具备沿径向方向向外运动的趋势；导向柱，所述导向柱沿径向方向贯穿所述芯管的管壁，所述导向柱位于所述芯管外的一端与所述封隔片连接，所述导向柱位于所述芯管内的一端设置有限位部；以及锁止件，所述锁止件设置在所述芯管内；致动部，所述致动部与所述锁止件连接，并被构造为带动所述锁止件沿轴向方向在锁止位置和开锁位置之间运动；其中，所述封隔片径向向内运动的过程中所述限位部和所述芯管的内周面之间形成限位间隙；所述锁止件被构造为在运动至所述锁止位置时嵌入所述限位间隙内以阻止所述封隔片径向向外运动，所述锁止件被构造为在运动至所述开锁位置时脱离所述限位间隙。

【技术特征摘要】
1.一种柱塞，其特征在于，包括：芯管；多个封隔片，多个所述封隔片围绕所述芯管布置，所述封隔片被构造为在径向方向上往复运动；弹性件，所述弹性件作用于所述封隔片，所述弹性件被构造为使所述封隔片具备沿径向方向向外运动的趋势；导向柱，所述导向柱沿径向方向贯穿所述芯管的管壁，所述导向柱位于所述芯管外的一端与所述封隔片连接，所述导向柱位于所述芯管内的一端设置有限位部；以及锁止件，所述锁止件设置在所述芯管内；致动部，所述致动部与所述锁止件连接，并被构造为带动所述锁止件沿轴向方向在锁止位置和开锁位置之间运动；其中，所述封隔片径向向内运动的过程中所述限位部和所述芯管的内周面之间形成限位间隙；所述锁止件被构造为在运动至所述锁止位置时嵌入所述限位间隙内以阻止所述封隔片径向向外运动，所述锁止件被构造为在运动至所述开锁位置时脱离所述限位间隙。2.根据权利要求1所述的柱塞，其特征在于：所述锁止件包括相互连接的嵌入部和连接部；所述连接部与所述致动部连接；所述嵌入部被构造为在所述锁止位置时嵌入所述限位间隙内并在所述开锁位置时脱离所述限位间隙。3.根据权利要求2所述的柱塞，其特征在于：所述连接部为圆盘状部件，所述连接部的边缘沿轴向方向凸出形成环状的嵌入部。4.根据权利要求1所述的柱塞，其特征在于：所述致动部设置在所述芯管内，所述致动部被构造为沿轴向方向运动；所述致动部包括相对的第一端和第二端；沿所述第一端至所述第二端的方向，所述锁止件从所述开锁位置运动至所述锁止位置；沿所述第二端至所述第一端的方向，所述锁止件从所述锁止位置运动至所述开锁位置；当所述锁止件位于所述开锁位置时，所述致动部被构造为至少所述第一端位于所述芯管外，以接收沿所述第一端至所述第二端的方向的驱动力；当所述锁止件位于所述锁止位置时，所述致动部被构造为至少所述第二端位于所述芯管外，以接收沿所述第二端至所述第一端的方向的驱动力。5.根据权利要求4所述的柱塞，其特征在于：所述柱塞还包括设置在所述致动部上的第一结合部以及设置在所述芯管上的第二结合部；所述第一结合部和所述第二结合部被构造为可分离地结合；当所述锁止件位于所述开锁位置时，所述第一结合部与所述第二结合部结合，以将所述锁止件维持在所述开锁位置；当所述锁止件位于所述锁止位置时，所述第一结合部与所述第二结合部分离。6.根据权利要求5所述的柱塞，其特征在于：所述柱塞还包括设置在所述致动部上的第三结合部，当所述锁止件位于所述锁止位置时，所述第三结合部与所述第二结合部结合，以将所述锁止件维持在所述锁止位置；或者所述柱塞还包括设置在所述芯管上的第三结合部，当所述锁止件位于所述锁止位置时，所述第三结合部与所述第一结合部结合，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书豪，唐勇，陈俊宏，苏诗策，刘树飞，
申请(专利权)人：成都百胜野牛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51