CN110725674A - 一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞 - Google Patents
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Abstract
一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，上柱塞本体上部与打捞头连接，外部套有密封胶筒，下部与下柱塞本体连接；上、下柱塞本体为空心结构，内部装有滑套，滑套和下柱塞本体均分布有四个进液孔；电机、控制器、电池、充电装置固定在壳体与壳体之间连接形成的密闭腔室内，滑套与转动轴连接；本发明柱塞在下行程中，积液通过进液孔流至上部，可实现柱塞快速下行，当压力传感器所测值达到控制器设定值时，控制器控制电机转动，带动滑套向下运动，进液孔关闭，实现了柱塞举升的智能控制与单次周期举液量的改变；上行程，下部气体经进气通道作用在密封胶筒内壁以使其膨胀贴紧油管，实现了柱塞的充分密封。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气开采领域的井下排水采气智能工具，特别涉及一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞。
背景技术
柱塞气举作为间歇气举排液采气技术的一种，优势总结来说有以下三点：一、该方法可以减少井底积液，延长气井生产时间；二、设备简单、举升效率高；三、柱塞气举可以用于易结蜡、结垢的油气井，省去清洗蜡、垢的工序。因此而常常被油气田所采用。
而作为柱塞气举的核心部件-柱塞，往往因为结构的不同，导致柱塞开关井时间以及举升效率的不同。目前常用的排水采气柱塞有实心柱塞、刷式柱塞、衬垫式柱塞及快速柱塞，现场所用的排水采气柱塞工具的不足是柱塞举升漏失严重以及非智能化，使得气田排液采气效率较低。当积液过多时，会导致柱塞无法到达井口；当积液较少时，地层压力恢复时间短，柱塞上行速度慢，并且由于密封结构的缺陷，会导致柱塞举液过程中漏失较严重。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，通过控制器、传感器及其电机的智能控制，可以使柱塞工具适应不同的井况以及处于最佳的工作效率状态；柱塞底部的充电模块可以实现柱塞无需从井筒中取出即可为电池充电的目的；充分利用了气井地层的能量，可以实现柱塞举升过程中漏失量的减少。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，包括空心结构的上柱塞本体2，上柱塞本体2与打捞头1连接，上柱塞本体2外侧的凹槽中插有密封胶筒3,密封胶筒3的内壁与上柱塞本体2之间形成胶筒内腔4，密封胶筒3通过空心结构的下柱塞本体6的轴肩固定，下柱塞本体6与上柱塞本体2连接，下柱塞本体6轴向分别设有四个均匀分布的进气通道5以及四个均匀分布的下柱塞本体进液孔7,下柱塞本体6内部装有可上下移动的滑套10，滑套10轴向设有四个均匀分布的滑套进液孔8,滑套10内底面装有压力传感器9，滑套10底部与转动轴11连接，转动轴11与电机12刚性连接，电机12固定在A壳体13上，A壳体13与下柱塞本体6连接，A壳体13与B壳体15连接，控制器14固定在A壳体13与B壳体15形成的密闭腔室内，B壳体15与C壳体17连接，电池16固定在B壳体15与C壳体17形成的密闭腔室内，C壳体17与柱塞底座19连接，无线充电接收装置18固定在C壳体17与柱塞底座19形成的密闭腔室内，无线充电接收装置18和井口的无线充电接口装置20之间采用电磁感应式对电池16进行无线充电；控制器14分别与压力传感器9、电机12信号连接。
所述的C壳体17为非金属材料。
所述的控制器14为小型电机自动控制器，能够根据所设定的压力值控制电机正反转；当压力传感器9所测值大于设定的压力值时，控制器14控制电机12正转，当压力传感器9所测值小于设定的压力值时，控制器14控制电机12的反转，实现了本发明柱塞的智能控制。
本发明柱塞在上行程中，通过压力传感器9、控制器14、电机12使柱塞可以在最优的工况下工作，提高了柱塞举升的效率，可以使柱塞适应各种井况，同时柱塞底端的气体通过四个进气通道进入密封胶筒3与上柱塞本体2形成的胶筒内腔4中以使其膨胀紧贴油管，实现了柱塞和油管内壁的充分密封，减少了柱塞举升的漏失量；下行程，井底积液通过进液孔流经柱塞本体内通道至柱塞上部，实现了柱塞在积液中的快速下行。
