CN204804786U - 非金属排水采气柱塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种非金属排水采气柱塞，包括：打捞头、柱塞本体和磁芯，打捞头与柱塞本体连接，打捞头和柱塞本体均采用非金属材料制成，磁芯位于打捞头和柱塞本体连接处的空间内。本实用新型提供的非金属排水采气柱塞，能够使位于井口的捕捉器的三维磁场检测到柱塞的位置，判断柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液排出，从而提高了柱塞排水采气工艺的效果。

Description

非金属排水采气柱塞

技术领域

本实用新型涉及天然气田(简称气田)排水采气技术，尤其涉及一种非金属排水采气柱塞。

背景技术

随着气田的开发，低产低效井比例逐年增加，部分低产低效井是投产时由于地层构造等因素形成的，部分低产低效井是到了气井生产中后期由于气井压力、气体流动速度逐步降低等因素形成的。低产低效井产量低、携液能力差，井底能量不足，不能满足最小携液流量的要求，携带到地面的水量较少，井底及井筒逐步产生积液，最终导致气井无法正常成产。如何发挥低产低效井产能，保持气井稳产成为亟待解决的技术难题。

柱塞气举排水采气技术是提高气田低产低效井采收率、产能最经济合理的技术，柱塞气举是一种间歇气举的排水采气技术，依靠气井自身产出的气体的能量推动柱塞往复运动，实现周期性举液，使柱塞上端的液体排出到地面。目前主要应用的排水采气柱塞均为金属排水采气柱塞，一种是柱塞本体和打捞头均采用金属材料制成，还有一种是柱塞本体采用非金属材料制成，打捞头采用金属材料制成。

然而，目前柱塞本体采用非金属材料，打捞头采用金属材料的排水采气柱塞在运动过程中，由于柱塞本体采用非金属材料制成，容易使得位于井口的捕捉器的三维磁场检测不到排水采气柱塞的位置，无法判断排水采气柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液无法排出，从而影响了柱塞排水采气工艺的效果。

实用新型内容

本实用新型提供一种非金属排水采气柱塞，能够使位于井口的捕捉器的三维磁场检测到柱塞的位置，判断柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液排出，从而提高了柱塞排水采气工艺的效果。

本实用新型提供的非金属排水采气柱塞，包括：打捞头、柱塞本体和磁芯；

打捞头与柱塞本体连接；

打捞头和柱塞本体均采用非金属材料制成；

磁芯位于打捞头和柱塞本体连接处的空间内。

在本实用新型的一实施例中，前述柱塞本体采用浇铸MC尼龙材料制成。

在本实用新型的一实施例中，前述非金属排水采气柱塞还包括安全销；

打捞头的第一端和柱塞本体的第一端分别设置有安全销孔，打捞头的安全销孔与柱塞本体上的安全销孔相对应设置；

其中，打捞头的第一端指的是打捞头与柱塞本体连接的一端，柱塞本体的第一端指的是柱塞本体与打捞头连接的一端；

安全销穿设于打捞头和柱塞本体的安全销孔内，用于连接打捞头和柱塞本体。

在本实用新型的一实施例中，前述打捞头的第一端设置有螺纹，用于与柱塞本体丝扣连接。

在本实用新型的一实施例中，前述非金属排水采气柱塞还包括底座；

底座设置在柱塞本体的第二端的端部，底座与柱塞本体一体连接；

其中，柱塞本体的第二端指的是柱塞本体不与打捞头连接的一端。

在本实用新型的一实施例中，前述底座采用非金属材料制成。

在本实用新型的一实施例中，前述柱塞本体为圆柱状。

在本实用新型的一实施例中，前述柱塞本体为阶梯圆柱状。

在本实用新型的一实施例中，前述打捞头与柱塞本体轴连接。

本实用新型提供的非金属排水采气柱塞，通过打捞头与柱塞本体连接，打捞头和柱塞本体均采用非金属材料制成，磁芯位于打捞头和柱塞本体连接处的空间内，位于打捞头和柱塞本体连接处的空间内的磁芯提供磁场，磁芯提供的磁场能够使位于井口的捕捉器的三维磁场检测到柱塞的位置，判断柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液能够排出，从而提高了柱塞排水采气工艺的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的非金属排水采气柱塞应用场景示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的非金属排水采气柱塞结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的非金属排水采气柱塞结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的非金属排水采气柱塞中打捞头的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的非金属排水采气柱塞中带有底座的柱塞本体的结构示意图。

