一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及柱塞气井捕捉和释放柱塞的技术领域，具体涉及一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置及其使用方法，通过柱塞到达传感器感应到达信号，并传送至柱塞控制器，柱塞控制器向执行器发出捕捉信号，执行器启动电机反转，推杆伸进防喷管内壁，阻挡柱塞下落，完成柱塞捕捉。当柱塞控制器发出关井指令的同时向执行发出释放信号，执行器启动电机正转，推杆缩回，柱塞自由下落入井筒，完成柱塞释放。该装置自动化程度高，可实现远程捕捉及释放柱塞，无需人工到井口操作，且可在每个柱塞气井生产阶段自动捕捉柱塞，消除柱塞回落对气井生产的影响。该智能捕捉装置适用范围广，捕捉方式适用于任何类型柱塞。

【技术实现步骤摘要】
一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置及其使用方法
本专利技术涉及柱塞气井捕捉和释放柱塞的
，具体涉及一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置及其使用方法。
技术介绍
柱塞气举工艺通过柱塞在气井井筒中形成气液机械分隔面，利用储层自身能量，推动柱塞上行，举拖上部积液排出井口，具有适用范围广、自动化程度高、排液效率高等特点，是低产气井应用的主体排水采气技术。但部分低产气井由于自身能量较低，在气井生产过程中，不足以支持柱塞到达井口后长时间停留，造成柱塞回落井底或在井筒中上下运动，减小气流通道，且容易产生节流效应，影响气井正常生产。当需要捕捉柱塞时，需人工到井口操作，且现有的捕捉装置是通过柱塞捕捉器中的钢球卡阻柱塞本体沟槽阻挡柱塞下落，对于衬垫式、刷式等其它无沟槽的柱塞捕捉困难。因此，针对存在问题及不足，提出电动智能捕捉柱塞装置，该装置可实现智能捕捉和释放柱塞的功能，同时克服现有手动或气动捕捉柱塞技术的不足，有利于提高柱塞气举工艺运行效率及气井生产效率。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置及其使用方法，尤其是具有实现柱塞气井每个生产周期柱塞的智能自动捕捉和释放，无需人工到井口操作，同时捕捉方式不局限于有沟槽状的柱塞，适用于任何类型的柱塞。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，包括柱塞气井放喷机构，柱塞气井放喷机构的外侧壁上设有捕捉口；柱塞捕捉器，柱塞捕捉器一端相对应的与捕捉口连通；柱塞到达感应器，柱塞到达感应器连接在柱塞气井放喷机构的外侧壁捕捉口上方的侧壁上；传动机构，传动机构一端与柱塞捕捉器另一端连接；执行器，执行器一端连接在传动机构的另一端；柱塞控制器，柱塞控制器通过电缆分别与柱塞到达感应器和执行器的另一端连通；电源，电源通过电缆与执行器的另一端连通。所述的柱塞气井放喷机构包括防喷管，防喷管顶部连接有防喷帽，防喷管顶部内从上到下依次连接有缓冲弹簧和撞击块，防喷管的外侧壁上设有捕捉口。所述的柱塞捕捉器包括壳体、螺帽、螺帽触角、螺杆、推杆和导套，壳体的一端与捕捉口连通，导套固定连接在壳体的一端内部，螺杆固定在沿导套长度方向的中心位置，导套中部设置有空腔，螺杆贯穿导套的整个空腔，同时螺杆的一端与导套位于捕捉口的一端开口处齐平，螺杆的另一端延伸至导套另一端外部，螺杆另一端延伸至导套另一端外部的端部与传动机构一端连接，推杆套接在螺杆上，推杆位于螺杆连接传动机构的一端固定连接螺帽，螺帽与螺杆螺纹连接，所述传动机构带动螺杆转动时，螺帽和所连接的推杆在导套内可左右移动，左右移动的过程中推杆的一端可延伸至防喷管，推杆延伸至防喷管内的长度小于防喷管的直径。所述的螺帽的水平侧壁上固定连接螺帽触角，所述壳体内还固定连接有用于启动或关闭传动机构的限位开关，螺帽和所连接的推杆左右移动时，螺帽上的螺帽触角与限位开关相接触，限位开关还与电源连通。所述的限位开关设置有两个，两个限位开关之间的距离等于推杆延伸至防喷管内的长度，螺帽上的螺帽触角在两个限位开关之间移动。所述的传动机构包括电机、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和传动杆，电机的另一端连接执行器，第一齿轮连接在电机的输出轴端部，传动杆连接在柱塞捕捉器的壳体内，第二齿轮和第三齿轮均连接在传动杆上，第四齿轮连接在螺杆另一端延伸至导套另一端外部的端部，第二齿轮与第一齿轮相互啮合，第三齿轮与第四齿轮相互啮合。所述的电源为12V直流电源，电源采用12V直流电瓶。