本发明具有以下优点：
(1)利用控制器14智能地控制每个周期举液量，使柱塞充分利用气井能量，可实现气井不关井连续生产。
(2)通过无线充电装置18的工作，可以为柱塞内部的电池无线充电，减少了通过开井取出柱塞以更换电池的工艺。
(3)密封胶筒3在内外压差的作用下可变径，使得柱塞在举升积液的过程减少了举升的漏失量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的柱塞上行过程及示意图。
图3是井口无线充电接口装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细叙述。
参照图1，一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，包括空心结构的上柱塞本体2，上柱塞本体2通过螺纹与打捞头1连接，上柱塞本体2外侧的凹槽中插有密封胶筒3,密封胶筒3的内壁与上柱塞本体2之间形成胶筒内腔4，密封胶筒3通过空心结构的下柱塞本体6的轴肩固定，下柱塞本体6通过螺纹与上柱塞本体2连接，下柱塞本体6轴向分别设有四个均匀分布的进气通道5以及四个均匀分布的下柱塞本体进液孔7,下柱塞本体6内部装有可上下移动的滑套10，滑套10轴向设有四个均匀分布的滑套进液孔8,滑套10内底面装有压力传感器9，滑套10底部与转动轴11通过螺纹连接，转动轴11与电机12刚性连接，电机12固定在A壳体13上，A壳体13与下柱塞本体6通过螺纹连接，A壳体13通过螺纹与B壳体15连接，控制器14固定在A壳体13与B壳体15形成的密闭腔室内，B壳体15通过螺纹与C壳体17连接，电池16固定在B壳体15与C壳体17形成的密闭腔室内，C壳体17通过螺纹与柱塞底座19连接，充电装置18固定在C壳体17与柱塞底座19形成的密闭腔室内，C壳体17为非金属材料，参照图3，井口装有无线充电接口装置20，无线充电接收装置18和井口的无线充电接口装置20之间采用电磁感应式对电池16进行无线充电。控制器14分别与压力传感器9、电机12信号连接。
所述的C壳体17为非金属材料。
所述的控制器14为小型电机自动控制器，能够根据所设定的压力值控制电机正反转；当压力传感器9所测值大于设定的压力值时，控制器14控制电机12正转，当压力传感器9所测值小于设定的压力值时，控制器14控制电机12的反转，实现了本发明柱塞的智能控制。
本发明的工作原理是：
所述柱塞在下行程阶段如图1所示，位于滑套上的四个均匀分布的滑套进液孔8和四个均匀分布在柱塞上的柱塞进液孔7连通，积液经连通的进液孔进入柱塞内通道流至柱塞上部，密封胶筒3处于正常状态，实现了柱塞在积液中的快速下行。
柱塞到达井底卡定器后，柱塞进液孔7和滑套进液孔8仍处于连通的状态，随着积液通过进液孔流至柱塞上部，柱塞上部的积液逐渐增多，作用于滑套10内底面的柱塞上部液体的重量会逐渐增大，位于滑套10内底面的压力传感器9会将压力反馈给控制器14，当压力达到设定的压力值时，控制器14控制电机12转动，与电机12相连的转动轴11带动滑套10向下运动，当滑套10向下运动至A壳体13的内底面时，控制器14控制电机停止，此时下柱塞本体进液孔7和滑套进液孔8处于关闭的状态，柱塞为实心柱塞。
所述柱塞上行阶段如图2所示，进液孔处于关闭的状态，柱塞下部气体通过均匀分布于下柱塞本体6的四个进气通道5进入胶筒内腔4，密封胶筒3在内外压差的作用下膨胀贴紧油管内壁，实现了柱塞与油管内壁间的充分密封，减少了液体的漏失。柱塞到达井口后，被捕捉器捕捉，柱塞上部的液体被排出，密封胶筒3恢复至正常状态，同时当滑套内底面压力传感器9所测的压力值小于控制器设定的压力值时，控制器14控制电机反转，与电机相连的转动轴11带动滑套10向上运动，当滑套10向上运动至上柱塞本体2的底部轴肩时，控制器控制电机13停止，此时下柱塞本体进液孔7与滑套进液孔8连通；柱塞底端的无线充电接收装置18与井口的无线充电接口装置20配对，开始对柱塞内部的电池16充电，当无线充电完成时，投放柱塞，开始下一个周期的举液。
Claims (3)
