CN202194634U - 温控弹簧伞式气举柱塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种温控弹簧伞式气举柱塞，由无磁不锈钢外筒、中心杆、温控弹簧、撞击帽及伞片组成，外筒内中心同轴安装中心杆，伞片均布设置在外筒中部外缘，在外筒内的中心杆的一端同轴固装温控弹簧，并通过撞击帽封装在外筒内，该温控弹簧也与撞击帽固装；在中心杆另一端的外筒外制有一限位凸环；外筒中部根据伞片的数量均布制有伞片开合槽，在每一开合槽内安装伞片，该伞片在外筒的开合槽位置里面制有与伞片铰装端进行滑动配合的配合面。本实用新型可以在不关井连续生产的状态下，依靠自重下落到井底，并且下行速度很快，使循环周期较短。

Description

温控弹簧伞式气举柱塞

技术领域

本实用新型属于油气田设备领域，涉及油气田开发与开采生产井中用于举升液体的装置，尤其是一种温控弹簧伞式气举柱塞。

背景技术

气举柱塞是应用在油气田开发井中隔离气液的装置，用作气液的固体界面，以减少油气的窜液和液体的滑脱。目前，国内外柱塞举升原油和排液采气都是间歇式工作方式，即当柱塞举升液体到达井口后，需要关井停产才能使柱塞重新落到井底。所用阀体的开合靠撞击上、下卡定器或其它方式完成。当柱塞下行时，由于柱塞与油管的间隙及旁通都很小，使柱塞下行速度很慢，也不能在开井生产时依靠自重自动下落到井底，即工况为间歇式，无法实现连续生产。

目前，对于气举柱塞的研究，在国内基本上是本申请人进行的，例如，一种温控伞式气举柱塞(CN1632280)，特点是利用伞的开合能大幅改变其遮挡面积的原理来改变气举柱塞的工况，而控制伞开合的时机和能量是温度。这是一种可用于连续生产(不关井停产)的气举柱塞，利用井下的温度和热能使磁温材料的磁性变化，将气举柱塞上的机构产生位移来控制伞的开合。柱塞下行时，保持合拢直达井下开启温度段，上行时保持张开直到井口。由于此柱塞在伞片收拢时的横截面积只有油管内截面积的1/3左右，因此正常生产的状态下，依靠自重下落到井底，并且下行速度较快，循环周期短，工作效率高，使气举柱塞的应用面变得更加宽泛。

但上述专利没有特定的技术方案，只是对气举柱塞原理的说明；此外，上述专利也没有陈述与本专利申请的温控弹簧气举柱塞相关的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可实现连续生产的温控弹簧伞式气举柱塞。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种温控弹簧伞式气举柱塞，由无磁不锈钢外筒、中心杆、温控弹簧、撞击帽及伞片组成，外筒内中心同轴安装中心杆，伞片均布设置在外筒中部外缘，其特征在于：在外筒内的中心杆的一端同轴固装温控弹簧，并通过撞击帽封装在外筒内，该温控弹簧也与撞击帽固装；在中心杆另一端的外筒外制有一限位凸环；外筒中部根据伞片的数量均布制有伞片开合槽，在每一开合槽内安装伞片，该伞片在外筒的开合槽位置里面制有与伞片铰装端进行滑动配合的配合面。

而且，所述伞片的铰装端与中心杆通过铰装座铰装在铰装座上，铰装座固装在中心杆径向，伞片的外缘制成圆弧状或者渐开线状。

而且，在外筒外缘径向均布安装有上、下扶正器。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本实用新型以伞的张开和合拢可以大幅改变其遮挡面积的特征来改变气举柱塞的工况，利用井筒中的温度和热能使温控弹簧产生热变形或磁温材料的磁性变化，使气举柱塞上的机构产生位移来控制伞的开合，并为伞的开合提供能量；同时，伞式柱塞中伞的开合动作只在井底和井口发生，即伞在油管中运动时，下行保持合拢直达井下开启温度段，上行时保持张开直到井口。由于温控弹簧伞式气举柱塞在伞片收合在一起时，柱塞体的横截面积只有油管柱内截面积的1/3或更小，因此可以在不关井连续生产的状态下，依靠自重下落到井底，并且下行速度很快，使循环周期较短。

2、本实用新型改变了现有气举柱塞进行排液举升时只能用间歇方式进行的生产过程，使间歇式生产变为连续不间断(不关井)的生产方式，工作效率大幅提高，气举柱塞的应用面也变得更加宽泛。