一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置的使用方法包括上述任意一项所述的一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，包括以下步骤步骤一：智能捕捉柱塞柱塞控制器启动后发出开井信号，气井开井，气井开井后柱塞在气流上顶的作用下举拖柱塞上部液体排出井口，柱塞在柱塞气井放喷机构内向上移动，当柱塞到达感应器感应到柱塞到达，柱塞到达感应器将到达信号传送至柱塞控制器，柱塞控制器向执行器发送捕捉信号，执行器启动传动机构反转，传动机构带动柱塞捕捉器捕捉柱塞，当柱塞因气井能量不足自由下落时，柱塞捕捉器阻挡柱塞下落，完成柱塞捕捉；步骤二：智能释放柱塞在步骤一的基础上，柱塞控制器发出关井信号，同时柱塞控制器向执行器发送释放信号，执行器接收到信号后启动传动机构正转，传动机构带动柱塞捕捉器释放柱塞，柱塞在自身重力作用下落入井筒，完成柱塞释放。步骤三：重复步骤一和步骤二的工作过程，进行柱塞在气举周期性举液运动中的电动智能捕捉和释放。所述的执行器是一种能够根据外部信号自动控制传动机构运转的集成元件，通过电缆与柱塞控制器连接。所述的柱塞控制器是一种具有远程控制功能和实现在远程办公室软件上进行控制的控制器，实现柱塞气井的开关井、运行监控和制度调整。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过以井口现有的12V直流电源为柱塞捕捉器的驱动源，替代手动和气动，节省人力和省去气源装置及辅助设备。柱塞到达传感器感应到达信号，并传送至柱塞控制器，柱塞控制器向执行器发出捕捉信号，执行器启动电机反转，推杆伸进防喷管内壁，阻挡柱塞下落，完成柱塞捕捉。当柱塞控制器发出关井指令的同时向执行发出释放信号，执行器启动电机正转，推杆缩回，柱塞自由下落入井筒，完成柱塞释放。该装置自动化程度高，可实现远程捕捉及释放柱塞，无需人工到井口操作，且可在每个柱塞气井生产阶段自动捕捉柱塞，消除柱塞回落对气井生产的影响。同时，智能捕捉装置适用范围广，通过从柱塞底部卡阻柱塞，不同于从柱塞本体凹槽卡阻捕捉，捕捉方式适用于任何类型柱塞。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置的整体结构结构示意图。图2为本专利技术柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置的捕捉柱塞状态结构示意图。图3为本专利技术柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置的释放柱塞状态结构示意图。图中：1-防喷帽、2-缓冲弹簧、3-撞击块、4-防喷管、5-柱塞、6-柱塞到达感应器、7-柱塞捕捉器、8-电机、9-齿轮、10-螺母、11-螺母触角、12-螺杆、13-推杆、14-导套、15-限位开关、16-执行器、17-柱塞控制器、18-电源、19-第一齿轮、20-第二齿轮、21-第三齿轮、22-第四齿轮、23-传动杆。具体实施方式首先需要说明的是，在本专利技术各个实施例中，所涉及的术语为：柱塞气井放喷机构，用于防止井筒内的液体喷出井外，同时进行阻挡柱塞。柱塞捕捉器7，柱塞捕捉器7用于进行柱塞气井放喷机构内的柱塞5捕捉。柱塞到达感应器6，用于感应柱塞5是否达到，到达后专递信号给柱塞控制器17，柱塞控制器17传递信号给执行器，执行器16控制传动机构带动柱塞捕捉器7进行捕捉柱塞5。传动机构，用于带动柱塞捕捉器7进行捕捉柱塞5。执行器16，执行器16用于给传动机构传送执行命令进行带动柱塞捕捉器7进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，其特征是：包括/n柱塞气井放喷机构，柱塞气井放喷机构的外侧壁上设有捕捉口；/n柱塞捕捉器(7)，柱塞捕捉器(7)一端相对应的与捕捉口连通；/n柱塞到达感应器(6)，柱塞到达感应器(6)连接在柱塞气井放喷机构的外侧壁捕捉口上方的侧壁上；/n传动机构，传动机构一端与柱塞捕捉器(7)另一端连接；/n执行器(16)，执行器(16)一端连接在传动机构的另一端；/n柱塞控制器(17)，柱塞控制器(17)通过电缆分别与柱塞到达感应器(6)和执行器(16)的另一端连通；/n电源(18)，电源(18)通过电缆与执行器(16)的另一端连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，其特征是：包括
柱塞气井放喷机构，柱塞气井放喷机构的外侧壁上设有捕捉口；
柱塞捕捉器(7)，柱塞捕捉器(7)一端相对应的与捕捉口连通；
柱塞到达感应器(6)，柱塞到达感应器(6)连接在柱塞气井放喷机构的外侧壁捕捉口上方的侧壁上；
传动机构，传动机构一端与柱塞捕捉器(7)另一端连接；
执行器(16)，执行器(16)一端连接在传动机构的另一端；
柱塞控制器(17)，柱塞控制器(17)通过电缆分别与柱塞到达感应器(6)和执行器(16)的另一端连通；
电源(18)，电源(18)通过电缆与执行器(16)的另一端连通。


