CN115506750A - 一种气举柱塞 - Google Patents

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Abstract

一种气举柱塞，包括柱塞顶部、连接柱、柱塞底部，连接柱顶部与柱塞顶部相连，连接柱底部与柱塞底部相连，且连接柱直径小于与之相连的两者的直径，连接柱上周向等间隔设置有两组以上能够绕轴转动的转动刮片，转动刮片的转动轴与连接柱垂直，连接柱上还设置有能够竖直移动至与转动刮片接触的滑动卡块，当滑动卡块与转动刮片接触时能够使得转动刮片被固定在其最外端至连接柱轴心的水平距离大于柱塞顶部和柱塞底部半径的位置上；本发明中的转动刮片为可动结构，当柱塞整体上行过程中可实现对结蜡的充分刮擦，而当柱塞处于整体下行的状态时，不会对柱塞的下落造成妨碍，最终在实现刮擦结蜡的同时不会影响柱塞的正常工作。

Description

一种气举柱塞
技术领域
本发明涉及石油天然气开采工程技术领域，具体涉及一种气举柱塞。
背景技术
柱塞气举法是目前较为常用的一种油气开采方法，其原理是利用能够自由移动的柱塞在油管内上下运动，往复将进入柱塞上方的液体举出，对于自产能力较弱的高油气比井，以及存在较多积液的天然气井等都具有较好的适用效果。
作为碳氢化合物，石油天然气中的伴生产物石蜡总是存在于油井或气井当中，在开采过程中由于压力变化等因素的影响，开采管道中将不可避免地出现的石蜡沉积形成结蜡，在柱塞气举法的开采过程中，开采管道内结蜡过多会影响柱塞的往复运动性能，因此对结蜡进行清理就显得想当有必要；目前现有技术中的清蜡方式多是在柱塞上周向设置与管道接触的刮蜡片，如中国专利CN201721752597.0中公开的气举柱塞，在柱塞移动过程中通过刮蜡片的移动将管道内的结蜡挂出，而这样问题在于存在以下矛盾：要起到较好的挂蜡效果就需要刮蜡片与管道壁充分接触，才能尽可能地将结蜡刮下，但柱塞上的刮蜡片如果与管道接触面积过大，又会导致摩擦力升高而妨碍柱塞的正常下落，严重的可能导致柱塞在井筒中卡死。
发明内容
鉴于此，本发明目的在于提供一种气举柱塞，使其在上行时能够实现有效刮蜡，而下行则不会受到刮蜡组件的影响。
为解决上述存在的至少一个问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种气举柱塞，包括柱塞顶部、连接柱、柱塞底部，连接柱顶部与柱塞顶部相连，连接柱底部与柱塞底部相连，且连接柱直径小于与之相连的两者的直径，连接柱上周向等间隔设置有两组以上能够绕轴转动的转动刮片，转动刮片的转动轴与连接柱垂直；连接柱上还设置有能够竖直移动至与转动刮片接触的滑动卡块，当滑动卡块与转动刮片接触时能够使得转动刮片被固定在其最外端至连接柱轴心的水平距离大于柱塞顶部和柱塞底部半径的位置上。
本发明的一种实施方式在于，所述转动刮片包括转动部、支撑片和刮擦部，其中，转动部以垂直连接柱中轴的形式周向设置在连接柱上；支撑片与转动部相连，沿连接柱径向方向分布，使得支撑片远离转动部的一端在水平方向上形成的圆的半径可变，且能够大于柱塞顶部的柱塞底部半径；支撑片上远离转动部的一端对应连接有刮擦部。
进一步的，所述刮擦部为以连接柱中轴为轴心的弧形结构，且所有的刮擦部的能够形成完成的圆形结构。
进一步的，所述刮擦部为弹性材料制成。
进一步的，所述转动刮片上方竖直设置有限位柱，限位柱上套设有能够上下移动至与转动刮片接触的的滑动卡块。
进一步的，所述滑动卡块下方设置有卡块头，卡块头能够伸入转动部与连接柱之间的间隙固定转动部。
进一步的，所述连接柱上设置有固定孔，滑动卡块上设置有固定钉将滑动卡块固定在固定孔中，且此时的滑动卡块未与转动刮片接触。
进一步的，所述限位柱为粗糙柱体。
本发明起到的技术效果是：
