CN109653712A - 一种大斜度井及水平井柱塞气举系统 - Google Patents

一种大斜度井及水平井柱塞气举系统 Download PDF

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胡梦琪
李苗
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    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明是一种用于大斜度及水平井柱塞气举的专用系统，由带柱塞缓冲功能的油管鞋和加长可弯曲柱塞组成；其中带柱塞缓冲功能的油管鞋包括：管鞋本体和减震弹簧，管鞋本体的上方通过内螺纹与油管连接，管鞋本体的内壁与油管的下端面形成上台阶面，管鞋本体的下部设有下台阶面，上台阶面与下台阶面之间夹持减震弹簧；加长可弯曲柱塞包括：打捞头、两个紊流密封柱塞、弹簧和毛刷，专用油管鞋，与油管一起下入大斜度井段或水平段，解决现有柱塞卡定器难以送放进入大斜度井段的问题；加长可弯曲柱塞，不受井身结构限制，对柱塞进行加长可减小采油树与油管通径不一致而造成的影响；并且具有较常规柱塞更好的防漏失和防气窜效果。

Description

一种大斜度井及水平井柱塞气举系统
技术领域
本发明涉及气井排水采气领域，具体涉及水平井/大斜度井柱塞气举系统，属于石油天然气开采领域。
背景技术
柱塞气举排水采气工艺具有设备简单、经济、环保、高效的优势，被广泛应用于产水气井的开采。其原理是利用固体界面将积液和气体分开，减少气液间的滑脱效应，减少液体回落，提高排液效率；然而当柱塞气举工艺应用于水平井/大斜度井时面临如下问题：受井斜影响，现有柱塞卡定器难以送放进入大斜度井段，且井斜过大震击座放力度不够，座放困难，如此限制了柱塞的下死点位置，只能应用于直井段排液，无法充分排出斜井段积液，影响排液效果；并且在水平井/大斜度井中在一些造斜率较大的井中由于曲率半径较小，即使柱塞卡定器下到了水平段或是大斜度段，在进行柱塞举升时受到柱塞刚性以及摩阻的影响，还存在卡柱塞的情况，常规的柱塞不能达到很好的使用效果，甚至起到反作用在卡柱塞时增加打捞作业。
针对水平井/大斜度井柱塞卡定器无法通过大斜度井段的问题，提出了一种新的解决思路，设计柱塞气举专用油管鞋，在气井完井时，随油管下入大斜度井段甚至水平段，起缓冲限位作用，且不影响测试、修井、增产作业；针对常规柱塞可能出现的卡柱塞情况，设计新型的加长可弯曲柱塞，在到达弯曲段时柱塞可以弯曲，降低了卡柱塞的风险，增长了柱塞的长度能够使得柱塞具有更好的密封效果，能够减少在柱塞向上运动过程中的气液间的滑脱效应，减少液体回落，提高排液效率。
发明内容
本发明提供了水平井/大斜度井柱塞气举专用油管鞋，解决现有柱塞卡定器难以送放进入大斜度井段的问题；降低水平井/大斜度井卡柱塞，提高柱塞的密封效果提高排液效率。
水平井/大斜度井柱塞气举系统，专用油管鞋包括：管斜本体和减震弹簧，所述管斜本体为一中空的圆柱形结构，管鞋本体的上方通过内螺纹与油管连接，管斜本体的内壁与油管的下端面形成上台阶面，管斜本体的下部设有下台阶面，上台阶面与下台阶面之间夹持减震弹簧；加长可弯曲柱塞包括：打捞头、两个紊流密封柱塞、弹簧和毛刷，所述打捞头带台肩以方便与进行打捞，打捞头下部与上部紊流密封柱塞连接，上部紊流柱塞下部与弹簧连接，在弹簧的外部包裹一层毛刷，弹簧下部与下部紊流柱塞连接；所述减震弹簧的外壁与管斜本体的内壁贴合，所述油管的下端面外径大于管斜本体的内径，所述管斜本体的内径大于油管的内径，所述柱塞的外径大于减震弹簧的内径。
水平井/大斜度井柱塞气举专用油管鞋，在安装过程中，先将减震弹簧装入管斜本体中，再将管斜本体与油管连接，利用油管的下端面压紧弹簧；在气井完井时，将所述专用油管鞋与油管一起下入大斜度井段或水平段；在柱塞运行时，柱塞落至减震弹簧上方实现减震和限位。
加长可弯曲柱塞是将打捞头与紊流密封柱塞连接，在进行打捞的时候可以夹持住打捞头进行打捞，利用紊流密封柱塞，能够达到使柱塞与油管之间具有较小的间隙，在进行气举的时候能够有效的降低液体的滤失达到较好的携液效果；在上部紊流柱塞之下连接弹簧，使加长的柱塞能够弯曲，以满足在水平井/大斜度井中工作时发生卡柱塞的情况，在弹簧的外部加上毛刷能够有效的控制弹簧段弹簧与油管之间由于间隙，且在进行柱塞气举的过程中使用毛刷柱塞能够取到最好的携液效果，能在最大程度上降低液体的回落；在弹簧的下部接上另一段紊流密封柱塞，加长了柱塞的整体长度，在一定程度上提高了密封效果，提高了携液效率，并且当柱塞运动到采气树时由于采气树与油管的管径闭一只，造成紊流密封柱塞与采油树内径之间的间隙过大，加速了液体的回落，在很大程度上降低了携液效率，在将柱塞加长之后能够满足在柱塞运动到采气树时下部的紊流密封柱塞还在油管当中能够起到密封作用，降低液体的回落很大程度上提高了携液效率。
水平井/大斜度井柱塞气举系统具有以下有益效果：
(1)水平井/大斜度井柱塞气举油管鞋将柱塞气举的下死点位置扩展至大斜度井段甚至水平井段，完井时随油管一起下入，无需油管内钢丝投捞作业，作业更安全、更便捷，提高水平井/大斜度井柱塞气举排液效率，中心孔通径大，确保流体顺利通过，不影响测试、修井、增产作业；
(2)加长可弯曲柱塞可以有一定弯曲，具有更好的密封效果；可以不受井身结构限制，几乎可以用于任何井型；较常规柱塞长，针对采油树和油管通径不一致，采用长柱塞有利于减少采油树影响，综合了刷式柱塞和紊流密封柱塞的优点，具有较常规柱塞更好的防漏失和气窜效果，毛刷可以更换，适应性强。
附图说明
图1为本发明的油管鞋的结构示意图：其中1为油管，2为内螺纹，3为上台阶面，4为减震弹簧，5为下台阶面，6为柱塞，7为管鞋本体，8为中心通孔；图2为加长可弯曲柱塞结构示意图：其中9为打捞头，10为上部紊流柱塞，11为弹簧，12为毛刷，13为下部紊流柱塞。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明：
图1所示为本发明的油管鞋结构示意图，包括：管鞋本体7和减震弹簧4，管鞋本体的上方通过内螺纹2与油管1连接，管鞋本体7的内壁与油管1的下端面形成上台阶面，管鞋本体7的下部设有下台阶面，上台阶面3与下台阶面5之间夹持减震弹簧4。在关井状态下当柱塞6在重力的作用下向下运动到达上台阶面3时与减震弹簧4接触，减震弹簧受压，柱塞6在减震弹簧4的作用停止向下运动；达到柱塞的减震和限位的效果。并且由于其设计的特殊性，可以随油管一起下入到大斜度井及水平井的井底，解决现有柱塞卡定器难以送放进入大斜度井段的问题。
图2所示为本发明的加长可弯曲柱塞结构示意图，包括：打捞头9、上部紊流密封柱塞10、弹簧11、毛刷12以及下部紊流密封柱塞13，所述打捞头9带台肩可用于打捞柱塞，打捞头9下部与上部紊流密封柱塞10连接，上部紊流柱塞10下部与弹簧11连接，在弹簧11的外部包裹一层毛刷12，弹簧12下部与下部紊流柱塞13连接。在开井状态下加长可弯曲柱塞沿油管向上运动，在上部紊流密封柱塞10、毛刷12、下部紊流柱塞13的共同作用下最大限度的减少柱塞以上的液体的回流，并且由于弹簧11的存在使得当柱塞运动到小曲率半径位置时存在柔性，避免了卡柱塞的情况。当柱塞运动到采气树时由于采气树与油管的管径的差距，造成紊流密封柱塞与采油树内径之间的间隙过大，加速了液体的回落，在很大程度上降低了携液效率，在将柱塞加长之后能够满足在柱塞运动到采气树时下部的紊流密封柱塞还在油管当中能够起到密封作用，降低液体的回落很大程度上提高了携液效率。

