防液体滑脱柱塞制造技术

本发明专利技术涉及柱塞排水采气技术领域，是一种防液体滑脱柱塞，包括柱塞本体和叶轮，柱塞本体上端设有打捞头，柱塞本体中部外侧上下间隔设有若干个环形凹槽，柱塞本体下部通过轴承组件转动连接有叶轮。本发明专利技术结构合理而紧凑，当在井内气体压力的作用下快速上行时，向上窜的气体作用在叶轮下部，驱动叶轮高速转动，下滑的液体流动至叶轮上方区域时，由于叶轮高速旋转时叶轮上方周围形成高速流体旋转区，同时对上部下滑的液体形成有效的阻挡。采用高速流体区域防止、阻隔液体滑脱，能有效的提高柱塞携液效率，适用于各种类型的柱塞，同时可以携带井内固体物质及管壁的垢物，结构新颖、使用简单且安全可靠。单且安全可靠。单且安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
防液体滑脱柱塞


[0001]本专利技术涉及柱塞排水采气
，是一种防液体滑脱柱塞。

技术介绍

[0002]柱塞气举排水采气工艺是解决气井开发后期地层能量低、出水严重、气井无法正常排液难题的有效工艺之一，该技术是一种间歇式排液生产技术，通过柱塞在生产管柱内一定位置形成有效的封隔界面，利用地层自身能量，实现排液产气，常规柱塞在运行过程中存在一定的液体滑脱，如目前常用的弹片式柱塞、紊流柱塞、毛刷柱塞等，降低了柱塞气举排水采气作业效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种防液体滑脱柱塞，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有柱塞携液效率低从而使柱塞排水采气工艺效率低的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种防液体滑脱柱塞，包括柱塞本体和叶轮，柱塞本体上端设有打捞头，柱塞本体中部外侧上下间隔设有若干个环形凹槽，柱塞本体下部通过轴承组件转动连接有叶轮，柱塞本体下端安装有护帽。
[0005]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述叶轮可包括套筒和叶片，套筒外侧沿周向间隔均布有至少四个叶片，每个叶片包括由上至下的竖直段和螺旋段。
[0006]上述环形凹槽的槽底直径可不小于20mm，环形凹槽的高度不小于10mm。
[0007]上述还可包括第一衬套和第二衬套，轴承组件包括第一轴承和第二轴承，柱塞本体下部设有直径小于槽底直径的轴杆,轴杆外侧由上至下依次嵌套有第一衬套、第一轴承、叶轮、第二轴承、第二衬套及护帽。
[0008]上述护帽内侧可螺接在轴杆下端外侧，且通过防松销钉与轴杆固定连接在一起。
[0009]上述柱塞本体、叶轮及护帽均可为表面镀铬的四十五号钢制成。
[0010]本专利技术结构合理而紧凑，当在井内气体压力的作用下快速上行时，向上窜的气体（气液混合物体）作用在叶轮下部，驱动叶轮高速转动，柱塞本体向上运行过程中，下滑的液体流动至叶轮上方区域时，由于叶轮高速旋转时叶轮上方周围形成高速流体旋转区，同时对上部下滑的液体形成有效的阻挡，同时也可将井内固体物质有效悬浮并携带排除井外，其中打捞头便于打捞，护帽用于防止叶轮脱落起到限位作用。采用高速流体区域防止、阻隔液体滑脱，能有效的提高柱塞携液效率，适用于各种类型的柱塞，同时可以携带井内固体物质及管壁的垢物，结构新颖、使用简单且安全可靠。
附图说明
[0011]附图1为本专利技术主视半剖视结构示意图。
[0012]附图2为本专利技术中叶轮立体结构示意图。
[0013]附图中的编码分别为：1为柱塞本体，2为叶轮，3为打捞头，4为护帽，5为环形凹槽，6为第一轴承，7为第二轴承，8为轴杆，9为第一衬套，10为第二衬套，11为套筒，12为竖直段，13为螺旋段，14为防松销钉，D为槽底直径，H为环形凹槽的高度。
具体实施方式
[0014]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0015]在本专利技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0016]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步描述：如附图1、2所示，该防液体滑脱柱塞包括柱塞本体1、轴承组件和叶轮2，柱塞本体1上端设有打捞头3，柱塞本体1中部外侧上下间隔设有若干个环形凹槽5，柱塞本体1下部通过轴承组件转动连接有叶轮2，对应叶轮2下方位置的柱塞本体1下端安装有护帽4。
