CN105570119A - 排液柱塞及排液设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气田及煤层气开采领域，尤其涉及一种排液柱塞，包括连接管，所述连接管的外径圆柱面套装有滑动套密封组件，所述连接管的下端设有下接头，所述连接管与所述下接头之间安装有旁通阀。该排液柱塞提高了排液效果，缩短了关井时间，最大程度地提高产量，同时满足了低压低产的油气田开发与生产的排液需要。本发明还提供了一种排液设备。

Description

排液柱塞及排液设备

技术领域

本发明涉及油气田及煤层气开采领域，尤其涉及一种排液效果好的排液柱塞，本发明还涉及一种具有上述排液柱塞的排液设备。

背景技术

目前在低压低产地层出水的油气田开发中，当气产量较低或液体较多时，在井底形成一定高度的积液而停喷或停止生产，因此，在采油采气过程中，通过井底的排液柱塞隔离气体与积液，开井时利用井筒自身气体压缩储备能量或地层能量，推动排液柱塞及积液上行，将积液排出井筒，实现连续生产或排液。

前期排液柱塞在排出积液过程中，柱塞与管壁之间及柱塞内部缝隙较大，密封性能较差，从而降低排液效果，对于许多弱喷井或气液比较低的井，排液效果较差或不能排液。

因此，如何提高排液柱塞的密封性能、提高排液效果，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种排液柱塞，该排液柱塞具有较好的密封性能、可提高排液效果。本发明的第二个目的是提供一种具有上述排液柱塞的排液设备。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种排液柱塞，包括连接管，所述连接管的外径圆柱面套装有滑动套密封组件，所述连接管的下端设有下接头，所述连接管与所述下接头之间安装有旁通阀。

优选的，所述滑动套为由多瓣T形互扣组成的圆柱形套，所述多瓣T形的圆柱形套在外力作用下单瓣或多瓣径向产生定量位移。

优选的，所述滑动套密封组件包括分别数量不少于一个的固定套、内固定套、呈圆柱形的滑动套、密封套，所述滑动套的上下两端具有径向移动固定脚，所述径向移动固定脚通过固定套固定在所述内固定套上，所述滑动套与所述内固定套之间设置有密封套。

优选的，所述滑动套的内圆槽中有向内凸台，所述向内凸台将所述内圆槽分为长内圆槽和短内圆槽，所述长内圆槽内设有弹性的密封套，所述短内圆槽卡装在所述内固定套的外凸台上。

优选的，所述密封套的横截面为圆形或多棱形的弹性密封套。

优选的，所述连接管的下端面内侧设有密封倒角。

优选的，所述旁通阀包括旁通阀杆，所述旁通阀杆的上端为密封面，下端为导流锥体，该导流锥体穿于所述下接头轴向的通孔内，所述旁通阀杆的外圆柱面设有圆球定位槽及限位凸台，所述下接头的相应位置设有安装孔，所述安装孔内安装有圆球及弹性复位装置，所述圆球抵靠所述弹性复位装置；所述下接头的侧面设有旁通孔。

优选的，所述旁通阀杆上端的密封面为密封球面、平面或锥面。

优选的，所述弹性复位装置为弹簧，所述圆球为钢球。

优选的，所述下接头的下端设有导入角。

该排液柱塞的工作过程为：柱塞下落时连接管中间贯通孔即旁通孔打开，柱塞下行速度快，一定程度上减少关井时间，增加采油采气产量；柱塞下落碰撞井下节流器后，旁通阀关闭旁通孔；地面开井时，在地层能量的作用下，滑动套密封组件密封滑动套内部缝隙通道，承内压外移，推动滑动套紧贴油管壁，柱塞密封油管上行，推动柱塞及其上端积液上行，完成排液过程；柱塞到达井口，在安装有井口柱塞撞击杆作用下，打开旁通阀，旁通孔保持开启状态，柱塞快速下行。

排液柱塞上行时，在地层能量的作用下，柱塞与油管壁之间自行密封、柱塞内部机构自行密封，旁通孔关闭密封，提高了排液效果，缩短了关井时间，最大程度地提高产量，同时满足了低压低产的油气田开发与生产的排液需要。