1.一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，其特征在于，包括空心结构的上柱塞本体(2)，上柱塞本体(2)与打捞头(1)连接，上柱塞本体(2)外侧的凹槽中插有密封胶筒(3),密封胶筒(3)的内壁与上柱塞本体(2)之间形成胶筒内腔(4)，密封胶筒(3)通过空心结构的下柱塞本体(6)的轴肩固定，下柱塞本体(6)与上柱塞本体(2)连接，下柱塞本体(6)轴向分别设有四个均匀分布的进气通道(5)以及四个均匀分布的下柱塞本体进液孔(7),下柱塞本体(6)内部装有可上下移动的滑套(10)，滑套(10)轴向设有四个均匀分布的滑套进液孔(8),滑套(10)内底面装有压力传感器(9)，滑套(10)底部与转动轴(11)连接，转动轴11与电机(12)刚性连接，电机(12)固定在A壳体(13)上，A壳体(13)与下柱塞本体(6)连接，A壳体(13)与B壳体(15)连接，控制器(14)固定在A壳体(13)与B壳体(15)形成的密闭腔室内，B壳体(15)与C壳体(17)连接，电池(16)固定在B壳体(15)与C壳体(17)形成的密闭腔室内，C壳体(17)与柱塞底座(19)连接，无线充电接收装置(18)固定在C壳体(17)与柱塞底座(19)形成的密闭腔室内，无线充电接收装置(18)和井口的无线充电接口装置(20)之间采用电磁感应式对电池(16)进行无线充电；控制器(14)分别与压力传感器(9)、电机(12)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，其特征在于，所述的C壳体(17)为非金属材料。
3.根据权利要求1所述的一种智能控制可无线充电连续式排水采气柱塞，其特征在于，所述的控制器(14)为小型电机自动控制器，能够根据所设定的压力值控制电机正反转；当压力传感器(9)所测值大于设定的压力值时，控制器(14)控制电机(12)正转，当压力传感器(9)所测值小于设定的压力值时，控制器(14)控制电机(12)的反转。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN112065334A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-12-11 | 成都万基石油机械制造有限公司 | 井下智能截调采气排水机器人 |
| CN112796716A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-14 | 西安安森智能仪器股份有限公司 | 一种可无线充电和无线通讯的井下智能机器人系统 |
| CN113898320A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-07 | 西安洛科电子科技股份有限公司 | 井下无线数智排采系统 |
| CN114704228A (zh) * | 2022-04-09 | 2022-07-05 | 西南石油大学 | 一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人 |
-
2019
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112065334A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-12-11 | 成都万基石油机械制造有限公司 | 井下智能截调采气排水机器人 |
| CN112796716A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-14 | 西安安森智能仪器股份有限公司 | 一种可无线充电和无线通讯的井下智能机器人系统 |
| CN112796716B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-09-13 | 西安安森智能仪器股份有限公司 | 一种可无线充电和无线通讯的井下智能机器人系统 |
| CN113898320A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-07 | 西安洛科电子科技股份有限公司 | 井下无线数智排采系统 |
| CN114704228A (zh) * | 2022-04-09 | 2022-07-05 | 西南石油大学 | 一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人 |
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