附图标记说明：

11：井筒；

12：缓冲器；

13：积液；

14地面；

21、31：打捞头；

22、32：柱塞本体；

23、33：磁芯；

34：安全销；

35：底座。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所要解决的技术问题是如何能够使位于井口的捕捉器的三维磁场检测到柱塞的位置，判断柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液能够排出，从而提高柱塞排水采气工艺的效果。

本实用新型应用于气田低产低效井采气场景中，但并不限于气田低产低效井采气的场景。为了便于说明，本实用新型以应用于气田低产低效井采气的场景中为例，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

图1为本实用新型提供的非金属排水采气柱塞应用场景示意图。如图1所示，当低产低效井产量低、携液能力差，井底能量不足，不能满足最小携液流量的要求，井底及井筒11逐步产生积液13时，采用柱塞气举排水采气技术，将排水采气柱塞从井口投入，排水采气柱塞投入井口后，关井，排水采气柱塞在自身重力和惯性力作用下向井底下落，当排水采气柱塞下落到放置在靠近井底的缓冲器12时，等待井底蓄流，开井，井底产气，在井底产出气体的推动作用下，排水采气柱塞上行至井口，将排水采气柱塞上端的液体排出到地面14，排水采气柱塞如此往复运动，将井底及井筒11产生的积液13排出到地面14，提高气田低产低效井的开采效率。

需要说明的是，本实用新型图1提供的非金属排水采气柱塞应用场景示意图是为了使本领域技术人员更好的理解柱塞气举排水采气技术的实现过程，只是一种应用场景，且只是一个概略图，并不是非金属排水采气柱塞的全部应用场景，非金属排水采气柱塞应用场景具体的结构、具体的柱塞气举排水采气技术以具体实际操作中的应用场景而定，本实用新型在此不再阐述和赘述。本实用新型提供的非金属排水采气柱塞应用场景及柱塞气举排水采气技术具体实现过程是以应用于垂直井进行阐述的，但并不限于应用于垂直井，也可以应用到斜井等。具体的，缓冲器12的结构和安放在井底的位置根据具体实际操作中的应用场景而定，本实用新型图1中提供的缓冲器12只是其中一种结构和安放位置，本实用新型对此不进行限制。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一

图2为本实用新型实施例一提供的非金属排水采气柱塞结构示意图。如图2所示，本实施例提供的非金属排水采气柱塞包括：打捞头21、柱塞本体22和磁芯23。

打捞头21与柱塞本体22连接。

需要说明的是，本实施例中打捞头21与柱塞本体22固定连接，具体的，打捞头21与柱塞本体22具体的连接方式，本实施例在此不进行限定，只要实现打捞头21与柱塞本体22固定连接即可。

本实施例中打捞头21的具体结构和使用原理与现有技术打捞头21相同，在此不再赘述。

打捞头21和柱塞本体22均采用非金属材料制成。

具体的，打捞头21和本实施例柱塞本体22采用非金属材料制成，一是排水采气柱塞不易与气井中液体发生反应，使得非金属材料柱塞具有良好的耐腐蚀性；二是排水采气柱塞的摩擦系数小，使得非金属材料柱塞具有良好的耐磨性；三是排水采气柱塞的质量轻，使得非金属材料柱塞上行过程中不需要较大推力即可实现柱塞上行。

可选的，打捞头21和柱塞本体22采用浇铸尼龙(Monomercastingnylon，简称MC尼龙)材料制成。打捞头21和柱塞本体22采用MC尼龙材料制成，使得非金属排水采气柱塞具有较强的耐腐蚀性和耐磨性，以及非金属排水采气柱塞质量更轻，使得非金属排水采气柱塞上行过程中仅需要很小的压差即可实现柱塞的上行。

