CN204238911U - 一种分体式柱塞气举装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式柱塞气举装置，目的在于解决现有的柱塞装置必须保留地面控制系统，人为控制柱塞运行周期非常困难，系统故障频繁，生产效率低下的问题。其包括柱塞筒、堵塞球，所述柱塞筒包括中空筒体、卡槽，中空筒体与卡槽固定连接，中空筒体的外壁上设置有凹槽。本实用新型能够完成传统柱塞气举工艺的功能，并且能够极大降低操作人员的劳动强度，减少设备故障率，降低装置的操作、调节难度，提高设备的稳定性和平稳性，极大提升运行效率。本实用新型构思巧妙，设计合理，操作方便，故障率低，能够极大提升设备运行的平稳性，保证设备的连续、稳定、自动运行，具有显著的进步意义，大规模推广应用后，必将取得极大的经济价值和社会价值。

Description

一种分体式柱塞气举装置

技术领域

本实用新型涉及油田设备领域，尤其是一种分体式柱塞气举装置，本实用新型经过室内改进和现场验证，能够实现高效排液采气，具有较好的应用前景。

背景技术

在油气田开发进入中后期后，随着地层压力的降低，井筒积液逐步成为影响气井稳定生产的主要因素。目前，解决井筒积液应用最广泛的工艺措施是采用泡沫排水。然而，该工艺不仅对高温、高含油和高矿化度情况适应性较差，而且现场作业人员劳动强度大。同时，起泡剂长期使用后，容易引起井筒污染，进而导致气井无法持续正常生产。

近年来，采用柱塞气举工艺处理井筒积液，由于其不会产生后续问题，因而得到了一定程度的使用。目前，传统的柱塞气举工艺中采用的实心柱塞，实心柱塞采用一体设计，柱塞与井筒相配合。其在工作时，实心的柱塞先沉入井筒底部，在积水的带动下，实心柱塞向上浮起。由于井筒内的压力较大，当实心柱塞上升至井筒的井口后，必须关井,关井后，实心柱塞依靠自身重力下落至井筒底部，然后开井，进行下一次循环。由于柱塞依靠自身的重力下落至井底，因此，为了实现柱塞的快速下行，通常采用实心整体柱塞。

受结构限制，采用现有的柱塞时，必须保留地面控制系统，人为控制柱塞运行周期。而在采用现有的柱塞时，人为控制柱塞运行周期非常困难，且系统故障频繁，进而导致生产效率低下，现场应用受到了很大的限制。

因此，需要寻找一种工艺和/或方法来克服现有工艺的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种分体式柱塞气举装置。本实用新型进行了全新的结构设计，对地面控制系统进行了简化，并重新设计了核心部件，改进后的结构能够顺利完成传统柱塞气举工艺的所有功能，并且能够极大降低操作人员的劳动强度，减少设备故障率，降低装置的操作、调节难度，提高设备的稳定性和平稳性，极大提升运行效率。本实用新型构思巧妙，设计合理，操作方便，故障率低，能够极大提升设备运行的平稳性，保证设备的连续、稳定、自动运行，具有显著的进步意义，大规模推广应用后，必将取得极大的经济价值和社会价值。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种分体式柱塞气举装置，包括柱塞筒、堵塞球，所述柱塞筒包括中空筒体、与堵塞球相配合的卡槽，所述中空筒体与卡槽固定连接，所述中空筒体的外壁上设置有若干条凹槽。