为了实现上述第二个目的，本发明申请还提供了一种排液设备，包括井下节流器、井口柱塞撞击杆及上述的排液柱塞，由于上述的排液柱塞具有上述技术效果，包含有上述排液柱塞也应具有上述技术效果。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书示出了本发明的示例性、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1为本发明一种实施例提供的排液柱塞的结构示意图；

图2为井下节流器的结构示意图；

图3为井口柱塞撞击杆的结构示意图；

图4为柱塞撞击井下节流器关闭旁通孔的结构示意图；

图5位柱塞撞击井口柱塞撞击杆开启旁通孔的结构示意图；

其中，图1-图5中：

旁通阀杆1、定位钢球2、下接头3、下固定套4、下密封套5、下滑动套6、中固定套7、上滑动套8、上密封套9、内固定套10、上固定套11、连接管12、弹簧13、固定螺丝14、下卡瓦15、胶筒16、上卡瓦17、井下节流器主体18、节流器撞击头19、井口柱塞撞击杆20、井口柱塞撞击杆主体21。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或者相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或者说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或者好于其他实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

请参考图1，图1为本发明一种实施例提供的排液柱塞的结构示意图。

如图1所示，本发明提供的排液柱塞，包括连接管12，所述连接管12的外径圆柱面套装有滑动套密封组件，所述连接管12的下端设有下接头3，所述连接管12与所述下接头3之间安装有旁通阀。

连接管12与下接头3之间通过丝扣连接，固定螺丝14固定连接。

具体的方案中，所述滑动密封组件包括分别数量不少于一个的固定套、内固定套10、呈圆柱形的滑动套，所述滑动套的上下两端具有径向移动脚，所述径向移动脚通过固定套固定在所述内固定套10上，所述滑动套与所述内固定套10之间设置有密封套。

具体的方案中，所述滑动套密封组件包括上固定套11、中固定套7、下固定套4，内固定套10，下滑动套6，上滑动套8，下密封套5，上密封套9，所述下滑动套6、上滑动套8的上下两端具有径向移动固定脚，所述径向移动固定脚通过上固定套11、中固定套7、下固定套4固定在所述内固定套10上，所述下滑动套6、上滑动套8与所述内固定套10之间设置有密封套5、密封套9。

可以理解，本发明提供的排液柱塞，滑动套的数量不局限于2个，滑动套的数量可以为1个或多个，均应在本发明的保护范围内。

具体的方案中，所述滑动套的内圆槽中有内凸台，所述内凸台将所述内圆槽分为长内圆槽和短内圆槽，所述长内圆槽内设有弹性的密封套，所述短内圆槽卡装在所述内固定套10的外凸台上。

如图1所示，滑动套6的长内圆槽内设置有密封套5、滑动套8的长内圆槽内设置有密封套9。

优选的方案中，密封套的横截面可以为圆形或多棱形，以提高滑动套密封组件内部的密封效果。

优选的方案中，滑动套为由多瓣T形互扣组成的圆柱形套，具体的方案中，滑动套6和滑动套8可以均为由多瓣T形互扣组成的圆柱形套，滑动套6、滑动套8的T形瓣在外力作用下可以单瓣或多瓣径向产生定量位移。

优选的方案中，所述连接管12的下端面内侧设有密封倒角。

具体的方案中，所述旁通阀包括旁通阀杆1，所述旁通阀杆1的上端为密封面，下端为导流锥体，该导流锥体穿于所述下接头3轴向的通孔内，所述旁通阀杆1的圆柱面设有圆球定位槽及限位凸台，所述下接头3的相应位置设有安装孔，所述安装孔内安装有圆球及弹性复位装置，所述圆球的内侧抵靠所述弹性复位装置，所述下接头的侧面设有旁通孔。

