CN104790917A - 智能柱塞式排水采气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能柱塞式排水采气装置，包括管体，管体内设有：控制装置，从上到下包括依次电气连接的压力传感器、控制电路板和电池组，压力传感器设置在压力导入口的内壁下方；阀门装置，从上到下包括设有电机开关滑块的螺杆电机、上部设有开关密封接口的开关密封组件，密封组件内设有贯穿其上下的气液通道，第一气液口设置在开关密封接口和螺杆电机之间，第二气液口设置在管体的下部；橡胶密封套，设于第一气液口的下方，套装在管体的外侧面上。本发明自动化程度高，能随时监测工作状态，使排水量根据井底自身压力可调节，不需要改动井身结构和设备，适用井况广，能够灵活适应气井的变化。

Description

智能柱塞式排水采气装置
技术领域
本发明涉及气井的排水采气装置，具体涉及智能柱塞式排水采气装置。
背景技术
气井井底积液问题是天然气开采中常见的问题,尤其是在气井生产的中后期，积液问题尤为突出，这就需要采取措施排出井底积液，保证正常采气工作的进行。柱塞气举排水采气工艺是机械方法的一种，柱塞气举是间歇气举的一种特殊形式,举升气体与采出液体之间形成一个固体界面，依靠气井自身能量推动油管内的柱塞举水。由于柱塞的存在，能够有效地防止气体上窜和液体回落，从而减少了滑脱损失、提高了举升效率。柱塞气举的能量主要来源于储存在套管的高压气体,当开井生产时,套管中的气体向油管膨胀，到达柱塞下面并推动柱塞和液体段塞向上运动，随着气体的逐渐增多，就会推动柱塞及液体到达井口,达到排出井底积液的目的。
传统的柱塞式排水采气以纯机械结构组成，在井筒内设有撞针来控制其上下行程，但无法监测和控制其工作状态，所以导致其排水采气效果无法监测。
因此现有的柱塞式排水采气自动化程度低和无法监测工作状态的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的柱塞式排水采气自动化程度低和无法监测工作状态的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种智能柱塞式排水采气装置，包括管体，所述管体的管体上设有第一气液口和第二气液口，所述管体内设有：
控制装置，从上到下包括依次电气连接的压力传感器、控制电路板和电池组，所述压力传感器设置在所述管体的上部，所述管体上设有压力导入口，所述压力传感器设置在所述压力导入口的内壁下方；
阀门装置，从上到下包括设有电机开关滑块的螺杆电机、上部设有开关密封接口的开关密封组件，所述螺杆电机与所述电池组的底面贴合，电机开关滑块与所述开关密封接口的内壁形状契合，所述密封组件内设有贯穿其上下的气液通道，所述第一气液口设置在所述开关密封接口和所述螺杆电机之间，所述第二气液口设置在所述管体的下部；
橡胶密封套，设于所述第一气液口的下方，套装在所述管体的外侧面。。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述控制电路板固定在电路板支架上，所述电路板支架固定在所述管体内。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述管体自上而下分为三段，分别为控制壳体、开关壳体和连接头。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述控制壳体和所述连接头分别套装在所述开关壳体的两端内壁上，并用O型圈密封。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述第二气液口设置在所述连接头的侧壁上。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述电机开关滑块固定在一螺旋轴的光杆部的一端，所述螺旋轴的螺杆部可在所述螺杆电机内螺旋转动，所述电机开关滑块为一柱体凸台，且其中心截面呈梯形。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述螺杆电机上设有密封挡片，所述螺旋轴的光杆部穿过所述密封挡片的中心。
在上述智能柱塞式排水采气装置中，所述开关密封接口的内壁上设有密封件。
本发明带有压力检测装置和阀门控制装置，根据压力传感器测得的液柱压力可以使阀门控制装置分离或闭合，将本发明放入存在积液的气井中会下沉，当本发明上方液柱的压力增大到预定值后，控制电路板发出控制信号使阀门闭合，因管体外套有橡胶密封套，阀门闭合后本发明将上下方的气液分隔开来，而后处于下方的气体逐渐增多，推动本发明在气井套管内上移，最后就能将上方的液体排出井外，此时液柱压力变小控制电路板发出控制信号后使阀门分离，下方的气体穿过阀门进入上方被采集起来，本发明则再次下沉并重复上述过程，自动化程度高，能随时监测工作状态，而且使排水量根据井底自身的压力可调节，简化了排水工艺，不需要改动井身结构和设备，适用井况广，能够灵活适应气井的变化。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明的外部结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种智能柱塞式排水采气装置，结构紧凑，自动化程度高。下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种智能柱塞式排水采气装置,使用时安置于气井中的油管中，包括管体，管体由控制壳体5、开关壳体12和连接头14组成，控制壳体5和连接头14分别套装在开关壳体12的两端内壁上，并用若干个O型圈6加强密封效果。管体内设有控制装置和阀门装置，控制装置主要安装在控制壳体5内，阀门装置主要在安装在开关壳体12内。控制装置根据测得的装置上方液柱的压力控制阀门装置的开关或闭合，来控制本发明上下方相通或相隔。
