本发明专利技术涉及一种智能变速排水采气柱塞。其技术方案：由柱塞本体、控制模块、测速传感模块，电源模块、压力传感模块、变速系统组成，变速系统由加速系统和减速系统组成。柱塞本体内部从上至下依次装有控制模块、测速传感模块、电源模块，加速系统和减速系统分别安装在柱塞本体下部安装通孔内，压力传感模块安装在柱塞本体顶端和底端。利用测速传感模块实时监测柱塞的运行速度，柱塞自动控制可变速系统。本设计保证了柱塞始终以最优速度运行，缩短了柱塞的运行周期，提高了柱塞上行每次的携液量，解决柱塞在斜井、水平井下行困难的问题，达到了提高柱塞气举排水采气效率的目的。提高柱塞气举排水采气效率的目的。提高柱塞气举排水采气效率的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种智能变速排水采气柱塞
[0001]本专利技术涉及一种自动可变速排水采气柱塞，它利用测速传感器监测柱塞运行速度并实时的反馈调整速度，用于石油天然气开采领域。
技术介绍
[0002]天然气作为一种安全、高效、环保的绿色能源，是我国以及世界能源不可或缺的主要组成部分，但是在天然气开采过程中，产水气井在生产一段时间后经常会遇到由于井底积液导致生产效率降低甚至停产的问题，柱塞气举排水采气技术是解决此类问题的常用手段。
[0003]传统的柱塞气举排水采气技术为了防止举升过程中气体的滑脱和液体的泄露，柱塞的外径和管柱的内径很接近，导致柱塞在运行过程中受到的摩擦阻力较大。现在气井为提高产量采用斜井以及水平井，影响了柱塞运行过程中重力的作用。传统的柱塞气举排水采气技术单一的依靠地层能量，无法对柱塞的运行速度进行调整，导致柱塞运行周期长、排水采气效率低等问题，不能满足石油天然气行业对天然气开采的高效、智能化的要求，亟需改进。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是：为了解决柱塞运行速度受到油管的摩擦力、气体的阻力和托举力等外部因素的干扰而无法有效控制的问题，提供一种智能变速排水采气柱塞。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种智能变速排水采气柱塞，是由柱塞本体、控制模块、测速传感模块，电源模块、压力传感模块A、压力传感模块B、加速系统、减速系统组成，其特征在于：柱塞本体上方设有打捞颈；柱塞本体内部安装空间从上至下依次装有控制模块、测速传感模块、电源模块；加速系统和减速系统从上到下分别安装在柱塞本体下部的加速系统安装通孔和减速系统安装通孔内；压力传感模块A和压力传感模块B分别安装柱塞本体(1)顶端和底端；所述柱塞本体内部、加速系统安装通孔、减速系统安装通孔、压力传感模块A和压力传感模块B的安装槽之间均设有线孔，各个模块和系统之间通过线孔进行导线连接。
[0006]根据权利要求1所述加速系统，是由加速系统双向液压装置、加速系统安装架、驱动电机、电机驱动模块、加速轮组成，其特征是：加速系统双向液压装置安装在加速系统安装通孔中间位置，加速系统双向液压装置两侧液压杆末端分别刚性连接两个加速系统安装架，每个加速系统安装架两侧凹槽位置分别安装电机驱动模块以及驱动电机，加速轮位于加速系统安装架正中并且刚性连接在驱动电机传动轴之上；加速时驱动电机转动带动加速轮，同时加速系统双向液压装置将液压杆向外伸出使得加速轮与油管内壁接触，加速结束后液压杆回缩，加速轮收回到柱塞本体之中。
[0007]根据权利要求1所述减速系统，其特征是：减速系统双向液压装置安装在减速系统安装通孔中间位置，减速系统双向液压装置两侧液压杆末端分别刚性连接两个摩擦减速
板；摩擦减速板为圆弧形状，其材质选用耐磨且摩擦系数较高的材料制成；减速时减速系统双向液压装置将液压杆向外伸出使得摩擦减速板与油管内壁接触摩擦减速，减速结束后液压杆收缩带动摩擦减速板回到柱塞本体内部。
[0008]本专利技术的有益效果是：本装置通过设置柱塞下行和柱塞上行的最优速度区间，利用测速传感模块实时监测柱塞的运行速度并且反馈到控制模块，自动判断柱塞是否加速或者减速，保证了柱塞始终以最优速度运行，缩短了柱塞的运行周期；本装置提高了柱塞上行每次的携液量，解决柱塞在斜井、水平井下行困难的问题，达到了提高柱塞气举排水采气效率的目的。
