CN104358546B - 一种井下游动式自动间歇举水工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下游动式自动间歇举水工具，包括内部为通孔的芯轴，安装在芯轴两端的上接头和下接头，贯穿在芯轴、上接头、下接头内部的顶杆，且该顶杆的一端延伸到上接头外，另一端与设在下接头内部的用于打开、关闭芯轴的内部通道单向阀连接，所述的单向阀在下接头中上下移动，所述的下接头和上接头上都开设有过流槽，下接头的下端还连接有兜帽；上接头和下接头之间的芯轴的外表面还套设有卡瓦；结构简单、使用方便，无需人工控制开关井时间，不借助外力，仅依靠井筒自身能量，依靠工具内部独特构造运行，将气井积液自动举升出来。本发明不需井口安装控制阀门，节约成本，延长生产时间，达到气井高效生产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及天然气开采生产专用设备领域，具体是一种用于气井排水采气的井下游动式自动间歇举水工具。
背景技术
国内外很多天然气井井筒积液严重，造成气井产量下降甚至不能正常生产。因此，必须采取有效的清除积液工艺以保证气井的长期稳产。气田现场常使用多种排液采气工艺，其中柱塞气举是而柱塞气举是以井下柱塞作为气液界面，利用储层本身能量来间歇性的推动油管内柱塞及柱塞上部的井液到达地面，从而进行气井排液采气的一种方法。通过柱塞气举，在气体与采出的液体之间形成一个固定的界面，能有效防止液体的回落，提高举升效率。与其它排液采气工艺相比，柱塞气举完全利用储层能量，系统整体结构简单，成本较低，非常适合气田中后期开采的需要。
目前在柱塞排液采气系统中，通常是利用气动阀或者电动阀门实现气井开、关，从而推动柱塞上行、下行运动，排出积液。这类柱塞设备需要在井口安装阀门控制器等井口辅助设施，成本较高，需要人为设置控制开、关井时间，技术实施不够灵活。
发明内容
本发明的是针对气井中积液造成产量不稳定甚至停产等情况而提供的一种井下游动式自动间歇举水工具，与传统柱塞装置相比，不需要安装阀门控制器等井口辅助设施，工具完全依靠气井自身能量，由内部构造运转实现工具上行、下行，自动间歇举升井底积液，节约成本，延长开井时间，提高了生产效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种井下游动式自动间歇举水工具，包括内部为通孔的芯轴，安装在芯轴两端的上接头和下接头，贯穿在芯轴、上接头、下接头内部的顶杆，且该顶杆的一端延伸到上接头外，另一端与设在下接头内部的用于打开、关闭芯轴的内部通道单向阀连接，所述的单向阀在下接头中上下移动，所述的下接头和上接头上都开设有过流槽，下接头的下端还连接有兜帽；
所述的上接头和下接头之间的芯轴的外表面还套设有卡瓦。
进一步，所述的单向阀是由单向阀杆和单向阀杆一端单向阀头组成，所述的单向阀杆上设有第一凹槽和第二凹槽，且延伸到兜帽中，所述的兜帽上设有垂直兜帽中心线的圆孔，该圆孔内设有弹簧一，弹簧一的端部设有与第一凹槽和第二凹槽匹配的钢球。
进一步，所述的卡瓦是2个，并排套设在芯轴上，且卡瓦之间通过卡箍连接，所述的卡箍通过十字槽沉头螺钉连接。
进一步，所述的兜帽下端固定有加重杆。
进一步，所述的加重杆的下端一次固定有下压帽、与下压帽配合的堵塞。
进一步，所述的卡瓦是通过弹簧二与芯轴连接的。
进一步，所述的卡瓦是由3个卡瓦片环绕而成的圆环状。
进一步，所述的下压帽和堵塞通过内六角圆柱头螺钉固定连接。
进一步，所述的上接头的顶部设有打捞接头。
进一步，所述的上接头上还设有扶正块。
本发明采用上述技术方案，具有以下优点：结构简单、使用方便，无需人工控制开关井时间，不借助外力，仅依靠井筒自身能量，依靠工具内部独特构造运行，将气井积液自动举升出来。本发明不需井口安装控制阀门，节约成本，延长生产时间，达到气井高效生产的目的。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是一种井下游动式自动间歇举水工具结构示意图。
