一种温控游动式旋流气井排水柱塞制造技术

本发明专利技术涉及一种温控游动式旋流气井排水柱塞，包括外筒、储液筒、伸缩波纹管、控制杆，外筒内一侧同轴间隙安装有控制杆，在外筒内的另一侧固装有储液筒，该储液筒与控制杆之间同轴安装有伸缩波纹管；在外筒外缘面对应控制杆位置同轴径向固装有一固定叶片，在该固定叶片上、下方的外筒上同轴分别安装有上叶片及下叶片，上叶片、下叶片与固定叶片的结构相同，间距相等；上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移采用拨动机构实现在外筒上的同轴对向转动，由此封闭或者打开固定叶片间的轴向缝隙。本发明专利技术可在井内自动的上下游动，并利用井筒中不同井深温度不同的特点，只要游动范围能在一段时间内覆盖水环的范围，就能有效的将井中的水排到地面上来。

【技术实现步骤摘要】
一种温控游动式旋流气井排水柱塞
本专利技术属于油气井设备领域，涉及气田开采生产井中用于排出气井井壁上水环的装置，尤其是一种温控游动式旋流气井排水柱塞。
技术介绍
当气井产出的水在井壁上形成水环时，有效的做法是在形成水环位置的下方加一个旋流器，利用气流冲击水环，使水变成雾滴，并跟随气流到达地面。由于水环在井筒的位置受很多因素影响，并且会随地层能量下降的影响逐渐下移。这使得旋流器需要跟着水环的位置变化，才能有效地将井筒中的水带到地面。目前，这种旋流器都是固定式，要改变位置需要人工重新投捞，并且计算也要比较准确才能有效排水。通过检索，仅发现一篇相关公开专利文献：气井自动排水柱塞(106522898A)，包括沿轴向设有通孔的柱塞筒体，所述柱塞筒体内设有将所述通孔分隔成上腔室和下腔室的控制机构，该柱塞筒体至少包括外径由大到小的第一筒体单元和第二筒体单元，所述第一筒体单元和第二筒体单元内设有限位槽，第二筒体单元沿所述限位槽径向设有能与通孔连通的旁通道，所述控制机构设有能将所述上腔室和下腔室之间的压差变换成轴向位移的弹性敏感元件，以及与所述弹性敏感元件相连并能在弹性敏感元件的作用下沿所述限位槽往复滑动以开启/关闭所述旁通道的执行元件。该柱塞在实现不关井连续生产的同时能根据井底积液程度的变化，利用弹性敏感元件控制旁通道开启/关闭，实现自动排液并控制排液频率在最佳水平。通过技术特征的对比，上述公开专利文献虽然与本专利申请的目的相同，但在技术方案上并不相同，不会影响本专利申请的创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种温控游动式旋流气井排水柱塞，该柱塞可在井内自动的上下游动，并利用井筒中不同井深温度不同的特点，只要游动范围能在一段时间内覆盖水环的范围，就能有效的将井中的水排到地面上来。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种温控游动式旋流气井排水柱塞，包括外筒、储液筒、伸缩波纹管、控制杆，外筒内一侧同轴间隙安装有控制杆，在外筒内的另一侧固装有储液筒，该储液筒与控制杆之间同轴安装有伸缩波纹管；在外筒外缘面对应控制杆位置同轴径向固装有一固定叶片，在该固定叶片上、下方的外筒上同轴分别安装有上叶片及下叶片，上叶片、下叶片与固定叶片的结构相同，间距相等；上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移采用拨动机构实现在外筒上的同轴对向转动，由此封闭或者打开固定叶片间的轴向缝隙。而且，所述控制杆与外筒之间同轴安装有一碟簧。而且，所述上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移所采用的拨动机构的结构是：在对应上叶片及下叶片的控制杆上分别制有上导槽及下导槽，上导槽及下导槽均为斜向位移型槽，并镜像对称设置；在外筒上的上叶片及下叶片的下端分别固装在各自的转环上，该两个转环均滑动安装在外筒同轴所制的滑动槽内，该两个滑动槽的径向分别对应控制杆所制的上导槽及下导槽；在上导槽及下导槽内均滑动安装有一导杆，该两个导杆的另一端分别穿过外筒所制的滑动槽并分别与两个滑动槽内的两个转环的底部铰接。而且，所述上导槽及下导槽的宽度与导杆的直径相匹配，两个导槽的轴线夹角和长度由控制杆相对外筒的轴向运动距离计算确定，叶片扇面的夹度与需要转过的角度相匹配。本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术利用已知的井温曲线及水环形成的位置，在地面将温控式游动柱塞调整好，并从采气树中投入，地面温度通常低于井下温度，上、中、下三组叶片对齐，遮挡面最小，柱塞在重力作用下自动下落，随着柱塞下行，温度升高三组叶片相互展开，遮挡面增大；当上升气流的推动力大于柱塞自重后，柱塞上行，直到低温使叶片再次对齐，气流推动力小于柱塞自重，柱塞再次下行。2、本专利技术所控制的上、下游动是利用井内的温度差引起液体体积变化驱动控制杆带动叶片旋转，由此可以根据需要设计出在井段中较大游动距离的柱塞，极大提高井段中覆盖范围，可以解决固定式旋流器不易解决的几个问题：受气体膨胀及传热等影响导致水环位置计算不准确、受地层能量下降导致的水环位置下降、产生制度及其它引起的产量变化引起的水环位置变化等，对于深井还可以用一个游动式柱塞替代两个以上固定式旋流器，技术效果十分显著，有效提高了气井排水采气效率，甚至可以避免产水气井过早水淹停产的问题，对国家能源行业的贡献率较大。