基于复合排水采气工艺的气举柱塞制造技术

本发明专利技术涉及一种基于复合排水采气工艺的气举柱塞，包括呈中空柱状的壳体，其内具有上下正对设置的存储仓和滑座，滑座中部具有与存储仓同轴设置的连通柱，存储仓上具有与连通柱适配的通孔，连通柱上具有进液口，通孔侧壁上设有与存储仓贯通的出液口，滑座底部具有与连通柱连通的排液孔，初始状态下，进液口位于出液口下方；存储仓和滑座与之间通过压力驱转机构相连，当滑座受到朝向存储仓的轴向压力时，滑座朝向存储仓滑动，并通过压力驱转机构带动存储仓转动，出液口与进液口至少部分重合，以使存储仓内的液体泡排剂通过排液孔排出。本发明专利技术能够实现泡排剂的周期性释放，具有良好可靠的复合开采工艺效果，能够多次重复利用。能够多次重复利用。能够多次重复利用。

【技术实现步骤摘要】
基于复合排水采气工艺的气举柱塞


[0001]本专利技术涉及天然气排水采气领域，更具体地说，涉及一种基于复合排水采气工艺的气举柱塞。

技术介绍

[0002]天然气开采过程中，由于地层边底水突进，地层压力下降等原因，导致产生气体的流速下降，当产气量小于携液临界流量时，液体不能完全被天然气带出井筒，同时以混合气柱形式滞留于井筒内形成积液，导致气井生产压差过大，气井水淹、产气量下降等，严重影响天然气的正常开采。
[0003]为降低井底积液影响，实际生产过程中，通常采用泡沫排水采气或者柱塞气举的方式进行辅助开采，其中泡沫排水采气主要利用泡排剂在液体中产生泡沫，从而将积液带出，而柱塞气举则主要利用密封的方式，将举升气体和液体分开，以减少气体窜流和回落，从而达到提高举升效率的目的。
[0004]通常的做法是根据不同井况选择不同的辅助开采工艺，目前柱塞气举过程中主要采用柱状结构或球状结构的活塞进行封堵气举，柱塞或者球塞的结构功能单一，达到的效果不甚理想，当然，市面上也出现了一些将泡沫排水采气和柱塞气举工艺两相结合的产品工艺，如专利号为CN201710129344.6，专利名称为“一种柱塞气举与泡沫排水的一体化复合采气方法”，该专利中主要提到将泡排棒制作成柱塞状，进而实现两种开采工艺的复合应用。
[0005]但申请人在后续跟踪研究及应用过程中发现，因为主体直接采用泡排棒制成，下落至井底过程中，只要与积液接触后就开始消融，会加大其与井筒之间的直径差，这就导致其作为柱塞封堵气举的效果方面有所削减，即影响柱塞作用效果，另一方面该柱塞为一次性产品，需要周期性的频繁投放，也会增加后期生产成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种基于复合排水采气工艺的气举柱塞，可以实现泡排剂的周期性释放，具有良好可靠的复合开采工艺效果，能够多次重复利用。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于复合排水采气工艺的气举柱塞，包括呈中空柱状的壳体，所述壳体底部敞口，其内具有上下正对设置的存储仓和滑座，其中滑座与壳体滑动配合，能够沿所述壳体的轴向滑动，存储仓以可转动方式设置于壳体内，能够沿壳体的中轴线转动；
[0008]所述滑座中部具有与存储仓同轴设置的连通柱，所述存储仓上具有与连通柱适配的通孔，所述连通柱为中空结构，其上具有进液口，通孔侧壁上设有与存储仓贯通的出液口，滑座底部具有与连通柱连通的排液孔，初始状态下，进液口位于出液口下方；
[0009]所述存储仓和滑座与之间通过压力驱转机构相连，当所述滑座受到朝向存储仓的轴向压力时，所述滑座朝向存储仓滑动，并通过压力驱转机构带动存储仓转动，所述出液口
与进液口至少部分重合，以使存储仓内的液体泡排剂通过排液孔排出。
[0010]采用以上方案，存储仓主要用于盛装液体泡排剂，投放柱塞后，当其下落至井内预装的井下缓冲器时，与之发生碰撞，从而带动存储仓转动，同时连通柱上升，使进液口与出液口实现连通，处于存储仓内的泡排剂则可通过排液孔进入井筒积液中，进而实现泡沫排水采气，因为泡排剂从底部排出，可以更好的与积液混合，提高泡排反应速度，同时，当柱塞下方气压上升，柱塞整体开始上行，与缓冲器脱离，滑座所受压力消失，滑座快速复位，进液口与出液口的连通状态被打断，不再排出泡排剂，即确保上行过程和下行过程中均无泡排剂排出，只在于缓冲器碰撞较短的时间内排出泡排剂，并且确保该部分泡排剂直接进入液体中，这样柱塞多次循环利用同时，泡排剂也实现多次缓慢释放直至消耗殆尽，再向存储仓注入泡排剂即可继续使用。
[0011]按上述方案，所述压力驱转机构包括至少三根沿连通柱周向均匀分布的连杆，各所述连杆的上下两端均通过球绞结构分别与存储仓和滑座相连，且各连杆的上端连接点处于下端连接点的周向外侧。充分利用球绞结构的多向自由度，将滑座的轴向压力转化为对存储仓的扭转力，结构简洁可靠，便于实施。
[0012]按上述方案，初始状态下，所述连杆相对连通柱的中轴线在横切面上倾斜设置。采用以上方案，避免碰撞瞬间造成对存储仓较大的冲击力，或者瞬间卡死等情况发生，确保扭转可靠性。