图中：1.卡瓦、2.芯轴、3.顶杆、4.上接头、5.弹簧二、6.卡箍、7.下接头、8.单向阀、9.弹簧一、10.堵帽、11.加重杆、12.下压帽、13.堵塞、14.十字槽沉头螺钉、15.钢球、16.内六角圆柱头螺钉、17.过流槽、18.第一凹槽、19.第二凹槽、20.打捞头、801.单向阀杆、802.单向阀头。
具体实施方式
为了克服目前在柱塞排液采气系统中，通常是利用气动阀或者电动阀门实现气井开、关，从而推动柱塞上行、下行运动，排出积液。这类柱塞设备需要在井口安装阀门控制器等井口辅助设施，成本较高，需要人为设置控制开、关井时间，技术实施不够灵活的缺陷，下面结合附图和实施例进一步对一种井下游动式自动间歇举水工具进行详细的说明。
实施例1
如图1所示的一种井下游动式自动间歇举水工具，包括内部为通孔的芯轴2，安装在芯轴2两端的上接头4和下接头7，贯穿在芯轴2、上接头4、下接头7内部的顶杆3，且该顶杆3的一端延伸到上接头4外，另一端与设在下接头7内部的用于打开、关闭芯轴2的内部通道单向阀8连接，所述的单向阀8在下接头7中上下移动，所述的下接头7和上接头4上都开设有过流槽17，下接头7的下端还连接有兜帽10；
所述的上接头4和下接头7之间的芯轴2的外表面还套设有卡瓦1。
在工作的过程中，首先，用钢丝作业通井，通井规直径大于工具胶筒1mm，以便工具能够顺利下井；通井完成后，探测液面深度；根据井口压力计算坐定器下入深度，下入坐定器，下入柱塞，组装井口，开井。
工具上、下行过程
当工具下井时，单向阀8完全打开，使芯轴2的内部通道畅通，工具在自身重量的作用下，克服卡瓦1与油管内壁的摩擦滑动至预置坐定器的位置处；由于惯性作用，到达位置后，单向阀8关闭，此时芯轴2内部通道关闭，工具上下形成一个相对密封界面。当下部气体积聚，使工具下部作用面积上的气体作用力大于上部液柱、工具自重和管道背压三者综合作用力时，工具上行至井口，工具上部的液体即从过流槽17被排出。至井口时，顶杆3上部撞击井口，在惯性力的作用下，顶杆3向下运动，推动单向阀8向下运动，单向阀8又被打开，芯轴2通道畅通，工具又在自重的作用下下行。如此循环动作，将水排出。
实施例2
在上述实施例1中，所述的单向阀8是由单向阀杆801和单向阀杆801一端单向阀头802组成，所述的单向阀杆801上设有第一凹槽18和第二凹槽19，且延伸到兜帽10中，所述的兜帽10上设有垂直兜帽10中心线的圆孔，该圆孔内设有弹簧一9，弹簧一9的端部设有与第一凹槽18和第二凹槽19匹配的钢球15；在工具下落的时候，单向阀8在重力的作用下，单向阀头802与芯轴2的内通道分开，单向阀杆801也随着下落，当单向阀杆801上的第一凹槽18落到钢球15的位置时，钢球15在弹簧一9的弹力下，落入到第一凹槽18中，对单向阀8实现定位，当工具落入到预置坐定器的位置时，用于工具突然停止产生的惯性，单向阀8在由于惯性作用下，或向上运动，当单向阀头802到达对芯轴2密封的位置时，同时第二凹槽19达到钢球15的位置上，钢球15进入到第二凹槽19中，对单向阀8进行定位，固定；防止了当惯性消失后，单向阀8在自身的重力的作用下，向下落，不能实现对芯轴2通道的密封，工具的上下形成一个相对密封的空间，当下部气体积聚，使工具下部作用面积上的气体作用力大于上部液柱、工具自重和管道背压三者综合作用力时，工具上行至井口，工具上部的液体即从过流槽17被排出。
实施例3
在上述实施例2中，所述的卡瓦1是2个，并排套设在芯轴2上，且卡瓦1之间通过卡箍6连接，所述的卡箍6通过十字槽沉头螺钉14连接，所述的卡瓦1是通过弹簧二5与芯轴2连接的，所述的卡瓦1是由3个卡瓦片环绕而成的圆环状。
实施例4
