CN107313750A - 一种柱塞气举排液装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞气举排液装置，包括地面设备和井下工具串，井下工具串包括油管、中间球座、喇叭口、柱塞，在油管中部设置有弹性滑套，弹性滑套包含本体、上接头和下接头，本体的内腔设有滑套，本体的侧壁设有气孔，滑套被上接头和下接头限制并在本体内上下移动，使气孔重复开关，滑套内壁安装受到横向挤压后直径发生变化的弧形弹性拨片，弧形顶部设置有耐磨凸起；柱塞是圆柱状，沿着轴向围绕柱塞侧壁圆周表面设置多个相互平行的凹槽，凹槽在弹性拨片的弹力作用下和耐磨凸起发生咬合或分离，带动滑套向上下运动。使用时利用油管内的柱塞，在井内气体的推动下，把井底的水，举升到地面。结构简单，操作方便，成本低廉，是一种排采作业的新装置。

Description

一种柱塞气举排液装置

技术领域

本发明涉及一种油气田开发应用的装置，尤其是一种柱塞气举排液装置，利用油管内的柱塞，在井内气体的推动下，把井底的水举升到地面。

背景技术

目前油气井的举升工艺包括有杆抽油泵、电泵、螺杆泵、水力泵、气举、泡沫排液、抽汲等方式，对于高含水气井，多数使用泡沫排液，但是当地层含水高时效果不理想，使用气举排液费用高，且对地层产生回压高，排液效果不理想，使用其他泵需要压井起出油管，存在作业周期长，对地层有污染的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种柱塞气举排液装置，解决气举排液无法下入有杆泵、电泵等方式的排液问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种柱塞气举排液装置，包括地面设备和井下工具串，井下工具串包括设置在套管中的油管，连接在油管上的中间球座和喇叭口，以及沿着油管内壁上下移动的柱塞，在油管中部设置有弹性滑套，弹性滑套位于中间球座上方并具有一定的距离；弹性滑套包含采用通孔设计的本体，位于本体两端的上接头和下接头，上、下接头的内径小于本体的内径，上接头和下接头分别通过螺口连接到油管上，本体的内腔设有滑套，本体的侧壁设有气孔，气孔能被滑套密闭，滑套的外径略小于本体的内径但是大于上、下接头的内径，被上接头和下接头限制并在本体内上下移动，使气孔重复开关，连通或者隔离油管壁内外空间，滑套内壁安装受到横向挤压后直径发生变化的弧形弹性拨片，弧形顶部设置有耐磨凸起，耐磨凸起呈圆弧形；在油管内部上下自由移动的柱塞是圆柱状，沿着轴向围绕柱塞侧壁圆周表面设置多个相互平行的凹槽，凹槽在弹性拨片的弹力作用下和耐磨凸起发生咬合或分离，当柱塞从上向下移动穿过弹性滑套时，凹槽咬合耐磨凸起，带动滑套向下运动，气孔关闭，使油管和套管不连通；柱塞从下向上移动穿过弹性滑套时，凹槽咬合耐磨凸起，带动滑套向上运动，气孔打开，使油管油管和套管环空连通。

井下工具串通过油管悬挂器固定在套管顶部的采气树大四通内并密封；地面设备包括采气树小四通，小四通一侧与出口管线连接，上部与捕捉器和柱塞缓冲室连接，出口管线上安装有油管压力表和油管阀门，在油套环形空间的出口有套管进出口管线，套管上压力表和套管阀门。

井内的多段的油管规格相同，中间球座的内径小于柱塞的外径，中间球座到地面设备柱塞缓冲室之间的其他工具和油管的内径略大于柱塞的外径，柱塞能在中间球座和柱塞缓冲室之间上下自由移动。

所述弹性滑套位于套管内液面的上部，到液面距离在100-300m之间，喇叭口位于套管内液面的下部，到液面距离在200-300m之间。

本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，成本低廉，是一种排采作业的新装置。

附图说明

图1是本发明柱塞气举排液装置的结构示意图。

图2是本发明的弹性滑套的结构示意图。

图3是本发明的柱塞的结构示意图。

图4是本发明的柱塞从井口下落示意图。

图5是本发明的关井恢复示意图。

图6是本发明的开井柱塞上行穿过弹性滑套示意图。

图中：7柱塞，9弹性滑套，10中间球座，11气层，12套管内液面，13油管内液面，14缓冲器，15套管进出口管线，17套管压力表，18出口管线，19油管闸门，20油管压力表，22油管，23套管，24喇叭口，26套管闸门，27油管挂，28采气树大四通，29采气树小四通。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施方案表述的范围。本发明的地面设备与现有技术是相同的，可以参考现有技术，所以不再叙述，本发明与现有技术的不同点是井下工具串结构不同，下面进行详细的说明：