[0017]根据需求，柱塞本体1、打捞头3及环形凹槽5为一体成型设计，环形凹槽5也可用弹片式或毛刷式代替。在使用过程中，当液体在井内气体压力的作用下快速上行时，向上窜的气体（气液混合物体）作用在叶轮2下部，驱动叶轮2高速转动，柱塞本体1向上运行过程中，下滑的液体流动至叶轮2上方区域时，由于叶轮2高速旋转时叶轮2上方周围形成高速流体旋转区，同时对上部下滑的液体形成有效的阻挡，同时也可将井内固体物质有效悬浮并携带排除井外，其中打捞头3便于打捞，护帽4用于防止叶轮2脱落起到限位作用。采用高速流体区域防止、阻隔液体滑脱，能有效的提高柱塞携液效率，适用于各种类型的柱塞，同时可以携带井内固体物质及管壁的垢物，结构新颖、使用简单且安全可靠。
[0018]可根据实际需要，对上述防液体滑脱柱塞作进一步优化或/和改进：如附图1、2所示，叶轮2包括套筒11、第一叶片12和第二叶片13，套筒11下部外侧沿周向间隔均布有至少四个螺旋叶片状的第一叶片12，对应每个第一叶片位置的套筒上部外侧均固定安装有竖向设置的第二叶片13，每个第二叶片下侧均和对应位置的第一叶片上侧固定连接在一起。
[0019]在使用过程中，上窜的气体（气液混合物体）作用于叶轮2下部的螺旋段13叶片处，从而驱动叶轮2高速转动，柱塞本体1向上运行过程中向下滑脱的液体流动至叶轮2上方时，由于叶轮2的叶片上部呈竖直状，因此在叶轮2高速旋转时，液体与叶轮2同时高速旋转，使得叶轮2上部周围区域形成一个高速流体旋转区，对上部滑脱的液体进一步形成有效的阻挡。本叶轮2结构能进一步在高速流体向上通过时形成高速旋转，能够有效提高柱塞在管柱内运行时的动密封性能，提高柱塞携液效率，同时可以将井筒内的固体物质携带排出井外。
[0020]如附图1所示，环形凹槽5的槽底直径D不小于20mm，环形凹槽5的高度H不小于10mm。
[0021]根据需求，环形凹槽5可不少于六道。在使用过程中，如此尺寸设计可进一步的减少液体滑落增加携液效率及将井筒内的固体物质携带排出井外。
[0022]如附图1所示，还包括第一衬套9和第二衬套10，轴承组件包括第一轴承6和第二轴承7，柱塞本体1下部固定有直径小于槽底直径D的轴杆8,轴杆8外侧由上至下依次套装有第
一衬套9、第一轴承6、叶轮2、第二轴承7、第二衬套10及护帽4。
[0023]根据需求，第一衬套9和第二衬套10均为黄铜材质，第一轴承6和第二轴承7为现有公知技术产品如推力轴承，能够承受不小于80KN的轴向冲击载荷。在使用过程中，第一衬套9套装在轴杆8上端，且第一衬套9的顶端与柱塞本体1中部下端相抵，限位第一衬套9不会向上滑动，第一衬套9下端嵌套有第一轴承6，第一轴承6下端嵌套在叶轮2上端内侧，叶轮2下端内侧嵌套在第二轴承7上端外侧，第二轴承7下端嵌套有第二衬套10，护帽4螺接在轴杆8下端，且护帽4上端与第一衬套9下端相抵，防止第二衬套10和叶轮2向下脱落，叶轮2可通过第一轴承6和第二轴承7转动。
[0024]如附图1所示，护帽4内侧螺接在轴杆8下端外侧，且通过防松销钉14与轴杆8固定连接在一起。
[0025]在使用过中，防松销钉14防止护帽4从轴杆8上松脱。
[0026]如附图1所示，柱塞本体1、叶轮2及护帽4均为表面镀铬的四十五号钢制成。
[0027]在使用过程中，镀铬可防腐蚀；四十五号钢整体抗拉强度不低于5T，抗压强度不低于1T，强度较高，塑性和韧性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防液体滑脱柱塞，其特征在于：包括柱塞本体和叶轮，柱塞本体上端设有打捞头，柱塞本体中部外侧上下间隔设有若干个环形凹槽，柱塞本体下部通过轴承组件转动连接有叶轮，柱塞本体下端安装有护帽。2.根据权利要求1所述的防液体滑脱柱塞，其特征在于叶轮包括套筒和叶片，套筒外侧沿周向间隔均布有至少四个叶片，每个叶片包括由上至下的竖直段和螺旋段。3.根据权利要求1或2所述的防液体滑脱柱塞，其特征在于：环形凹槽的槽底直径不小于20mm，环形凹槽的高度不小于10mm。4.根据权利要求1或2所述的防液体滑脱柱塞，其特征在于：还包括第一衬套和第二衬套，轴承组件包括第一轴承和第二轴承，柱塞本体下部设有直径小于槽底直径的轴杆,轴杆外侧由上至下依次嵌套有第一衬套、第一轴承、叶轮、第二轴承、第二衬套及护帽。5.根据权利要求3所述的防液体滑脱柱塞，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇龙，王天祥，刘雄辉，张林，郭瑞祥，向欣，赵辉东，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：