在上述实施例3中，为了工具在下井的时候重力足够大，并且才生的惯性也比较大，是采用以下技术方案来增加工具的重力，在堵帽10的下端固定连接有加重杆11来增加工具的重力，同时为了工具落入到预置坐定器的位置时，因重力的加大，不会对工具自身带来损坏，在堵帽10的下端依次固定连接有下压帽12和堵塞13，该下压帽12和堵塞13通过.内六角圆柱头螺钉16固定连接起来，当工具落入到预置坐定器的位置时，堵塞13首先与底部相接触，起到一定的减震缓冲作用，不会因重力的加大，下落的过程中，工具的惯性过大，对工具造成损坏。
实施例5
在上述的实施例4中，为了使工具在打捞的时候方便，是通过在上接头4的顶部设有标准的打捞头20来实现的，在打捞过程中只需要实用丢手工具，就可以对工具进行打捞；同时为了工具在入井的过程中，不会出现倾斜，在上接头4的轴向方向上设有扶正块，来实现对工具的扶正和导向。
在上述实施例5中，提到的工具都是本发明的主体，种井下游动式自动间歇举水工具。
综上所示，本发明结构简单、使用方便，无需人工控制开关井时间，不借助外力，仅依靠井筒自身能量，依靠工具内部独特构造运行，将气井积液自动举升出来。本发明不需井口安装控制阀门，节约成本，延长生产时间，达到气井高效生产的目的。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，包括内部为通孔的芯轴（2），安装在芯轴（2）两端的上接头（4）和下接头（7），贯穿在芯轴（2）、上接头（4）、下接头（7）内部的顶杆（3），且该顶杆（3）的一端延伸到上接头（4）外，另一端与设在下接头（7）内部的用于打开、关闭芯轴（2）内部通道的单向阀（8）连接，所述的单向阀（8）在下接头（7）中上下移动，所述的下接头（7）和上接头（4）上都开设有过流槽（17），下接头（7）的下端还连接有兜帽（10）；
所述的上接头（4）和下接头（7）之间的芯轴（2）的外表面还套设有卡瓦（1）。
2.根据权利要求1所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的单向阀（8）是由单向阀杆（801）和单向阀杆（801）一端的单向阀头（802）组成，所述的单向阀杆（801）上设有第一凹槽（18）和第二凹槽（19），且延伸到兜帽（10）中，所述的兜帽（10）上设有垂直兜帽（10）中心线的圆孔，该圆孔内设有弹簧一（9），弹簧一（9）的端部设有与第一凹槽（18）和第二凹槽（19）匹配的钢球（15）。
3.根据权利要求1所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的卡瓦（1）是2个，并排套设在芯轴（2）上，且卡瓦（1）之间通过卡箍（6）连接，所述的卡箍（6）通过十字槽沉头螺钉（14）连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的兜帽（10）下端固定有加重杆（11）。
5.根据权利要求4所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的加重杆（11）的下端一次固定有下压帽（12）、与下压帽（12）配合的堵塞（13）。
6.根据权利要求1或3所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的卡瓦（1）是通过弹簧二（5）与芯轴（2）连接的。
7.根据权利要求1或3所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的卡瓦（1）是由3个卡瓦片环绕而成的圆环状。
8.根据权利要求5所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的下压帽（12）和堵塞（13）通过内六角圆柱头螺钉（16）固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的上接头（4）的顶部设有打捞接头（20）。
10.根据权利要求1或9所述的一种井下游动式自动间歇举水工具，其特征在于，所述的上接头（4）上还设有扶正块。
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