CN104514522A - 低压气井涡流柱塞排水采气装置 - Google Patents

低压气井涡流柱塞排水采气装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压气井涡流柱塞排水采气装置，是为在气井能量不变的情况下将气井积液有效地排出井筒而设计的。本装置由第一、二涡流井下坐落装置和第一、二柱塞组成，第一涡流井下坐落装置用于加速气井底部气流流速并缓冲第一柱塞的下落冲力，第二涡流井下坐落装置用于加速气井中部气流流速并缓冲第二柱塞的下落冲力及承接第二柱塞。本装置在开井时，由第一涡流井下坐落装置加速的气井底部气流能推动第一柱塞及其上方积液升至第二涡流井下坐落装置及第二柱塞之上，且第二涡流井下坐落装置“接力”性地对速度损失的气流再次加速，推动第二柱塞及被第一柱塞举升上来的液体顺利到达井口，实现在气井能量不变的情况下安全有效的井液举升。

Description

低压气井涡流柱塞排水采气装置
技术领域
本发明涉及一种低压气井涡流柱塞排水采气装置，属于油气田排水采气技术领域。
背景技术
目前，柱塞气举是国内外气田行之有效且经济适用的排水采气方法，其以柱塞作为气液间的机械界面，利用气井自身能量推动柱塞在油管内周期性举液，能有效地阻止气体上窜和液体回落，减少液体“滑脱”效应，增加间歇气举效率。
随着苏里格气田的不断开发，部分气井已进入低压、低产的中后期阶段，自身能量已不足以推动柱塞及其上方积液至井口，严重影响举升效率。
涡流效应可将气井中紊乱的多相流转变为一种有序的涡流，使气体在油管中心附近以连续气柱的形式向上运动，这种运动形式能使气体向上运动的压力损失减小，增加气体流速。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压气井涡流柱塞排水采气装置，以在气井能量不变的情况下将气井积液有效地排出井筒。
本发明的具体技术内容如下：
本装置由第一涡流井下坐落装置、第二涡流井下坐落装置、第一柱塞和第二柱塞组成，第一柱塞设在第一涡流井下坐落装置与第二涡流井下坐落装置之间，第二柱塞设在第二涡流井下坐落装置上方。
本装置在开井时，由第一涡流井下坐落装置加速的气井底部气流能推动第一柱塞及其上方积液升至第二涡流井下坐落装置及第二柱塞之上，且第二涡流井下坐落装置“接力”性地对速度损失的气流再次加速，推动第二柱塞及被第一柱塞举升上来的液体顺利到达井口，实现在气井能量不变的情况下安全有效的井液举升。
附图说明
图1为第一涡流井下坐落装置结构示意图。
图2为第一涡流井下坐落装置坐落器卡定后结构示意图。
图3为第二涡流井下坐落装置结构示意图。
图4为第二涡流井下坐落装置坐落器卡定后结构示意图。
图5为第一柱塞结构示意图。
图6为第二柱塞结构示意图。
图7为第二柱塞与第二涡流井下坐落装置脱开后的第二涡流井下坐落装置结构示意图。
图8为低压气井涡流柱塞排水采气装置工作示意图。
具体实施方式
实施例：
参照图1至8对本发明的实施例进一步说明：
本装置由第一涡流井下坐落装置A、第二涡流井下坐落装置B、第一柱塞C和第二柱塞D组成，第一柱塞C设在第一涡流井下坐落装置A与第二涡流井下坐落装置B之间，第二柱塞D设在第二涡流井下坐落装置B上方。
第一涡流井下坐落装置A：第一涡流体1中部台阶下方外壁套装第一缓冲弹簧2并穿在第一连接筒3内，第一连接筒3下部缩径段外壁螺纹连接第一坐落头4，第一坐落头4外壁套装第一坐落器5，第一坐落器5内壁设有台阶，底端设有第一卡簧6。
第二涡流井下坐落装置B：第二涡流体10顶端为卡爪球7，中部台阶下方外壁套装第二上缓冲弹簧11并穿在第二上连接筒12内，第二上连接筒12下部缩径段外壁螺纹连接第二坐落头13，第二坐落头13外壁套装连接器14和第二坐落器15，第二坐落器15内壁设有台阶，底端设有第二卡簧16。连接器14底部外螺纹连接第二下连接筒17，第二下连接筒17内穿有由自身台阶限位卡定的下缓冲杆19，下缓冲杆19外壁套装第二下缓冲弹簧18。中心杆9贯穿第二涡流井下坐落装置B，顶端螺纹连接移动球8，底端由自身台阶限位卡定。
第一柱塞C和第二柱塞D均为设有环台的圆柱，第二柱塞D底端设有卡爪。
第一涡流井下坐落装置A用于加速气井底部气流流速并缓冲第一柱塞C的下落冲力，第二涡流井下坐落装置B用于加速气井中部气流流速并缓冲第二柱塞D的下落冲力及承接第二柱塞D。第一柱塞C用于举升气井底部积液，第二柱塞D用于举升被第一柱塞C举升上来的液体。
本装置的操作过程如下：
以一口气井的低压气井涡流柱塞排水采气装置的投放和生产为例；
(1)投放第一涡流井下坐落装置A:
施工前，为保证顺利通过油管，用第一卡簧6将第一坐落器5底端收缩锁定（小于油管内径）。将第一涡流体1的连接头连接专用投放工具，通过试井钢丝匀速缓慢下放至井筒内设计位置。上提试井钢丝，当第一卡簧6接触到油管接箍时弹开，解除锁定，此时，第一坐落器5与油管壁完全接触。继续上提试井钢丝，当第一坐落器5顶面接触到油管接箍时，若试井钢丝张力明显上升，说明第一坐落器5卡定。下击专用投放工具，推动第一坐落头4相对第一坐落器5下移，使第一坐落器5内台阶卡定于第一坐落头4上方，完全撑开第一坐落器5，将第一涡流井下坐落装置A成功座落在井筒中。同时，专用投放工具销钉被剪断，工具串脱离第一涡流体1连接头被起出。
(2)投放第一柱塞C；
第一柱塞C由井口直接开井投放。
(3)投放第二涡流井下坐落装置B及第二柱塞D；
施工前，将第二涡流井下坐落装置B的卡爪球7置于第二柱塞D的卡爪内，移动球8置于卡爪球7腔内，以保证第二涡流井下坐落装置B及第二柱塞D不脱开。为确保顺利通过油管，用第二卡簧16将第二坐落器15底端收缩锁定（小于油管内径）。将第二涡流体10的连接头连接专用投放工具，通过试井钢丝匀速缓慢下放至井筒内压力损失较大部位的设计位置。上提试井钢丝，当第二卡簧16接触到油管接箍时弹开，解除锁定，此时，第二坐落器15与油管壁完全接触。继续上提试井钢丝，当第二坐落器15顶面接触到油管接箍时，若试井钢丝张力明显上升，说明第二坐落器15卡定。下击专用投放工具，推动第二坐落头13相对第二坐落器15下移，使第二坐落器15内台阶卡定于第二坐落头13上方，完全撑开第二坐落器15，将第二涡流井下坐落装置B及第二柱塞D成功座落在井筒中。同时，专用投放工具销钉被剪断，工具串脱离第二涡流体10连接头被起出。
(4)开井生产;
开井时，在第一涡流井下坐落装置A的第一涡流体1的作用下，被加速的气井底部气流通过第一柱塞C推动其上方积液至第二涡流井下坐落装置B及第二柱塞D之上。在第一柱塞C撞击的作用下，下缓冲杆19撞击中心杆9，推动移动球8伸出卡爪球7内腔，使卡爪球7外径小于第二柱塞D卡爪内径，解除卡爪球7对第二柱塞D卡爪的支撑。在第二涡流体10的作用下，速度损失的气流再次被加速，推动第二柱塞D及被第一柱塞C举升上来的液体顺利到达井口。
(5)关井;
关闭井口采气树E阀门，使井筒内气流处于相对静止状态，第一柱塞C、第二柱塞D均依靠重力下落，第一柱塞C落至第一涡流井下坐落装置A上。在第二柱塞D落至第二涡流井下坐落装置B上时，卡爪球7及移动球8伸入第二柱塞D卡爪内，移动球8在第二柱塞D的作用下进入卡爪球7内腔，撑开卡爪球7，完成第二涡流井下坐落装置B与第二柱塞D的连接，开始下一个周期循环。

