CN203230392U - 气井排水采气涡流平衡式柱塞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气井排水采气涡流平衡式柱塞，是为提升柱塞气举排水采气效果而设计的。本柱塞顶部为打捞头；打捞头下方为绕流器；绕流器下方为球座，球座侧壁上设有观察窗，球座顶盖上设有泄流孔，球座顶盖下表面与球座内腔底面为对称的两个球面，钢球设在两球面之间，球座下部设有连通球座内腔的进气孔。本柱塞在井筒内运行时，气流通过绕流器螺旋带推动其螺旋升至井口，此间，能顺利通过采气树大四通升至捕捉器，不发生柱塞卡阻。柱塞上方的液柱能根据气井地层能量的恢复程度及钢球的自由移动来平衡柱塞的上、下游压力，使多余的液柱滑落至井底，从而能有效解决因柱塞举升液柱高度过高而无法到达井口的问题，提高柱塞举升效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气井排水采气涡流平衡式柱塞，属于柱塞气举排水采气技术领域。
背景技术
柱塞气举技术是将柱塞作为气液间的机械界面，利用气井自身能量推动柱塞在油管内进行周期举液，阻止气体上窜和液体回落，从而减少液体滑脱效应，增加间歇举升效率。将该柱塞气举技术用于低压低产井生产，可实现气井的周期性间歇开井，满足生产要求，提高生产效率。
柱塞举升装置是通过时间控制器周期性地控制气动阀开关工作的，即气动阀关闭后，柱塞自行下落至井底座落器，而油管液面则不断上升并超出柱塞高度。当井筒压力恢复到足以举升柱塞以上液体时，气动阀打开，气体将柱塞及其上方液柱推至地面。等达到设定的气井生产时间后，气动阀自动关闭，柱塞下落，如此周而复始。
目前，苏里格气田使用的常规柱塞以衬垫式柱塞、柱状柱塞和刷式柱塞为主。受气井采气树和柱塞结构的制约，部分气井开井后，柱塞往往不能经到位传感器升至防喷管，而滞留在气井采气树大四通以下，产生节流效应，影响气井生产。苏里格气田地层能量低，气井产量小，携液能力弱，部分气井井筒积液较为严重。柱塞投用后，其上方液柱压力过高，导致依靠地层能量无法有效地举升柱塞至井口，液柱全部回落，造成井筒积液无法排出，积液严重，甚至水淹停产。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种气井排水采气涡流平衡式柱塞，其能提高柱塞运行效率，提升柱塞气举排水采气效果。
本实用新型的具体技术内容如下：
本柱塞顶部为打捞头；打捞头下方为杆身上设有螺旋带的绕流器；绕流器下方为球座，球座侧壁上设有观察窗，球座顶盖上设有纵向的泄流孔，球座顶盖下表面与球座内腔底面为对称的两个球面，钢球设在两球面之间，球座下部变径锥体内设有连通球座内腔的进气孔；球座底端连接缓冲尾。
本柱塞在井筒内运行时，气流通过绕流器螺旋带推动其螺旋升至井口，此间，能顺利通过采气树大四通升至捕捉器，不发生柱塞卡阻。柱塞上方的液柱能根据气井地层能量的恢复程度及钢球的上、下自由移动来平衡柱塞的上、下游压力，使多余的液柱滑落至井底，从而能有效解决因柱塞举升液柱高度过高而无法到达井口的问题，提高柱塞举升效率。
附图说明
图1为气井排水采气涡流平衡式柱塞结构示意图。
具体实施方式
实施例：
参照图1对本实用新型的实施例进一步说明：
本柱塞包括打捞头1、螺旋带2、绕流器3、泄流孔4、观察窗5、钢球6、球座7、进气孔8和缓冲尾9：
本柱塞顶部为打捞头1；打捞头1下方为杆身上设有螺旋带2的绕流器3；绕流器3下方为球座7，球座7侧壁上设有观察窗5，球座7顶盖上设有纵向的四个泄流孔4，球座7顶盖下表面与球座内腔底面为对称的两个球面，钢球6设在两球面之间，球座7下部变径锥体内设有连通球座内腔的进气孔8；球座7底端连接缓冲尾9。
本柱塞的打捞头1、绕流器3和球座7采用316L不锈钢整体加工而成，缓冲尾9由塑料加工而成。绕流器3和球座7的最大外径为58mm，绕流器3杆身直径为30mm，泄流孔4直径为5mm，对称泄流孔4中心间距为45mm，进气孔8直径为20mm。
本柱塞的投放及工作过程如下：
1、投放过程：
关闭气井，将井口防喷管管段放空泄压至0MPa。打开防喷管，通过打捞头1下放本柱塞，卡在捕捉器上。然后安装防喷管，导通气井柱塞气举生产流程，松开捕捉器。本柱塞自由下落至井底座落器，而井底积液则通过本柱塞与油管间的间隙缓慢溢至本柱塞上方。
2、举液过程：
达到气井恢复压力的设定时间后，本柱塞控制器打开薄膜阀，地层高压气体通过进气孔8进入球座7腔体，推动钢球6上行至球座7上球面，封堵住泄流孔4，气流通过观察窗5升至绕流器3，作用于螺旋带2上。因为柱塞上方的液柱具有密封作用，所以气流能推动柱塞及其上方液柱整体螺旋上行。
当气流的推力小于本柱塞及其上方液柱的自重时，钢球6下行至球座7下球面，液柱通过泄流孔4进入球座7内，并通过进气口8落至井底。随着液柱的下落，本柱塞上方压力下降。当本柱塞上方压力低于其下方压力时，本柱塞则重新开始上升过程。如此反复，直至本柱塞上行至井口，完成单次举液过程。
Claims (1)
1.一种气井排水采气涡流平衡式柱塞，其特征在于：本柱塞顶部为打捞头(1)；打捞头(1)下方为杆身上设有螺旋带(2)的绕流器(3)；绕流器(3)下方为球座(7)，球座(7)侧壁上设有观察窗(5)，球座(7)顶盖上设有纵向的泄流孔(4)，球座(7)顶盖下表面与球座内腔底面为对称的两个球面，钢球(6)设在两球面之间，球座(7)下部变径锥体内设有连通球座内腔的进气孔(8)；球座(7)底端连接缓冲尾(9)。
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