CN206376780U - 柱塞气举用卡定器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种柱塞气举用卡定器。本实用新型柱塞气举用卡定器，包括：打捞头、卡定爪安装部、中间体、支撑体以及卡定爪；打捞头与卡定爪安装部连接，卡定爪安装部还通过中间体与支撑体连接；卡定爪的一端可转动的安装在卡定爪安装部上，卡定爪的另一端与打捞头之间设置有扭簧；其中，在卡定器由井口落至坐放短节处时，卡定爪张开卡设在坐放短节处。本实用新型柱塞气举用卡定器通过钢丝作业实现固定安装于油管上设计深度处的坐放短节内，对柱塞向下运动起到限位作用，防止柱塞落入井底，从而实现了柱塞气举井下安全生产，降低了作业费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及采油技术，尤其涉及一种柱塞气举用卡定器。
背景技术
卡定器是柱塞气举工艺主要配套工具之一，在柱塞气举井中通常使用钢丝作业将卡定器投放到井下，对柱塞的向下运动起到限位作用，且防止柱塞掉入油管鞋以下。
现有的柱塞气举用卡定器一般投放到井下油管接箍设计位置，并坐于油管接箍的凹槽内，但对于采用坐放短节于设计位置的柱塞气举井，将无法使用现有的卡定器对柱塞起限位作用。
实用新型内容
本实用新型提供一种柱塞气举用卡定器，以实现通过钢丝作业安装于井下设计位置，能达到良好的限位效果，无需修井作业，避免储层污染。
本实用新型提供一种柱塞气举用卡定器，包括：打捞头、卡定爪安装部、中间体、支撑体以及卡定爪；
所述打捞头与所述卡定爪安装部连接，所述卡定爪安装部还通过所述中间体与所述支撑体连接；
所述卡定爪的一端可转动的安装在所述卡定爪安装部上，所述卡定爪的另一端与所述打捞头之间设置有扭簧；
其中，在所述卡定器由井口落至坐放短节处时，所述卡定爪张开卡设在所述坐放短节处。
可选地，所述卡定爪通过钢销与所述卡定爪安装部连接，所述卡定爪可绕所述钢销转动。
可选地，所述卡定爪靠近所述打捞头的侧壁设置有扭簧安装槽，所述扭簧的弹簧圈体设置在所述扭簧安装槽中，所述扭簧的一端的支点与所述打捞头抵接，所述扭簧另一端的支点与所述卡定爪抵接。
可选地，所述支撑体内安装有球座，所述球座上设置有球，所述球可在所述中间体内上下移动。
可选地，所述球的直径大于所述球座的内径。
可选地，所述卡定爪安装部的外螺纹与所述中间体的内螺纹连接，所述卡定爪安装部的内径小于所述球的直径。
可选地，所述卡定爪安装部的侧壁上设置有出油孔。
可选地，所述打捞头的外侧壁上设置有缓冲器固定部。
可选地，所述缓冲器固定部具体为打捞头的外侧壁上设置的环形凹槽。
本实用新型柱塞气举用卡定器，通过设置的打捞头的上端固定连接柱塞缓冲器，对柱塞起到缓冲作用。卡定爪的一端可转动的安装在卡定爪安装部上，卡定爪的另一端与打捞头之间设置有扭簧，在卡定器由井口落至坐放短节处时，扭簧对卡定爪施加向外的弹力，卡定爪的一端转动，使得卡定爪的另一端张开至卡定器的外部，从而卡设在坐放短节处，实现对该卡定器的固定作用，进而对柱塞向下运动起到限位作用，避免柱塞落入井底。本实用新型提供的柱塞气举用卡定器结构简单、组装方便、安装快捷，实现了柱塞气举井下安全生产，通过钢丝作业实现安装，降低了作业费用，提高了油气田开发效果，避免压井作业造成储层污染。
附图说明
图1为本实用新型提供的柱塞气举用卡定器的剖面结构示意图。
具体实施方式
柱塞气举技术通过利用油井气层的气体(或外加气源气体)推动井下柱塞，举升油层液体的一种间歇举升方式。柱塞在被举升液体和高压气体之间起分割作用，以减少气相和液相的滑脱损失，从而提高油井的举升效率。根据气源的不同，柱塞气举技术分为外加气源气举和本井气柱塞气举。柱塞气举技术的原理是：柱塞在油管内的卡定器和防喷器之间作周期性的运动。整个过程由控制器控制气动薄膜阀的开关来完成。当气动薄膜阀关闭时，柱塞在自重作用下下落，柱塞撞击柱塞缓冲器后凡尔关闭，井下压力开始恢复。当套管压力恢复到一定值时气动薄膜阀打开，气体迅速从套管进入油管，加上地层产出的气体推动柱塞及其上部的液柱一起向上运动，直到把柱塞以上的液体举至地面。柱塞撞击防喷管内的顶杆后，凡尔再次打开，气动薄膜阀关闭，柱塞下落进行下一次工作循环。无论是外加气源柱塞气举还是本井气柱塞气举，都需要柱塞卡定器对柱塞起到限位作用。