附图说明

图1为本实用新型的外形结构示意图；

图2为图1的A-A向截面示意图；

图3为图2的伞片闭合状态截面示意图；

图4为图2的B部结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例做进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

本实用新型的应用原理是：利用井筒中的温度和热能使温控弹簧产生热变形或磁温材料的磁性变化，来控制伞的开合，并为伞的开合提供能量；当柱塞在下行时，使柱塞的横截面积与油管的内横截面积的差值增大；或者说当柱塞下行时，柱塞的横截面要小，而举升液体时能有效地封堵整个油管截面，以防止液体滑脱而下落。

一种温控弹簧伞式气举柱塞，由无磁不锈钢外筒4、中心杆2、温控弹簧10、撞击帽7及伞片5组成，如图1和图2所示，外筒内中心同轴安装中心杆，伞片为4-16片并均布设置在外筒中部外缘，在外筒内的中心杆的一端同轴固装温控弹簧，并通过撞击帽封装在外筒内，该温控弹簧也与撞击帽固装；在中心杆另一端的外筒外制有一限位凸环1。下面分别叙述各个部件的结构：

(1)伞片为伞片状，均布铰装在外筒内的中心杆上，伞片的铰装端与中心杆通过铰装座9铰装在铰装座上，铰装座固装在中心杆径向；伞片的外缘制成圆弧状或者渐开线状，通过伞片铰装端与外筒所制的配合面8的滑动配合，利用中心杆轴向位移，实现伞片的闭合及打开。

(2)外筒中部根据伞片的数量均布制有伞片开合槽6，在每一开合槽内安装伞片，该伞片在外筒的开合槽位置里面制有与伞片铰装端进行滑动配合的配合面。

本实用新型还在外筒外缘径向均布安装有上、下扶正器3。

本实用新型的工作原理是：

当本实用新型中心杆的撞击帽到达井口并撞击上卡定器时，温控弹簧在低温下失去弹性，柱塞中心杆相对外筒上移，外筒压紧伞片，依据配合面的配合使伞片收拢，使状态保持图3中的状态，此时柱塞的外筒外径与油管的间隙变大，下落时受到上升流体的阻力变小。而当柱塞下落到井底时，由于温度升高，温控弹簧恢复弹性，在温控弹簧恢复力的作用下柱塞中心杆相对外筒发生下移，外筒配合面滑动配合伞片根部使伞片翘起(伞面张开)，并封堵油管截面，弹簧的弹性力将使伞面保持张开(图1、图2中的状态)。

本实用新型非常适合于气井排水或气举采油，目前使用的常规柱塞的最大缺陷是只能在关井状态下，即井内油气不运动时，才能在重力的作用下落到井底，是间歇工作方式。而伞形柱塞在伞面收拢时，柱塞横截面积只有油管柱内截面积的1/3或更小，因此可以在不关井的状态下，依靠自重下落到井底，并且下行速度更快，循环周期数更多，实现连续工作方式，大大提高泵的工作效率。

本实用新型中，柱塞中心杆由300到400mm长的小直径的金属柱体构成，中部可分别加工出限位凸台和铰接凸台。外筒由无磁不锈钢材质制成，外筒内一端固装温控弹簧，另一端加工出用于控制伞片限位运动的限位凸环。外筒直径为油管内径的1/2到2/3，这样就可以保证伞片张开时能封闭整个柱塞和油管组成的环形空间。

Claims (3)

1.一种温控弹簧伞式气举柱塞，由无磁不锈钢外筒、中心杆、温控弹簧、撞击帽及伞片组成，外筒内中心同轴安装中心杆，伞片均布设置在外筒中部外缘，其特征在于：在外筒内的中心杆的一端同轴固装温控弹簧，并通过撞击帽封装在外筒内，该温控弹簧也与撞击帽固装；在中心杆另一端的外筒外制有一限位凸环；外筒中部根据伞片的数量均布制有伞片开合槽，在每一开合槽内安装伞片，该伞片在外筒的开合槽位置里面制有与伞片铰装端进行滑动配合的配合面。

2.根据权利要求1所述的温控弹簧伞式气举柱塞，其特征在于：所述伞片的铰装端与中心杆通过铰装座铰装在铰装座上，铰装座固装在中心杆径向，伞片的外缘制成圆弧状或者渐开线状。

3.根据权利要求1所述的温控弹簧伞式气举柱塞，其特征在于：在外筒外缘径向均布安装有上、下扶正器。

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