所述中空筒体的内壁呈锥形。

所述凹槽为环形槽或条形槽。

所述凹槽为与中空筒体轴向相垂直的环形槽。

所述堵塞球采用金属材料或塑料制备而成。

所述堵塞球采用钢材料或铁材料制备而成。

还包括与中空筒体相配合的顶杆。

所述顶杆包括顶针、与顶针相连的把手。

所述顶针与把手之间采用固定连接或活动连接。

所述顶针与把手之间设置有缓冲弹簧。

所述顶杆采用无磁性材料或磁性材料制备而成。

还包括用于与井筒相连的捕捉筒，所述捕捉筒上设置有排水排气管，所述排水排气管上设置有阀门，所述顶杆设置在捕捉筒内。

所述捕捉筒上还设置有顶塞管，所述顶塞管内设置有与顶塞管相配合的推杆，所述推杆与顶塞管之间采用活动连接。

所述推杆与顶塞管之间采用螺纹连接。

常规柱塞气举工作时，是通过地面控制系统，人为设定不同时间间隔重复开、关流动管线上的皮膜阀，从而实现流动通道的打开与关闭，并由此实现柱塞的上行与下落。为此，本实用新型提供一种分体式柱塞气举装置，该装置包括柱塞筒、堵塞球。其中，柱塞筒包括中空筒体、与堵塞球相配合的卡槽，中空筒体与卡槽固定连接，中空筒体的外壁上设置有若干条凹槽。本实用新型采用分体式设计，取消了地面控制系统，将传统的一体式柱塞，分解为柱塞筒、堵塞球两部分，通过各部件之间的相互配合，有效保证两个部件间的紧密连接。本实用新型工作时，在上升过程中，柱塞筒、堵塞球紧密连接，表现出与传统柱塞工作一样的方式；下落过程中，柱塞筒与堵塞球分离，柱塞筒、堵塞球受重力作用各自下落，气体通过柱塞筒、堵塞球与井管之间的空隙继续流动，当两个部件到达井筒内卡定器位置时，再次组合为一体。本实用新型中空筒体的外壁上设置有若干条凹槽，凹槽能够增大其与井筒之间的摩擦力，因此不易脱落。进一步，凹槽为环形槽或条形槽；作为优选，凹槽为与中空筒体轴向相垂直的环形槽。堵塞球采用金属材料或塑料制备而成，进一步，堵塞球采用钢材料或铁材料制备而成。

进一步，本实用新型还包括与中空筒体相配合的顶杆。本实用新型中增加了用于完成柱塞筒与堵塞球分离的顶杆，当柱塞筒上行达到地面捕捉筒位置时，顶杆从柱塞筒内部伸入，实现柱塞筒与堵塞球的顺利分离。采用该结构，顶杆能够固定在柱塞筒内，当柱塞筒上行达到地面捕捉筒位置时，即可自动实现柱塞筒与堵塞球的分离，而无需进行人为操作。顶杆采用无磁性材料或磁性材料制备而成，当堵塞球采用钢材料或铁材料制备而成时，顶杆采用无磁性材料制备而成。

顶杆包括顶针、把手，顶针与把手之间采用固定连接或活动连接。进一步，本实用新型中，顶针与把手活动连接，缓冲弹簧设置在顶针与把手之间，采用该结构，能够避免震动对井筒的影响，同时形成对井口装置的有效保护。

本实用新型中还包括用于与井筒相连的捕捉筒，捕捉筒上设置有排水排气管，排水排气管上设置有阀门。捕捉筒上还设置有顶塞管，顶塞管内设置有与顶塞管相配合的推杆，推杆与顶塞管之间采用活动连接。本实用新型中，通过排水排气管能够对捕捉筒进行排水、排气处理。顶塞管正常情况下不使用，其与推杆相对固定，不影响其他装置的正常运行。当需要对柱塞筒和堵塞球进行取出检查时，可以利用捕捉筒结构，拆除捕捉筒内的顶杆，并使气体经上部流动通道流动，柱塞筒达到捕捉筒后，通过调节推杆，可以把柱塞和钢球保留在捕捉筒内，利用打捞工具即可实现对柱塞和钢球的检查或者更换。推杆与顶塞管之间采用螺纹连接。

由于采用上述结构，本实用新型能够有效解决传统柱塞气举装置所存在的操作人员劳动强度大、生产成本高、设备控制系统故障率高、系统调节困难、运行效率低下以及后期管理复杂等问题，极大提高了柱塞气举排水采气有效性。本实用新型通过对地面控制系统进行简化，并重新设计工艺设施的核心部件，取消了地面控制系统，将传统的一体式柱塞分解为柱塞筒与堵塞钢球两个部分，同时增加了顶杆设计结构，成功实现了本实用新型的自动、连续运行；同时，通过本实用新型的捕捉筒结构，能够实现对柱塞筒和堵塞球的检查或者换。