举例来说，本实施例采用MC尼龙材料制成的非金属排水采气柱塞比目前采用钢材料制成的的金属排水采气柱塞摩擦系数低8.8倍，由此可知，本实施例采用MC尼龙材料制成的非金属排水采气柱塞比采用钢材料制成的的金属排水采气柱塞具有较强的耐腐蚀性和耐磨性。

同时，本实施例采用MC尼龙材料制成的非金属排水采气柱塞比重仅为目前采用钢材料制成的的金属排水采气柱塞比重的六分之一，如采用钢材料制成的金属排水采气柱塞，上行过程中需要0.07兆帕(又称MPa)压差才可实现柱塞的上行，而本实施例提供的采用MC尼龙材料制成非金属排水采气柱塞，上行过程中只需要0.02MPa压差即可实现柱塞的上行，由此可知，采用MC尼龙材料制成的非金属排水采气柱塞比采用钢材料制成的金属排水采气柱塞上行过程中需要的压差小0.05MPa，上行过程中需要的推力小很多，减少了井筒能量损失。

磁芯23位于打捞头21和柱塞本体22连接处的空间内。

具体的，磁芯23置于打捞头21和柱塞本体22连接处的空间内，磁芯23提供的磁场，位于井口的捕捉器的三维磁场可以检测到磁芯23提供的磁场，从而可以检测到非金属排水采气柱塞在井筒内的位置，可以判断排水采气柱塞是否到达井筒内的指定位置，将井筒内指定位置的积液排出，从而提高了柱塞排水采气工艺的效果。

需要说明的是，磁芯23是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物。

本实施例提供的非金属排水采气柱塞，通过打捞头21与柱塞本体22连接，打捞头21和柱塞本体22均采用非金属材料制成，磁芯23位于打捞头21和柱塞本体22连接处的空间内，位于打捞头21和柱塞本体22连接处的空间内的磁芯23提供磁场，磁芯23提供的磁场能够使位于井口的捕捉器的三维磁场检测到柱塞的位置，判断柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液能够排出，从而提高了柱塞排水采气工艺的效果。

实施例二

图3为本实用新型实施例二提供的非金属排水采气柱塞结构示意图，图4为本实用新型实施例二提供的非金属排水采气柱塞中打捞头的结构示意图，图5为本实用新型实施例二提供的非金属排水采气柱塞中带有底座的柱塞本体的结构示意图。当气田低产低效井采气实际工作过程中，排水采气柱塞由于磨损不能使用需要更换，为了更换时不用将整个排水采气柱塞更换，此时便可采用本实施例的非金属排水采气柱塞。

如图3至图5所示，本实施例提供的非金属排水采气柱塞，包括：打捞头31、柱塞本体32、磁芯33和安全销34。

打捞头31与柱塞本体32连接。

具体的，本实施例中打捞头31与柱塞本体32连接是通过安全销34连接在一起的。

打捞头31的第一端和柱塞本体32的第一端分别设置有安全销孔(未示出)，打捞头31的安全销孔与柱塞本体32上的安全销孔相对应设置。

其中，打捞头31的第一端指的是打捞头31与柱塞本体32连接的一端，柱塞本体32的第一端指的是柱塞本体32与打捞头31连接的一端。

安全销34穿设于打捞头31和柱塞本体32的安全销孔内，用于连接打捞头31和柱塞本体32。

可选的，打捞头31与柱塞本体32轴连接

具体的，打捞头31，与柱塞本体32轴连接，安全销34穿设于打捞头31和柱塞本体32相对应设置的安全销孔内，将打捞头31和柱塞本体32连接起来。

需要说明的是，本实施例提供的非金属排水采气柱塞打捞头31与柱塞本体32是可拆分或/和组装的。当非金属排水采气柱塞在不使用时，去掉穿设于打捞头31和柱塞本体32相对应设置的安全销孔内的安全销34，打捞头31与柱塞本体32处于非连接状态，可实现打捞头31和柱塞本体32的拆分；当非金属排水采气柱塞在使用时，打捞头31与柱塞本体32轴连接，安全销34穿设于打捞头31和柱塞本体32相对应设置的安全销孔内，将打捞头31和柱塞本体32连接起来，即可实现打捞头31和柱塞本体32的组装。