[0013]按上述方案，所述存储仓和滑座之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套设于连通柱上，连通柱，其上下两端分别与存储仓和滑座相抵。采用以上方案，有助于滑座的快速复位，断开进液口与出液口的连通状态，延长泡排剂的使用周期。
[0014]按上述方案，所述存储仓内具有至少两个沿连通柱周向或轴向分布的舱室，各舱室均具有与之一一对应的所述出液口。采用以上方案，可在各存储仓中加入不同性质的药剂，而当进液口与出液口的连通之后，不同药剂进入连通柱中混合形成所需的泡排剂，或者各舱室内直接装入不同性质的成品泡排剂，进液口根据出液口的位置优化设置，随着柱塞整体重力的变化，柱塞与缓冲器之间冲击力的变化，使得滑座上行的行程发生变化，根据其变化范围，使出液口在不同阶段与不同的出液口单一连通，即在不同循环周期类，排出不同的泡排剂，以此满足更多使用需求。
[0015]按上述方案，所述通孔侧壁上对应出液口的均设有密封圈A，通孔上下两端的侧壁上均设有密封圈B。采用以上方案，可有效防止泡排剂的渗漏，确保只有进液口与出液口的重合连通之后才会排出。
[0016]按上述方案，所述滑座包括一体成型的滑动部和承压部，其中滑动部与壳体滑动配合，承压部的底部为承压球面。采用以上方案，可确保滑座受到的冲击力方向与中轴线重合，防止偏斜，有利于提高其运动平稳性，延长其使用寿命。
[0017]按上述方案，所述承压部的下端呈倒锥状，所述排液孔的出口端分布于锥面上。采用以上方案，可使药剂或泡排剂呈伞状喷出，增大其与积液的接触范围，且避免与缓冲器接触部位成为应力较弱的部位，具有较好的力学性能。
[0018]按上述方案，所述壳体下端具有与其螺纹配合的堵头，初始状态下，所述滑座与堵头相抵，所述堵头下端内侧呈沿其轴向内收的锥孔状。采用以上方案，堵头一方面可对滑座的下行程起到一定限位作用，可通过调整其旋进深度，调整滑座的下行程止位；另一方面锥
形内孔下端可起到一定引导作用，确保滑座底部中央与井下缓冲器接触冲击，即保证冲击力的居中性。
[0019]按上述方案，所述壳体内在存储仓的正上方具有以可拆卸方式设置的支架，所述连通柱的顶部敞口，支架上具有与连通柱同轴设置的螺栓，该螺栓与支架螺纹配合，其下端端部具有与连通柱内径相适应的活塞，且所述活塞的位置与连通柱的滑移行程相适应。采用以上方案，活塞主要起到增压作用，当连通柱上升过程中，进液口与出液口的重合连通之后，泡排剂进入连通柱中，连通柱继续上升，活塞则进入连通柱中，二者发生轴向位移，则可加速处于连通柱和滑座内的泡排剂从排液孔排出，通过调整螺栓旋进深度，可更好的与连通柱的行程相适应。
[0020]实施本专利技术的基于复合排水采气工艺的气举柱塞，具有以下有益效果：
[0021]采用本专利技术提供的基于复合排水采气工艺的气举柱塞，充分利用柱塞与井下缓冲器的撞击力，实现泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合排水采气工艺的气举柱塞，包括呈中空柱状的壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)底部敞口，其内具有上下正对设置的存储仓(2)和滑座(3)，其中滑座(3)与壳体(1)滑动配合，能够沿所述壳体(1)的轴向滑动，存储仓(2)以可转动方式设置于壳体(1)内，能够沿壳体(1)的中轴线转动；所述滑座(3)中部具有与存储仓(2)同轴设置的连通柱(30)，所述存储仓(2)上具有与连通柱(30)适配的通孔(20)，所述连通柱(30)为中空结构，其上具有进液口(31)，通孔(20)侧壁上设有与存储仓(2)贯通的出液口(21)，滑座(3)底部具有与连通柱(30)连通的排液孔(32)，初始状态下，进液口(31)位于出液口(21)下方；所述存储仓(2)和滑座(3)与之间通过压力驱转机构相连，当所述滑座(3)受到朝向存储仓(2)的轴向压力时，所述滑座(3)朝向存储仓(2)滑动，并通过压力驱转机构带动存储仓(2)转动，所述出液口(21)与进液口(31)至少部分重合，以使存储仓(2)内的液体泡排剂通过排液孔(32)排出。2.根据权利要求1所述的基于复合排水采气工艺的气举柱塞，其特征在于，所述压力驱转机构包括至少三根沿连通柱(30)周向均匀分布的连杆(4)，各所述连杆(4)的上下两端均通过球绞结构(40)分别与存储仓(2)和滑座(3)相连，且各连杆(4)的上端连接点处于下端连接点的周向外侧。3.根据权利要求2所述的基于复合排水采气工艺的气举柱塞，其特征在于，初始状态下，所述连杆(4)相对连通柱(30)的中轴线在横切面上倾斜设置。4.根据权利要求1至3中任一所述的基于复合排水采气工艺的气举柱塞，其特征在于，所述存储仓(2)和滑座(3)之间设有复位弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁发勇，豆瑞杰，张海博，廷亮，吴赛赛，石陈梅，蒋嫚，
申请(专利权)人：中石化江汉石油工程有限公司中石化江汉石油工程有限公司井下测试公司，
类型：发明
国别省市：