本实施例柱塞气举用卡定器适用于外加气源柱塞气举和本井气柱塞气举，可采用钢丝作业的方式对该柱塞气举用卡定器实现投放于设计深度处的坐放短节内。操作人员还可通过打捞工具对该卡定器进行打捞，在下放打捞工具后，打捞工具可进入到卡定器中，使得卡定爪能够从坐放短节的凹槽内抽出，此时操作人员向上震击打捞工具后，卡定器跟随打捞工具起出井口，打捞施工完成。本领域技术人员可以理解，在卡定器安装完成后，也可以一直使用，不进行打捞。该卡定器采用钢材质，安装好后，其表面经过特殊处理，达到表面不氧化、不硫化的目的,以使机械性能优越，且适合交变负荷工况下的工作。下面采用详细的实施例对本实用新型提供的柱塞气举用卡定器的结构进行详细说明。
图1为本实用新型提供的柱塞气举用卡定器的剖面结构示意图，如图1所示，本实施例的柱塞气举用卡定器包括：打捞头10、卡定爪安装部20、中间体30、支撑体40以及卡定爪21；打捞头10与卡定爪安装部20连接，卡定爪安装部20还通过中间体30与支撑体40连接；卡定爪21的一端可转动的安装在卡定爪安装部20上，卡定爪21的另一端与打捞头10之间设置有扭簧11；其中，在卡定器由井口落至坐放短节处时，卡定爪21张开卡设在坐放短节处。
具体地，本实施例柱塞气举用卡定器中，打捞头10、卡定爪安装部20、中间体30、支撑体40都为空心的，便于进入油管的液体能够顺利通过该柱塞气举用卡定器，实现液体向上运动且进行积聚的过程。
进一步地，打捞头10的上端可加工有特殊结构的打捞颈，打捞颈可为凹槽，恰好将柱塞缓冲器卡在凹槽内。可选地，打捞头10也可与柱塞缓冲器螺纹连接。无论打捞头10采用上述哪种结构，只要能够实现打捞头10与柱塞缓冲器的固定连接即可。其中，柱塞缓冲器可为缓冲弹簧。本实施例中对打捞头10的具体结构不限于上述方式。
进一步地，打捞头10与卡定爪安装部20可为一体成型的结构，也可通过螺纹连接。本实施例中对打捞头10与卡定爪安装部20的连接方式不做赘述，只要在卡定爪安装部20上能够安装卡定爪21即可。
具体地，在卡定爪安装部20的侧壁上设置有开孔，卡定爪21的一端可转动的安装在该卡定爪安装部20上，该开孔为卡定爪21的转动提供了空间。卡定爪21的另一端与打捞头10之间设置有扭簧11。在井内空间有限的情况下，扭簧11的两端处于被挤压的状态，卡定爪21位于该开孔内；在坐放短节内，坐放短节为卡定爪21的张开预留了空间，此时，扭簧11将卡定爪21弹开，卡定爪21向卡定爪安装部20的外侧进行转动，从而卡定爪21的一端(上端)转动至该开孔外，另一端(下端)转动至该卡定爪安装部20内，从而卡定爪21张开。卡定爪21张开后，该卡定爪21与该卡定器的侧壁有一定的夹角，从而能够与坐放短节的凹面完美配合，实现稳固该卡定器的作用，进而实现该卡定器对柱塞的限位作用。当向上拉动该卡定器时，由于卡定爪21与坐放短节的卡合作用，使得卡定器不会脱离坐放短节。
进一步地，由于柱塞对卡定器的向下冲击力很大，在卡定爪安装部20的下方设置有中间体30和支撑体40，能够大大提高该卡定器的稳固作用，防止柱塞掉入油管鞋以下。
操作人员安装柱塞气举用卡定器的具体过程为：将钢丝作业投入工具与打捞头10在地面安装到位后，将工具串缓慢入井，当卡定器下放至设计深度位置后，由于坐放短节内预留有卡定爪21的张开空间，因此扭簧11的弹力作用使得卡定爪21张开，卡定爪21与坐放短节的凹面配合，向上震击起出钢丝作业工具串，卡定器固定在坐放短节上。