Claims (1)

1.一种带柱塞缓冲功能的油管鞋由于其设计的特殊性，可以随油管一起下入到大斜度井及水平井的井底，解决现有柱塞卡定器难以送放进入大斜度井段的问题；加长可弯曲柱塞包括：打捞头(9)、上部紊流密封柱塞(10)、弹簧(11)、毛刷(12)以及下部紊流密封柱塞(13)，所述打捞头(9)带台肩可用于打捞柱塞，打捞头(9)下部与上部紊流密封柱塞(10)连接，上部紊流柱塞(10)下部与弹簧(11)连接，在弹簧(11)的外部包裹一层毛刷(12)，弹簧(12)下部与下部紊流柱塞(13)连接；在开井状态下加长可弯曲柱塞沿油管向上运动，在上部紊流密封柱塞(10)、毛刷(12)、下部紊流柱塞(13)的共同作用下最大限度的减少柱塞以上的液体的回流，并且由于弹簧(11)的存在使得当柱塞运动到小曲率半径位置时存在柔性，避免了卡柱塞的情况；当柱塞运动到采气树时由于采气树与油管的管径的差距，造成紊流密封柱塞与采油树内径之间的间隙过大，加速了液体的回落，在很大程度上降低了携液效率，在将柱塞加长之后能够满足在柱塞运动到采气树时下部的紊流密封柱塞还在油管当中能够起到密封作用，降低液体的回落很大程度上提高了携液效率。
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