本发明中用于刮擦井筒上结蜡的转动刮片为可动结构，当柱塞整体上行过程中将与井筒接触并被固定，实现对结蜡的充分刮擦；而当柱塞处于整体下行的状态时，转动刮片将活动至脱离井筒的位置，不会对柱塞的下落造成妨碍，最终在实现刮擦结蜡的同时不会影响柱塞的正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明中柱塞整体结构示意图；
图2为本发明中转动刮片与连接柱的结构示意图；
图3为本发明中柱塞在下落时A处的放大图；
图4为本发明中柱塞在上行时A处的放大图；
图中：1-柱塞顶部、2-连接柱、3-柱塞底部、4-转动刮片、5-限位柱、6-滑动卡块、7-固定钉、8-固定孔、9-油管、41-转动部、42-支撑片、43-刮擦部、61-卡块头。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例：
参见图1、图2，一种气举柱塞，
连接柱2顶部与柱塞顶部1相连，连接柱2底部与柱塞底部3相连，且连接柱2直径小于与之相连的两者的直径，组成柱塞本体，连接柱2上周向等间隔设置有两组以上能够绕轴转动的转动刮片4，转动刮片4的数量应当多于一组，这样转动刮片4才能正常转动。在本实施例中采用的两组转动刮片4，转动刮片4的转动轴与连接柱2垂直，即转动挂片4是沿连接柱2的周向进行分布的，使得转动刮片4的转动方向是相对于连接柱2径向运动的方式朝向和远离连接柱2中轴。
转动刮片4包括转动部41、支撑片42和刮擦部43，其中，转动部41以垂直连接柱2中轴的形式周向设置在连接柱2上；支撑片42与转动部相连，沿连接柱2径向方向分布，使得支撑片42远离转动部41的一端在水平方向上形成的圆的半径可变，且能够大于柱塞顶部1的柱塞底部3半径；支撑片42上远离转动部41的一端对应连接有刮擦部43，本实施例中，刮擦部43为以连接柱2中轴为轴心的弧形结构，且所有的刮擦部43的能够形成完成的圆形结构，且刮擦部43为弹性材料制成，确保相邻刮擦部43之间能够存在接触余量，转动部41沿连接柱周向分布作为转动轴，与之相连的支撑片42的转动方向则是相对于连接柱2径向运动的方式朝向和远离连接柱2中轴，在支撑片42的转动过程中将带动末端的刮擦部43远离和靠近连接柱2转动，又由于支撑片42远离转动部41的一端在水平方向上的圆的半径能够大于柱塞顶部1的柱塞底部3半径，使得刮擦部43能够在转动部41的转动下转至柱塞最外部与油管9的内壁接触，所有的刮擦部43为弧形且的能够形成完整的圆形结构，这样当刮擦部43被固定与油管9的内壁接触后，当柱塞做上行运动时即可通过刮擦部43挂下油管9内壁上的结蜡。
连接柱2上还设置有能够竖直移动至与转动刮片4接触的滑动卡块6，当滑动卡块6与转动刮片4接触时能够使得转动刮片4被固定在其最外端至连接柱2轴心的水平距离大于柱塞顶部1和柱塞底部3半径的位置上，本实施例中，转动刮片4上方竖直设置有粗糙限位柱5，限位柱5上套设有能够上下移动至与转动刮片4接触的的滑动卡块6，滑动卡块6下方设置有卡块头61，卡块头61能够伸入转动部41与连接柱2之间的间隙固定转动部41，滑动卡块6的作用是缓慢下行至与转动刮片4接触从而将转动刮片4卡住，以起到固定转动刮片4的作用，由于滑动卡块6是能够沿限位柱5上下移动的，当其未与转动刮片4接触时可以允许转动刮片4自由转动，而当滑动卡块6运动至与转动刮片4接触时，则能够起到对转动刮片4的固定作用，同时使用卡块头61可以很好地伸入伸入转动部41与连接柱2之间，提高固定效果。
连接柱2上还设置有固定孔8，滑动卡块6上设置有固定钉7将滑动卡块6固定在固定孔8中，且此时的滑动卡块6未与转动刮片4接触，固定钉7存在的时候滑动卡块6将被限位，避免其任意移动，当需要投入使用时，拔去固定钉7即可允许滑动卡块6在限位柱5上自由移动。
本发明工作流程在于：