如图1-3所示，本发明的柱塞气举排液装置，包括地面设备和井下工具串，井下工具串包括设置在套管23中的油管22，连接在油管22上的中间球座10和喇叭口24，以及沿着油管22内壁上下移动的柱塞7，在油管22中部设置有弹性滑套9，弹性滑套9位于中间球座10上方并具有一定的距离；弹性滑套9包含采用通孔设计的本体2，位于本体2两端的上接头1和下接头1-1，上、下接头的内径小于本体2的内径，上接头1和下接头1-1分别通过螺口连接到油管22上，本体2的内腔设有滑套3，本体2的侧壁设有气孔5，气孔5能被滑套3密闭，滑套3的外径略小于本体2的内径但是大于上、下接头的内径，被上接头1和下接头1-1限制并在本体2内上下移动，使气孔5重复开关，连通或者隔离油管壁内外空间，滑套3内壁安装受到横向挤压后直径发生变化的弧形弹性拨片4，弧形顶部设置有耐磨凸起6，耐磨凸起6呈圆弧形；在油管22内部上下自由移动的柱塞7是圆柱状，沿着轴向围绕柱塞侧壁圆周表面设置多个相互平行的凹槽8，凹槽8在弹性拨片4的弹力作用下和耐磨凸起6发生咬合或分离，当柱塞7从上向下移动穿过弹性滑套9时，凹槽8咬合耐磨凸起6，带动滑套3向下运动，气孔5关闭，使油管22和套管23不连通；柱塞7从下向上移动穿过弹性滑套9时，凹槽8咬合耐磨凸起6，带动滑套3向上运动，气孔5打开，使油管油管22和套管23环空连通。

井下工具串通过油管悬挂器27固定在套管23顶部的采气树大四通28内并密封；地面设备包括采气树小四通29，小四通一侧与出口管线18连接，上部与捕捉器25和柱塞缓冲室14连接，出口管线上安装有油管压力表20和油管阀门19，在油套环形空间的出口有套管进出口管线15，套管上压力表17和套管阀门26。

井内的多段的油管22规格相同，中间球座10的内径小于柱塞7的外径，中间球座10到地面设备柱塞缓冲室14之间的其他工具和油管22的内径略大于柱塞7的外径，柱塞7能在中间球座10和柱塞缓冲室之间上下自由移动。

所述弹性滑套9位于套管内液面12的上部，到液面距离在100-300m之间，喇叭口24位于套管内液面12的下部，到液面距离在200-300m之间。

柱塞气举排液装置按照如下方式连接和使用：

步骤1，如图1所示，设备安装；首先，用清水或者压井液灌满井筒以平衡地层压力，保持液面在井口；

其次，将喇叭口24、中间球座10、弹性滑套9等井下工具，依次通过油管22连接，中间球座10和弹性滑套9之间的优选距离在300-600米之间，按照顺序连接好井下工具串，根据地层预测压力和液面深度，计算工具串中弹性滑套9的预设深度，并下入井内，下入时，确认弹性滑套处于关闭位置(确保油管和油套环空不连通)。

然后，安装采气树并紧固螺丝，在井口采气树小四通上一侧安装油管压力表20、闸门19和出口管线18，出口管线18与采气流程或者井场的放喷流程连接，采气树小四通29的顶部安装捕捉器25、柱塞缓冲器14(柱塞7此时位于柱塞缓冲器14内)，采气树大四通28一侧安装套管压力表17。

步骤2，气举诱喷；利用常规的气举排液工艺，把氮气或者天然气从套管和油管的环形空间注入，把井内的水排出到地面，并放空井口压力，之后关闭油管阀门19和套管阀门26。

步骤3，启动装置；在地面操作捕捉器25，释放柱塞7，柱塞缓冲器14内的柱塞7在重力作用下沿着油管22向下运动，当柱塞7经过弹性滑套9时，凹槽8咬合弹性拨片4顶部的耐磨凸起6，在惯性作用下，带动滑套3向下移动关闭气孔5，弹性滑套9隔离油管22和套管23，滑套3到达下接头1-1时，停止移动，耐磨凸起6从凹槽8中跳出，柱塞7离开弹性滑套9，继续下落到中间球座上。如图4所示。