控制装置从上到下包括依次电气连接的压力传感器2、控制电路板4和电池组7，压力传感器2设置在控制壳体5的上部，控制壳体5上设有压力导入口15，压力传感器2设置在压力导入口15的内壁下方，压力传感器2的上方还设有筛网1，以防外界杂物进入管体内部损坏压力传感器2。控制电路板4固定在电路板支架3上，电路板支架3与控制壳体5的内壁固定连接，控制电路板4根据压力传感器2测得的数据控制阀门装置的开启或闭合。压力传感器2的使用不仅使本发明在井筒内行程可控，还可以连续测得井下生产压力的变化，为生产管理提供参考资料，增加了实用价值。
阀门装置从上到下包括设有电机开关滑块10的螺杆电机8、上部设有开关密封接口11的开关密封组件。螺杆电机8与控制装置的电池组7的底面贴合。电机开关滑块10与开关密封接口11的内壁形状契合，开关密封组件用来保证电机开关滑块9和开关密封接口11的密闭性，提高装置的工作精度和效率。密封组件内设有贯穿其上下的气液通道，第一气液口16设置在开关密封接口11和螺杆电机8之间，第二气液口17设置在连接头14的侧壁上。气液可以通过气液通道在第一气液口16和第二气液口17流动。电机开关滑块10固定在一螺旋轴的光杆部的一端，螺旋轴的螺杆部可在螺杆电机8内螺旋转动，电机开关滑块10为一柱体凸台，且其中心截面呈梯形。螺杆电机8上设有密封挡片9，螺旋轴的光杆部穿过密封挡片9的中心，因为螺杆电机8与第一气液口16间距较小，密封挡片9起到密封保护作用，防止附近流动的液体进入电机内部，延长本发明的使用寿命。
橡胶密封套13设于第一气液口16的下方，套装在开关壳体12的外侧面上。橡胶密封套13将气井阻隔成上下两部分，使气井中的气液只能通过阀门装置内的气液通道进行上下流动，可以防止天然气串流损失能量，还可以防止需要排出的液体回流而降低工作效率。
当电机开关滑块10与开关密封接口11契合后，气液通道被隔断，本装置的上方和下方的气液被阻隔成两部分；当电机开关滑块10与开关密封接口11分离后，气液通道畅通，本装置的上方和下方的气液可上下流动。
本发明带有压力检测装置和阀门控制装置，根据压力传感器测得的液柱压力可以使阀门控制装置分离或闭合，将本发明放入存在积液的气井中会下沉，当本发明上方液柱的压力增大到预定值后，控制电路板发出控制信号使阀门闭合，因管体外套有橡胶密封套，阀门闭合后本发明将上下方的气液分隔开来，而后处于下方的气体逐渐增多，推动本发明在气井套管内上移，最后就能将上方的液体排出井外，此时液柱压力变小控制电路板发出控制信号后使阀门分离，下方的气体穿过阀门进入上方被采集起来，本发明则再次下沉并重复上述过程，自动化程度高，能随时监测工作状态，而且使排水量根据井底自身的压力可调节，简化了排水工艺，不需要改动井身结构和设备，适用井况广，能够灵活适应气井的变化。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.智能柱塞式排水采气装置，包括管体，所述管体上设有第一气液口和第二气液口，其特征在于，所述管体内设有：
控制装置，从上到下包括依次电气连接的压力传感器、控制电路板和电池组，所述压力传感器设置在所述管体的上部，所述管体上设有压力导入口，所述压力传感器设置在所述压力导入口的内壁下方；
阀门装置，从上到下包括设有电机开关滑块的螺杆电机、上部设有开关密封接口的开关密封组件，所述螺杆电机与所述电池组的底面贴合，电机开关滑块与所述开关密封接口的内壁形状契合，所述密封组件内设有贯穿其上下的气液通道，所述第一气液口设置在所述开关密封接口和所述螺杆电机之间，所述第二气液口设置在所述管体的下部；
橡胶密封套，设于所述第一气液口的下方，套装在所述管体的外侧面。
2.如权利要求1所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述控制电路板固定在电路板支架上，所述电路板支架固定在所述管体内。
3.如权利要求1所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述管体自上而下分为三段，分别为控制壳体、开关壳体和连接头。
4.如权利要求3所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述控制壳体和所述连接头分别套装在所述开关壳体的两端内壁上，并用O型圈密封。
5.如权利要求3所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述第二气液口设置在所述连接头的侧壁上。
6.如权利要求1所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述电机开关滑块固定在一螺旋轴的光杆部的一端，所述螺旋轴的螺杆部可在所述螺杆电机内螺旋转动，所述电机开关滑块为一柱体凸台，且其中心截面呈梯形。
7.如权利要求6所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述螺杆电机上设有密封挡片，所述螺旋轴的光杆部穿过所述密封挡片的中心。
8.如权利要求1所述的智能柱塞式排水采气装置，其特征在于，所述开关密封接口的内壁上设有密封件。
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