附图说明
[0009]图1是本专利技术立体图。
[0010]图2是本专利技术的剖面图。
[0011]图3是加速系统立体图。
[0012]图4是减速系统立体图。
[0013]图中：1、柱塞本体，2、线孔，3、驱动电机传动轴，4、液压杆，5、减速系统，6、压力传感模块A，7、打捞颈，8、控制模块，9、测速传感模块，10、电源模块，11、加速系统，12、加速系统安装架，13、加速轮，14、加速系统双向液压装置，15、摩擦减速板，16、减速系统双向液压装置，17、驱动电机，18、电机驱动模块，19、加速系统安装通孔，20、加速系统安装通孔，21、压力传感模块B
具体实施方式
[0014]下面结合图1、2、3、4对本专利技术装置做进一步说明。
[0015]在控制模块8内提前设置好柱塞上行、下行的最优速度区间，将柱塞安装在井口捕捉器处，捕捉器松开，柱塞依靠重力下落同时柱塞上方压力传感模块A6检测到压力减小，柱塞自动控制可变速系统开始运行，测速传感模块9开始实施监测柱塞运行速度并将检测数据上传到控制模块8，控制模块8将此时柱塞的运行速度与最优速度对比并进行判断并命令加速系统11或减速系统5工作。
[0016]柱塞下行，柱塞上部的压力传感模块B21检测到压力消失，系统开始工作，当柱塞下落速度小于最优下行速度，控制模块8发出加速命令到加速系统双向液压装置14和电机驱动模块18，加速系统双向液压装置14将液压杆4向两端伸出使得加速轮13与油管表面接触，同时电机驱动模块18开启驱动电机17转动并带动加速轮13转动对柱塞进行加速，当测速传感模块9检测到柱塞运行速度达到最优下行速度区间时，液压杆4收缩、驱动电机17停止转动，加速结束；
[0017]当柱塞下落速度大于最优速度区间，减速系统双向液压装置16将液压杆4向两端伸出使得摩擦减速板15接触到油管内壁进行减速，减速到最优速度区间时减速结束，液压杆4回缩将摩擦减速板15带回到柱塞本体1内部。柱塞下行到井底卡定器处，柱塞下端压力传感模块B21感受到压力，系统停止工作。
[0018]柱塞上行，柱塞下部的压力传感模块B21检测到压力消失，系统开始工作，可变速柱塞上行工作过程与下行工作过程相同，当测速传感模块9检测到柱塞上行速度小于最优
上行速度时，加速系统11开始工作，反之，当柱塞运行速度大于最优上行速度时，减速系统5开始工作。柱塞上行到井口处，捕捉器捕捉到柱塞同时柱塞上部压力传感模块6检测到压力，系统停止工作，一个柱塞气举排水采气周期结束。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能变速排水采气柱塞，是由柱塞本体(1)、控制模块(8)、测速传感模块(9)，电源模块(10)、压力传感模块A(6)、压力传感模块B(21)、加速系统(11)、减速系统(5)组成，其特征在于：柱塞本体(1)上方设有打捞颈(7)；柱塞本体(1)内部安装空间从上至下依次装有控制模块(8)、测速传感模块(9)、电源模块(10)；加速系统(11)和减速系统(5)从上到下分别安装在柱塞本体(1)下部的加速系统安装通孔(19)和减速系统安装通孔(20)内；压力传感模块A(6)和压力传感模块B(21)分别安装柱塞本体(1)顶端和底端；所述柱塞本体(1)内部、加速系统安装通孔(19)、减速系统安装通孔(20)、压力传感模块A(6)和压力传感模块B(21)的安装槽之间均设有线孔(2)，各个模块和系统之间通过线孔(2)进行导线连接。2.根据权利要求1所述加速系统(11)，是由加速系统双向液压装置(14)、加速系统安装架(12)、驱动电机(17)、电机驱动模块(18)、加速轮(13)组成，其特征是：加速系统双向液压装置(14)安装在加速系统安...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖欣，杨肖，刘永辉，王强，杨建英，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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