步骤4，恢复井筒压力；关闭油管阀门19后，地层的水和天然气，在地层压力驱动下进入井筒，井内压力逐步恢复，地层水逐渐淹没柱塞7和弹性滑套9。如图5所示。

步骤5，柱塞排水；待井内压力达到地面控制设置值时，打开地面控制阀，油管内的压力迅速降低，在柱塞面上形成压差，利用油管和套管之间形成的压差，将液体和柱塞向上举升。当柱塞7进入弹性滑套9时，凹槽8咬合弹性拨片4顶部的耐磨凸起6，在惯性作用下，带动滑套3向上移动打开气孔5，弹性滑套9连通油管22和套管23，套管内的气进入油管，增加了柱塞底部的压力，柱塞及其上的液体加速上升并到达地面，滑套3到达上接头1时，停止移动，耐磨凸起6从凹槽8中跳出，柱塞7离开弹性滑套9和上部的水柱一起，在气体推动作用下，继续向井口移动，如图6所示。同时柱塞7下部的水落到井底，柱塞7到达地面后，在惯性作用下冲进柱塞缓冲器14并停留在其中。

待观察到地面不出水后，关闭油管阀门19，重复步骤3到5，如此通过反复开关油管阀门19，让柱塞7在装置内不断上下移动来实现气井排液。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种柱塞气举排液装置，包括地面设备和井下工具串，井下工具串包括设置在套管(23)中的油管(22)，连接在油管(22)上的中间球座(10)和喇叭口(24)，以及沿着油管(22)内壁上下移动的柱塞(7)，其特征在于，在油管(22)中部设置有弹性滑套(9)，弹性滑套(9)位于中间球座(10)上方并具有一定的距离；弹性滑套(9)包含采用通孔设计的本体(2)，位于本体(2)两端的上接头(1)和下接头(1-1)，上、下接头的内径小于本体(2)的内径，上接头(1)和下接头(1-1)分别通过螺口连接到油管(22)上，本体(2)的内腔设有滑套(3)，本体(2)的侧壁设有气孔(5)，气孔(5)能被滑套(3)密闭，滑套(3)的外径略小于本体(2)的内径但是大于上、下接头的内径，被上接头(1)和下接头(1-1)限制并在本体(2)内上下移动，使气孔(5)重复开关，连通或者隔离油管壁内外空间，滑套(3)内壁安装受到横向挤压后直径发生变化的弧形弹性拨片(4)，弧形顶部设置有耐磨凸起(6)，耐磨凸起(6)呈圆弧形；在油管(22)内部上下自由移动的柱塞(7)是圆柱状，沿着轴向围绕柱塞侧壁圆周表面设置多个相互平行的凹槽(8)，凹槽(8)在弹性拨片(4)的弹力作用下和耐磨凸起(6)发生咬合或分离，当柱塞(7)从上向下移动穿过弹性滑套(9)时，凹槽(8)咬合耐磨凸起(6)，带动滑套(3)向下运动，气孔(5)关闭，使油管(22)和套管(23)不连通；柱塞(7)从下向上移动穿过弹性滑套(9)时，凹槽(8)咬合耐磨凸起(6)，带动滑套(3)向上运动，气孔(5)打开，使油管油管(22)和套管(23)环空连通。

2.根据权利要求1所述柱塞气举排液装置，其特征在于，井下工具串通过油管悬挂器(27)固定在套管(23)顶部的采气树大四通(28)内并密封；地面设备包括采气树小四通(29)，小四通一侧与出口管线(18)连接，上部与捕捉器(25)和柱塞缓冲室(14)连接，出口管线上安装有油管压力表(20)和油管阀门(19)，在油套环形空间的出口有套管进出口管线(15)，套管上压力表(17)和套管阀门(26)。

3.根据权利要求2所述柱塞气举排液装置，其特征在于，井内的多段的油管(22)规格相同，中间球座(10)的内径小于柱塞(7)的外径，中间球座(10)到地面设备柱塞缓冲室(14)之间的其他工具和油管(22)的内径略大于柱塞(7)的外径，柱塞(7)能在中间球座(10)和柱塞缓冲室之间上下自由移动。

4.根据权利要求1所述的柱塞气举排液装置，其特征在于，所述弹性滑套(9)位于套管内液面(12)的上部，到液面距离在100-300m之间，喇叭口(24)位于套管内液面(12)的下部，到液面距离在200-300m之间。