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的A-A向截面剖视示意图；图3为图1的B-B向截面剖视放大示意图；图4为图2的C部结构放大示意图；图5为图1的左视图；图6为本专利技术控制杆的局部结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术实施例做进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。一种温控游动式旋流气井排水柱塞，包括外筒1、储液筒6、伸缩波纹管7、控制杆8，外筒内一侧同轴间隙安装有控制杆，该控制杆与外筒之间同轴安装有一碟簧9；在外筒内的另一侧固装有储液筒，该储液筒与控制杆之间同轴安装有伸缩波纹管；在外筒外缘面对应控制杆位置同轴径向固装有一固定叶片3，在该固定叶片上、下方的外筒上同轴分别安装有上叶片2及下叶片4，上叶片、下叶片与固定叶片的结构相同，间距相等；上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移采用拨动机构实现在外筒上的同轴对向转动，由此封闭固定叶片间的轴向缝隙，参见图1、2、3、5。所述上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移所采用的拨动机构的结构是：在对应上叶片及下叶片的控制杆上分别制有上导槽11及下导槽12，上导槽及下导槽均为斜向位移型槽，并镜像对称设置，参见图6；在外筒上的上叶片及下叶片的下端分别固装在各自的转环5上，该两个转环均滑动安装在外筒同轴所制的滑动槽内，该两个滑动槽的径向分别对应控制杆所制的上导槽及下导槽；在上导槽及下导槽内均滑动安装有一导杆10，该两个导杆的另一端分别穿过外筒所制的滑动槽并分别与两个滑动槽内的两个转环的底部铰接。这个结构使得控制杆相对外筒只能沿轴线方向运动，不能同轴相对转动，但可轴向位移；当控制杆相对外筒沿轴向移动时，就可带动上叶片、下叶片产生转动，根据两个导槽设计的结构，上叶片与下叶片相向转动角度，由此与固定叶片共同渐进、全部遮盖油管的截面。所述上导槽及下导槽的宽度与导杆的直径相匹配，两个导槽的轴线夹角和长度由控制杆相对外筒的轴向运动距离计算确定。外筒所制的穿过导杆的两个滑动槽用于引导叶片转动，深度穿透筒壁，宽度与导杆相匹配，长度通过叶片需要转过的角度计算得出：如需要转过30度，则槽的长度为周长*30/360(另加导杆的直径)。叶片外沿到圆心的距离由油管内径确定，叶片扇面的夹度与需要转过的角度相匹配。本专利技术的工作原理是：在所有的油气生产井中，井内温度都是随着井深的增加而升高的，利用井温的这种变化规律及物体的热胀冷缩特点，即当温度上升时储液罐内液体受热膨胀，推动波纹管伸展，当温度下降时储液罐内液体遇冷收缩，波纹管缩回；控制杆的移动受波纹管伸缩及碟簧共同控制；波纹管伸展时，推动控制杆伸展并压缩碟簧，波纹管收缩时，控制杆在碟簧推动下随波纹管一同收缩。当控制杆沿轴向相对外筒移动时，通过导杆在斜向位移型槽的位移，将导杆的轴向位移转化为转环的轴向转动，由此带动上、下叶发生转动。碟簧的作用是保证波纹管缩回时，控制杆能跟随一起运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温控游动式旋流气井排水柱塞，其特征在于：包括外筒、储液筒、伸缩波纹管、控制杆，外筒内一侧同轴间隙安装有控制杆，在外筒内的另一侧固装有储液筒，该储液筒与控制杆之间同轴安装有伸缩波纹管；在外筒外缘面对应控制杆位置同轴径向固装有一固定叶片，在该固定叶片上、下方的外筒上同轴分别安装有上叶片及下叶片，上叶片、下叶片与固定叶片的结构相同，间距相等；上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移采用拨动机构实现在外筒上的同轴对向转动，由此封闭或者打开固定叶片间的轴向缝隙。

【技术特征摘要】
1.一种温控游动式旋流气井排水柱塞，其特征在于：包括外筒、储液筒、伸缩波纹管、控制杆，外筒内一侧同轴间隙安装有控制杆，在外筒内的另一侧固装有储液筒，该储液筒与控制杆之间同轴安装有伸缩波纹管；在外筒外缘面对应控制杆位置同轴径向固装有一固定叶片，在该固定叶片上、下方的外筒上同轴分别安装有上叶片及下叶片，上叶片、下叶片与固定叶片的结构相同，间距相等；上叶片及下叶片通过控制杆的轴向位移采用拨动机构实现在外筒上的同轴对向转动，由此封闭或者打开固定叶片间的轴向缝隙。2.根据权利要求1所述的温控游动式旋流气井排水柱塞，其特征在于：所述控制杆与外筒之间同轴安装有一碟簧。3.根据权利要求1所述的温控游动式旋流气井排水柱塞，其特征在于：所述上叶片及下...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢渊，李沁，伊向艺，李成勇，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51