2.根据权利要求1所述的一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，其特征是：所述的柱塞气井放喷机构包括防喷管(4)，防喷管(4)顶部连接有防喷帽(1)，防喷管(4)顶部内从上到下依次连接有缓冲弹簧(2)和撞击块(3)，防喷管(4)的外侧壁上设有捕捉口。


3.根据权利要求1所述的一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，其特征是：所述的柱塞捕捉器(7)包括壳体、螺帽(10)、螺帽触角(11)、螺杆(12)、推杆(13)和导套(14)，壳体的一端与捕捉口连通，导套(14)固定连接在壳体的一端内部，螺杆(12)固定在沿导套(14)长度方向的中心位置，导套(14)中部设置有空腔，螺杆(12)贯穿导套(14)的整个空腔，同时螺杆(12)的一端与导套(14)位于捕捉口的一端开口处齐平，螺杆(12)的另一端延伸至导套(14)另一端外部，螺杆(12)另一端延伸至导套(14)另一端外部的端部与传动机构一端连接，推杆(13)套接在螺杆(12)上，推杆(13)位于螺杆(12)连接传动机构的一端固定连接螺帽(10)，螺帽(10)与螺杆(12)螺纹连接，所述传动机构带动螺杆(12)转动时，螺帽(10)和所连接的推杆(13)在导套(14)内可左右移动，左右移动的过程中推杆(13)的一端可延伸至防喷管(4)，推杆(13)延伸至防喷管(4)内的长度小于防喷管(4)的直径。


4.根据权利要求3所述的一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，其特征是：所述的螺帽(10)的水平侧壁上固定连接螺帽触角(11)，所述壳体内还固定连接有用于启动或关闭传动机构的限位开关(15)，螺帽(10)和所连接的推杆(13)左右移动时，螺帽(10)上的螺帽触角(11)与限位开关(15)相接触，限位开关(15)还与电源(18)连通。


5.根据权利要求4所述的一种柱塞气井电动智能捕捉柱塞装置，其特征是：所述的限位开关(15)设置有两个，两个限位开关(15)之间的距离等于推杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨全蔚，季伟，郝冠中，孟婉莹，杨国平，马超，高欣，李秋阳，赖燕，常玉婷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11