优选的方案中，所述旁通阀杆1上端的密封面为密封球面。

具体的方案中，所述弹性复位装置为弹簧13，所述圆球为钢球2。

优选的方案中，所述下接头12的下端设有导入角。

如图4和图5所示，该排液柱塞的工作过程为：柱塞下落时连接管12中间贯通孔即旁通孔打开，柱塞下行速度快，一定程度上减少关井时间，增加采油采气产量；柱塞下落碰撞节流器撞击头19后，旁通阀杆1上移关闭旁通孔；地面开井时，在地层能量的作用下，下密封套5、上密封套9密封下滑动套6、上滑动套8内通道，承内压外移，推动下滑动套6、上滑动套8、紧贴油管壁，柱塞密封油管上行，推动柱塞及其上端积液上行，完成排液过程；柱塞到达井口，在安装有井口柱塞撞击杆20作用下，推动旁通阀杆1，打开旁通阀，钢球2锁定旁通阀杆1，旁通孔保持开启状态，柱塞快速下行。

排液柱塞上行时，在地层能量的作用下，柱塞与油管壁之间自行密封、柱塞内部机构自行密封，旁通孔关闭密封，提高了排液效果，缩短了关井时间，最大程度地提高产量，同时满足了低压低产的油气田开发与生产的排液需要。

本发明还提供了一种排液设备，该排液设备包括井下节流器、井口柱塞撞击杆及上述的排液柱塞。

其中，如图2所示，一种井下节流器包括节流器主体18、下卡瓦15、胶筒16、上卡瓦17、节流器撞击头19等。

如图3所示，一种井口柱塞撞击杆包括井口柱塞撞击杆20、井口柱塞撞击杆主体21。

需要说明的是，以上实施例仅仅提供了一种具体的井下节流器和井口柱塞撞击杆，二者的具体结构与本发明的创新点无关，本领域技术人员采用任何一种井下节流器、井口柱塞撞击杆均可实现本发明目的。由于上述的排液柱塞具有上述技术效果，包含有上述排液柱塞也应具有上述技术效果，在此不再进行详细介绍。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排液柱塞，包括连接管，其特征在于，所述连接管的外径圆柱面套装有滑动套密封组件，所述连接管的下端设有下接头，所述连接管与所述下接头之间安装有旁通阀。

2.根据权利要求1所述的排液柱塞，其特征在于，所述滑动套为由多瓣T形互扣组成的圆柱形套，所述多瓣T形的圆柱形套在外力作用下单瓣或多瓣径向产生定量位移。

3.根据权利要求1所述的排液柱塞，其特征在于，所述滑动套密封组件包括分别数量不少于一个的固定套、内固定套、呈圆柱形的滑动套、密封套，所述滑动套的上下两端具有径向移动固定脚，所述径向移动固定脚通过固定套固定在所述内固定套上，所述滑动套与所述内固定套之间设置有密封套。

4.根据权利要求1-3任一项所述的排液柱塞，其特征在于，所述滑动套的内圆槽中有向内凸台，所述向内凸台将所述内圆槽分为长内圆槽和短内圆槽，所述长内圆槽内设有弹性的密封套，所述短内圆槽卡装在所述内固定套的外凸台上。

5.根据权利要求4所述的排液柱塞，其特征在于，所述密封套为横截面为圆形或多棱形的弹性密封套。

6.根据权利要求1所述的排液柱塞，其特征在于，所述连接管的下端面内侧设有密封倒角。

7.根据权利要求1所述的排液柱塞，其特征在于，所述旁通阀包括旁通阀杆，所述旁通阀杆的上端为密封面，下端为导流锥体，该导流锥体穿于所述下接头轴向的通孔内，所述旁通阀杆的外圆柱面设有圆球定位槽及限位凸台，所述下接头的相应位置设有安装孔，所述安装孔内安装有圆球及弹性复位装置，所述圆球抵靠所述弹性复位装置；所述下接头的侧面设有旁通孔。

8.根据权利要求7所述的排液柱塞，其特征在于，所述旁通阀杆上端的密封面为密封球面、平面或锥面。

9.根据权利要求7所述的排液柱塞，其特征在于，所述弹性复位装置为弹簧，所述圆球为钢球。

10.一种排液设备，其特征在于包括井下节流器、井口柱塞撞击杆及权利要求1-9任一项所述的排液柱塞。