投入使用时，将固定钉7拔去，使得滑动卡块6能够沿粗糙的限位柱5以较慢的速度向转动刮片4滑动，保持滑动卡块6处于限位柱5上部位置投放整个柱塞，柱塞在下落过程中，滑动卡块6将与连接柱2同步下落，如图3中所示，此时转动刮片4未受滑动卡块6挤压，可以自由转动，从而使得转动刮片4在与油管9接触的过程中能够被推动转向连接柱2，使得柱塞的整体下落不会受到转动刮片4的影响。
如图4所示，当柱塞受井下气体推动上行时，柱塞整体已经撞击了井下的缓冲器，连接柱2受撞击停止后，滑动卡块6因为惯性将直接克服限位柱5粗糙面提供的摩擦力，使得滑动卡块6压在转动刮片4上，且此时的转动刮片4受惯性影响将向油管9壁移动并与之接触，然后被滑动卡块6压住，从而保持与油管9壁接触的姿态，由此允许刮擦部43刮除油管9壁上的结蜡。
当柱塞运动至井口撞击捕捉器后，滑动卡块6受惯性影响克服限位柱5粗糙面的摩擦力上行至限位柱5的高位处，并再次沿限位柱5向转动刮片4缓慢滑动，从而形成循环式作业。
在本发明的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种气举柱塞，包括柱塞顶部(1)、连接柱(2)、柱塞底部(3)，连接柱(2)顶部与柱塞顶部(1)相连，连接柱(2)底部与柱塞底部(3)相连，且连接柱(2)直径小于与之相连的两者的直径，其特征在于，连接柱(2)上周向等间隔设置有两组以上能够绕轴转动的转动刮片(4)，转动刮片(4)的转动轴与连接柱(2)垂直；
连接柱(2)上还设置有能够竖直移动至与转动刮片(4)接触的滑动卡块(6)，当滑动卡块(6)与转动刮片(4)接触时能够使得转动刮片(4)被固定在其最外端至连接柱(2)轴心的水平距离大于柱塞顶部(1)和柱塞底部(3)半径的位置上。
2.根据权利要求1所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述转动刮片(4)包括转动部(41)、支撑片(42)和刮擦部(43)，其中，转动部(41)以垂直连接柱(2)中轴的形式周向设置在连接柱(2)上；支撑片(42)与转动部相连，沿连接柱(2)径向方向分布，使得支撑片(42)远离转动部(41)的一端在水平方向上形成的圆的半径可变，且能够大于柱塞顶部(1)的柱塞底部(3)半径；支撑片(42)上远离转动部(41)的一端对应连接有刮擦部(43)。
3.根据权利要求2所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述刮擦部(43)为以连接柱(2)中轴为轴心的弧形结构，且所有的刮擦部(43)的能够形成完成的圆形结构。
4.根据权利要求3所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述刮擦部(43)为弹性材料制成。
5.根据权利要求2所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述转动刮片(4)上方竖直设置有限位柱(5)，限位柱(5)上套设有能够上下移动至与转动刮片(4)接触的的滑动卡块(6)。
6.根据权利要求5所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述滑动卡块(6)下方设置有卡块头(61)，卡块头(61)能够伸入转动部(41)与连接柱(2)之间的间隙固定转动部(41)。
7.根据权利要求5所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述连接柱(2)上设置有固定孔(8)，滑动卡块(6)上设置有固定钉(7)将滑动卡块(6)固定在固定孔(8)中，且此时的滑动卡块(6)未与转动刮片(4)接触。
8.根据权利要求5所述的一种气举柱塞，其特征在于：所述限位柱(5)为粗糙柱体。
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