本申请是申请人的技术人员通过长期研发，并开展了大量的对比实验，经过不断摸索得到的，是申请人创造性劳动的结晶，是一项全新的气举装置，其有效解决了现有技术所存在的设备故障率高、运行效率低下等诸多缺点和问题，本实用新型通过对柱塞本体、捕捉筒的改进，在保证柱塞筒与堵塞球组成的柱塞运行过程中能完成柱塞排液功能的前提下，实现了柱塞筒和堵塞球的有效、自动分离，同时取消了地面控制系统，降低了工艺控制系统故障的可能性，并降低控制系统的人为时间间隔，提高柱塞运行效率和平稳性。系统在后期运行中，不需要增加其他的额外工作量，能够节约油气田开发生产成本，降低劳动强度，满足了气田高效开发的需求。本实用新型有效保证了系统运行的高效与平稳，极大地降低了地面控制系统故障导致设备运行中断等情况的发生，能提高油气井生产时的效率和设备完好率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型有效解决了常规柱塞气举地面设备故障率高、柱塞运行效率低、人工设定难度大的缺点，同时本实用新型后期管理、维护简单，生产成本、维护成本低。本实用新型在确保排水采气措施有效性的前提下，能减少井口安全隐患；整套设备还具有实施和操作方便的特点本实用新型，从一口井上拆除后，还可在下一口井上再次安装使用，有效降低气井运行成本，极大提高工作效率，大规模推广应用后，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型中柱塞筒与堵塞球的配合示意图。

图2为本实用新型中柱塞筒的剖视图。

图3为本实用新型中捕捉筒与顶杆的结合示意图。

图4为本实用新型中捕捉筒的剖视图。

图5为本实用新型中顶杆的结构示意图。

图中标记：1为柱塞筒，2为堵塞球，3为中空筒体，4为卡槽，5为凹槽，6为顶杆，7为顶针，8为把手，9为缓冲弹簧，10为捕捉筒，11为排水排气管，12为阀门，13为顶塞管，14为推杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所示，本实用新型包括柱塞筒、堵塞球、顶杆、捕捉筒。其中，柱塞筒与堵塞球构成气举的核心装置。柱塞筒包括中空筒体、卡槽，中空筒体与卡槽固定连接，中空筒体的外壁上设置有若干条凹槽，堵塞球能够与卡槽相配合。本实施例中，凹槽采用与中空筒体轴向相垂直的环形槽，环形槽间相互平行，中空筒体的内壁呈锥形。

捕捉筒用于与井筒相连，捕捉筒上分别设置有排水排气管、顶塞管，排水排气管上设置有阀门，顶塞管内设置有与顶塞管螺纹连接的推杆。顶杆设置在捕捉筒内，其包括顶针、把手，顶针与把手之间采用螺纹连接，顶针与把手之间设置有缓冲弹簧。本实施例中，堵塞球为钢球，顶杆采用无磁性材料制成。

本实用新型装配时，捕捉筒与井筒相连，柱塞筒、堵塞球分别设置在井筒内且堵塞球位于柱塞筒下方，顶杆固定在捕捉筒的开口内。本实用新型工作时，柱塞筒、堵塞球下落至井筒底部，堵塞球与柱塞筒的卡槽相连，两者紧密联系在一起，在积水的带动下，两者向上浮起。当到达捕捉筒内时，顶针穿过中空筒体，将堵塞球与中空筒体分离；分离后，堵塞球、中空筒体分别在重力作用下，下落至井筒底部，并在底部连接，进行下一次循环。

本实用新型中，缓冲弹簧能够减轻柱塞筒对地面装置的撞击，既保证运行过程平稳，又降低柱塞筒变形的可能性。顶塞管和推杆主要用于装置效率下降后的检修作业或事故后的维护，采用该结构，能够将柱塞筒、堵塞球捕捉在捕捉筒内，方便取出检查和更换。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分体式柱塞气举装置，其特征在于，包括柱塞筒、堵塞球，所述柱塞筒包括中空筒体、与堵塞球相配合的卡槽，所述中空筒体与卡槽固定连接，所述中空筒体的外壁上设置有若干条凹槽。

2.根据权利要求1所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述中空筒体的内壁呈锥形。

3.根据权利要求1所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述凹槽为环形槽或条形槽。

4.根据权利要求1-3任一项所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，还包括与中空筒体相配合的顶杆。

5.根据权利要求4所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述顶杆包括顶针、与顶针相连的把手。

6.根据权利要求5所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述顶针与把手之间采用固定连接或活动连接。

7.根据权利要求6所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述顶针与把手之间设置有缓冲弹簧。

8.根据权利要求4所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，还包括用于与井筒相连的捕捉筒，所述捕捉筒上设置有排水排气管，所述排水排气管上设置有阀门，所述顶杆设置在捕捉筒内。

9.根据权利要求8所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述捕捉筒上还设置有顶塞管，所述顶塞管内设置有与顶塞管相配合的推杆，所述推杆与顶塞管之间采用活动连接。

10.根据权利要求9所述分体式柱塞气举装置，其特征在于，所述推杆与顶塞管之间采用螺纹连接。