举例来说，当气田气井实际采气时，由于长时间使用或其他因素导致排水采气塞柱塞磨损不能使用需要更换时，目前采用金属排水采气柱塞均为固定连接、不可拆分的，如果更换则需要整个排水采气柱塞全部更换。而本实施例中柱塞本体32与打捞头31可拆分或/和组装，当非金属排水采气柱塞磨损不能使用时，只需更换非金属排水采气柱的柱塞本体32即可，而不需要更换整个非金属排水采气柱塞。

可选的，非金属排水采气柱塞还包括底座35。

底座35设置在柱塞本体32的第二端的端部，底座35与柱塞本体32一体连接。

其中，柱塞本体32的第二端指的是柱塞本体32不与打捞头31连接的一端。

可选的，底座35采用非金属材料制成。

可选的，打捞头31的第一端设置有螺纹，用于与柱塞本体32丝扣连接。

具体的，打捞头31与柱塞本体32丝扣连接，即螺纹连接，是通过打捞头31靠近安全销孔端部设置的内外螺纹将打捞头31与柱塞本体32连接。

可选的，柱塞本体32为圆柱状。

可选的，柱塞本体32为阶梯圆柱状。

具体的，本实施例提供的柱塞本体32为阶梯圆柱状，使得柱塞本体32在井底下落时应力分布更均匀。

本实施例提供的非金属排水采气柱塞，通过打捞头31与柱塞本体32连接，打捞头31和柱塞本体32均采用非金属材料制成，磁芯33位于打捞头31和柱塞本体32连接处的空间内，位于打捞头31和柱塞本体32连接处的空间内的磁芯33提供磁场，磁芯33提供的磁场能够使位于井口的捕捉器的三维磁场检测到柱塞的位置，判断柱塞是否到达井筒内的指定位置，使得井筒内指定位置的积液能够排出，从而提高了柱塞排水采气工艺的效果。同时，通过设置打捞头31和柱塞本体32的第一端部上设置有安全销孔，安全销34穿设于打捞头31和柱塞本体32的安全销孔内，使得非金属排水采气柱塞的柱塞本体32与打捞头31可拆分或/和组装，当非金属排水采气柱塞磨损不能使用时，只需更换非金属排水采气柱的柱塞本体32即可，而不需要更换整个非金属排水采气柱塞。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种非金属排水采气柱塞，其特征在于，包括：打捞头、柱塞本体和磁芯；

所述打捞头与所述柱塞本体连接；

所述打捞头和所述柱塞本体均采用非金属材料制成；

所述磁芯位于所述打捞头和所述柱塞本体连接处的空间内。

2.根据权利要求1所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述柱塞本体采用浇铸MC尼龙材料制成。

3.根据权利要求2所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述非金属排水采气柱塞还包括安全销；

所述打捞头的第一端和所述柱塞本体的第一端分别设置有安全销孔，所述打捞头的安全销孔与所述柱塞本体上的安全销孔相对应设置；

其中，所述打捞头的第一端指的是所述打捞头与所述柱塞本体连接的一端，所述柱塞本体的第一端指的是所述柱塞本体与所述打捞头连接的一端；

所述安全销穿设于所述打捞头和所述柱塞本体的安全销孔内，用于连接所述打捞头和所述柱塞本体。

4.根据权利要求3所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述打捞头的第一端设置有螺纹，用于与所述柱塞本体丝扣连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述非金属排水采气柱塞还包括底座；

所述底座设置在所述柱塞本体的第二端的端部，所述底座与所述柱塞本体一体连接；

其中，所述柱塞本体的第二端指的是所述柱塞本体不与所述打捞头连接的一端。

6.根据权利要求5所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述底座采用非金属材料制成。

7.根据权利要求1-4任一项所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述柱塞本体为圆柱状。

8.根据权利要求1-4任一项所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述柱塞本体为阶梯圆柱状。

9.根据权利要求1-4任一项所述的非金属排水采气柱塞，其特征在于，所述打捞头与所述柱塞本体轴连接。