Claims (2)

1.一种低压气井涡流柱塞排水采气装置，其特征在于：
本装置由第一涡流井下坐落装置(A)、第二涡流井下坐落装置(B)、第一柱塞(C)和第二柱塞(D)组成，第一柱塞(C)设在第一涡流井下坐落装置(A)与第二涡流井下坐落装置(B)之间，第二柱塞(D)设在第二涡流井下坐落装置(B)上方。
2.根据权利要求1所述的低压气井涡流柱塞排水采气装置，其特征在于：
第一涡流井下坐落装置(A)：第一涡流体(1)中部台阶下方外壁套装第一缓冲弹簧(2)并穿在筒状的第一连接筒(3)内，第一连接筒(3)下部缩径段外壁螺纹连接第一坐落头(4)，第一坐落头(4)外壁套装第一坐落器(5)，第一坐落器(5)内壁设有台阶，底端设有第一卡簧6；
第二涡流井下坐落装置(B)：第二涡流体(10)顶端为卡爪球(7)，中部台阶下方外壁套装第二上缓冲弹簧(11)并穿在筒状的第二上连接筒(12)内，第二上连接筒(12)下部缩径段外壁螺纹连接第二坐落头(13)，第二坐落头(13)外壁套装连接器(14)和第二坐落器(15)，第二坐落器(15)内壁设有台阶，底端设有第二卡簧(16)；连接器(14)底部外螺纹连接第二下连接筒(17)，第二下连接筒(17)内穿有由自身台阶限位卡定的下缓冲杆(19)，下缓冲杆(19)外壁套装第二下缓冲弹簧(18)；中心杆(9)贯穿第二涡流井下坐落装置(B)，顶端螺纹连接移动球(8)，底端由自身台阶限位卡定；
第一柱塞(C)和第二柱塞(D)均为设有环台的圆柱，第二柱塞(D)底端设有卡爪。
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