本实施例柱塞气举用卡定器，通过设置的打捞头的上端固定连接柱塞缓冲器，对柱塞起到缓冲作用。卡定爪的一端可转动的安装在卡定爪安装部上，卡定爪的另一端与打捞头之间设置有扭簧，在卡定器由井口落至坐放短节处时，扭簧对卡定爪施加向外的弹力，卡定爪的一端转动，使得卡定爪的另一端张开至卡定器的外部，从而卡设在坐放短节处，实现对该卡定器的固定作用，进而对柱塞向下运动起到限位作用，避免柱塞落入井底。本实施例提供的柱塞气举用卡定器结构简单、组装方便、安装快捷，实现了柱塞气举井下安全生产，通过钢丝作业实现安装，降低了作业费用，提高了油气田开发效果，避免压井作业造成储层污染。
在上述实施例的基础上，继续结合图1，对本实施例中柱塞气举用卡定器的具体结构进行详细的说明。
首先，对安装柱塞缓冲器和打捞头10的具体连接方式进行详细的说明。
可选地，打捞头10的外侧壁上设置有缓冲器固定部。缓冲器固定部能够固定连接柱塞缓冲器于打捞头10的上端。例如，缓冲器固定部具体为打捞头10的外侧壁上设置的环形凹槽。柱塞缓冲器的下部能够恰好卡到环形凹槽中，实现柱塞缓冲器与打捞头10的可靠连接，进而实现柱塞缓冲器对柱塞的缓冲作用。
其次，对扭簧11的具体结构进行详细的说明。
可选地，卡定爪21靠近打捞头10的侧壁设置有扭簧11安装槽，扭簧11的弹簧圈体设置在扭簧11安装槽中，扭簧11的一端的支点与打捞头10抵接，扭簧11另一端的支点与卡定爪21抵接。进一步地，由于扭簧11的一端支点在打捞头10上，扭簧11的另一端支点在卡定爪21上，当卡定器到达设计深度时，即卡定爪21位于坐放短节处时，扭簧11的一端支点位置不变，扭簧11的另一端的支点弹开，以使卡定爪21能够张开至最大尺寸，可靠的固定于坐放短节内，使得该卡定器能够牢固的置于坐放短节内，进而实现该卡定器对柱塞的限位作用。
接着，对卡定爪21固定在卡定安装部的连接方式进行详细的说明。
卡定爪21与卡定爪安装部20的连接方式有很多种。例如，螺纹、螺栓连接等。本实施例中对卡定爪21与卡定爪安装部20的连接方式不限于上述实现方式，只要卡定爪21固定于卡定爪安装部20上且能够转动即可。可选地，卡定爪21通过钢销22与卡定爪安装部20连接，卡定爪21可绕钢销22转动。设置的钢销22能够使得卡定爪21与卡定爪安装部20的活动连接，操作简单、实用，成本较低。
进一步地，卡定爪21在伸入到坐放短节内后，卡定爪21向上且向外伸出，会与卡定器的外侧呈一定的角度。对于气体迅速从套管进入油管后，液体会随着一起向上运动，由于卡定爪21的另一端(下端)转动至该卡定爪安装部20内，使得卡定爪21的下端会阻挡液体的向上运动。可选地，卡定爪安装部20的侧壁上设置有出油孔23。出油孔23的设置能够增加液体上升的通道，进而不会减少液体的流出量，且能够降低生产成本。
最后，对中间体30和支撑体40的内部结构进行详细的说明。
中间体30不仅可以实现支撑卡定爪安装部20和打捞头10的作用，还可以在中间体30内部设置使液体能够向上流动且阻碍液体向下流动的阻碍部件。可选地，支撑体40内安装有球座41，球座41上设置有球31，球31可在中间体30内上下移动。
具体地，在球座41安装在支撑体40内后，中间体30的内螺纹与支撑体40的外螺纹连接。该球座41设置在支撑体40的顶端。例如，支撑体40的内侧壁上设置的环形凹槽，该球座41设置在该环形凹槽内。球31与球座41接触后，实现球31与球座41间的刚性密封。其中，球31和球座41都钢材质，球31可为实心球。
在具体实现过程中，卡定爪安装部20的外螺纹与中间体30的内螺纹连接，卡定爪安装部20的内径小于球31的直径。在液体上升过程时，球31也随着液体一起向上运动，上升到卡定安装部的下端时停止运动。
在完成一次柱塞气举后，球31会落到球座41上。可选地，设置球31的直径大于球座41的内径。这样的设置能够实现球31与球座41刚性密封。同时，球31与球座41的刚性密封能够阻挡液体从上方落下，便于进行下次柱塞气举时，气体会携带更多液体一起向上运动，使得柱塞气举技术的产油量增加，节约了生产成本。可在球座41的周围上安装有环形密封圈，阻挡沿球座41外侧壁上的液体向下滑落，实现对球座41的密封。
进一步地，支撑体40的底端装有V型盘根42，V型盘根42与支撑体40过盈配合，从而起到密封防漏作用。压帽43与支撑体40通过螺纹连接，支撑体40的外螺纹与压帽43的内螺纹连接，防止V型盘根42脱落。
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)
1.一种柱塞气举用卡定器，其特征在于，包括打捞头、卡定爪安装部、中间体、支撑体以及卡定爪；
所述打捞头与所述卡定爪安装部连接，所述卡定爪安装部还通过所述中间体与所述支撑体连接；
所述卡定爪的一端可转动的安装在所述卡定爪安装部上，所述卡定爪的另一端与所述打捞头之间设置有扭簧；
其中，在所述卡定器由井口落至坐放短节处时，所述卡定爪张开卡设在所述坐放短节处。
2.根据权利要求1所述的卡定器，其特征在于，所述卡定爪通过钢销与所述卡定爪安装部连接，所述卡定爪可绕所述钢销转动。
3.根据权利要求1所述的卡定器，其特征在于，所述卡定爪靠近所述打捞头的侧壁设置有扭簧安装槽，所述扭簧的弹簧圈体设置在所述扭簧安装槽中，所述扭簧的一端的支点与所述打捞头抵接，所述扭簧另一端的支点与所述卡定爪抵接。
4.根据权利要求1所述的卡定器，其特征在于，所述支撑体内安装有球座，所述球座上设置有球，所述球可在所述中间体内上下移动。
5.根据权利要求4所述的卡定器，其特征在于，所述球的直径大于所述球座的内径。
6.根据权利要求4所述的卡定器，其特征在于，所述卡定爪安装部的外螺纹与所述中间体的内螺纹连接，所述卡定爪安装部的内径小于所述球的直径。
7.根据权利要求1所述的卡定器，其特征在于，所述卡定爪安装部的侧壁上设置有出油孔。
8.根据权利要求1所述的卡定器，其特征在于，所述打捞头的外侧壁上设置有缓冲器固定部。
9.根据权利要求8所述的卡定器，其特征在于，所述缓冲器固定部具体为打捞头的外侧壁上设置的环形凹槽。
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Cited By (2)
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| CN112302555A (zh) * | 2019-07-29 | 2021-02-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 井下卡定装置和管柱 |
| CN113323866A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-08-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种天然气井柱塞、柱塞系统及柱塞提升方法 |
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- 2016-12-20 CN CN201621399493.1U patent/CN206376780U/zh active Active
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| CN113323866A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-08-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种天然气井柱塞、柱塞系统及柱塞提升方法 |
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