CN214403533U - 一种压缩式可变径柱塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气田井口设备领域，具体涉及一种压缩式可变径柱塞。该柱塞包括，柱塞传动筒，其内部设置电动机；传动装置，包括传动杆和滑块，所述传动杆与电动机连接，所述电动机能驱动传动杆做旋转运动，滑块设于传动杆的外侧，能沿传动杆的轴向运动；呈管状的塞部，其套设在所述传动杆的外侧，且上端与所述柱塞传动筒固定连接，下端与所述滑块固定连接；缓冲装置，设于所述传动杆底部。本实用新型的优势在于：通过设置可径向变化的塞部，排液的效率的显著增大；塞部通过滑块挤压变径使之紧贴油管壁，减少了携液漏失。

Description

一种压缩式可变径柱塞

技术领域

本实用新型属于油气田井口设备领域，具体涉及一种压缩式可变径柱塞。

背景技术

随着气井开采进入中后期，井内边底水的推进以及压裂、酸化等作业措施，造成井筒内水体累积。并且气井产量、压力逐渐降低，携液能力逐渐变差，井底积液、水淹越来越频繁。

随着气田地层能量的衰竭，主力排采工艺的效果逐年递减，造成气井积液不能及时排出，影响气井稳产能力。部分排液采气工艺(如泡沫排水采气工艺)对气井污染严重，工艺体系适用性逐渐变差。

目前较为常用的柱塞式气举因需要改变地面流程，频繁关井，形成间歇生产，影响产量，并且携液漏失较大，排液效率不高。

现有的智能柱塞棒采用压力差来控制柱塞进行变径，对井底压力要求高，同时可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种压缩式可变径柱塞装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种压缩式可变径柱塞装置，包括：

柱塞传动筒，其内部设置电动机；

传动装置，包括传动杆和滑块，所述传动杆与电动机连接，所述电动机能驱动传动杆做旋转运动，滑块设于传动杆的外侧，能沿传动杆的轴向运动；

呈管状的塞部，其套设在所述传动杆的外侧，且上端与所述柱塞传动筒固定连接，下端与所述滑块固定连接；

缓冲装置，设于所述传动杆底部，用于缓冲柱塞的冲击力；

当所述电动机驱动传动杆旋转时，所述滑块能沿电动机方向运动，带动所述塞部在径向尺寸变大。

进一步地，柱塞传动筒顶部连接有柱塞控制筒，所述柱塞控制筒顶部密封，底部开口，并且内部设置控制器。

进一步地，柱塞传动筒包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有传感器，所述第二腔体内设有电动机，所述控制器分别与传感器、电动机信号连接。

进一步地，传感器用于采集井下的压力、温度参数反馈给控制器储存，同时控制器控制电动机工作。

进一步地，柱塞控制筒顶部固定连接有柱塞头，所述柱塞头包括一体成型的电池仓和打捞头，所述电池仓内设有电池。

进一步地，打捞头中部设有凹槽，用于打捞所述可变径柱塞。

进一步地，柱塞传动筒底部固定连接有接头，所述接头还与所述塞部上端固定。

进一步地，电动机的输出轴穿过所述接头与所述传动杆固定连接。

进一步地，塞部的材质为氟橡胶、丁腈橡胶、氢化丁氰橡胶中的任意一种。

进一步地，缓冲装置包括缓冲槽，其内部固定有芯轴，芯轴外侧设有弹簧，所述弹簧顶部与所述缓冲槽顶部固定；

芯轴外侧套设有缓冲柱，所述缓冲柱能沿芯轴轴向移动；缓冲槽底部固定有固定盖，将缓冲柱的顶部固定在缓冲槽内。

与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：

1.通过设置可径向变化的塞部，排液的效率的显著增大；

2.塞部通过滑块挤压变径使之紧贴油管壁，减少了携液漏失；

3.本实用新型还设有传感器和控制器，传感器可以采集井下的压力、温度参数反馈给控制器，控制器根据反馈的参数来控制电动机，实现变径排液，这样可以有效的智能变径，更加有效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本实用新型的装置示意图；

图2为本实用新型柱塞下行的结构示意图；

图3为本实用新型柱塞上行的结构示意图。

其中：1为柱塞传动筒；11为电动机；12为传感器；2为传动装置；21为传动杆；22为滑块；3为塞部；4为柱塞控制筒；41为控制器；5为柱塞头；51为电池仓；52为打捞头；6为接头；7为缓冲装置；71为芯轴；72为弹簧；73为缓冲柱；74为固定盖。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1，一种压缩式可变径柱塞，包括：柱塞传动筒1，其内部设置电动机11；传动装置2，包括传动杆21和滑块22，所述传动杆21与电动机11连接，所述电动机11能驱动传动杆21做旋转运动，滑块22设于传动杆21的外侧，能沿传动杆21的轴向运动；呈管状的塞部3，其套设在所述传动杆21的外侧，且上端与所述柱塞传动筒1固定连接，下端与所述滑块22固定连接；

当所述电动机11驱动传动杆21旋转时，所述滑块22能沿电动机11方向运动，带动所述塞部3在径向尺寸变大。具体地，传动装置2可以是丝杠滑块组件。

进一步地，柱塞传动筒1顶部连接有柱塞控制筒4，所述柱塞控制筒4顶部密封，底部开口，并且内部设置控制器41。具体地，柱塞传动筒1是通过螺纹与柱塞控制筒4连接。

进一步地，柱塞传动筒1包括第一腔体和第二腔体，具体的，第一腔体和第二腔体一体成型；所述第一腔体内设有传感器12，所述第二腔体内设有电动机11，所述控制器41分别与传感器12、电动机11信号连接。

进一步地，传感器12用于采集井下的压力、温度参数反馈给控制器41储存，同时控制器41控制电动机11工作。

进一步地，柱塞控制筒4顶部固定连接有柱塞头5，所述柱塞头5包括一体成型的电池仓51和打捞头52，所述电池仓51内设有电池。具体地，柱塞控制筒4顶部设有凸起，该凸起外侧设有螺纹，柱塞控制筒4通过螺纹与柱塞头5连接，并且电池仓51内的电池通过该凸起固定在电池仓51中。

进一步地，打捞头52中部设有凹槽，用于打捞所述可变径柱塞。

进一步地，柱塞传动筒1底部固定连接有接头6，所述接头6还与所述塞部3上端固定。具体地，接头6顶部与柱塞传动筒1螺纹连接，底部通过胶粘与塞部3固定。

进一步地，电动机11的输出轴穿过所述接头6与所述传动杆21固定连接。具体地，电动机11的输出轴通过传动杆21固定连接

进一步地，塞部3的材质为耐高温、耐磨材料，具体地，塞部3的材质为氟橡胶、丁腈橡胶、氢化丁氰橡胶中的任意一种，或者PTFE加铜粉的材质。

具体的，塞部径向尺寸增大时，与油管内径之间的距离为0.15～0.5mm，可以既能保证排液率还能使柱塞顺利的向上移动。

进一步地，所述传动杆向下延伸的设有缓冲槽，所述缓冲槽内螺纹固定有芯轴71，芯轴外侧设有弹簧72，所述弹簧顶部与所述缓冲槽顶部固定。

进一步地，所述芯轴71外侧套设有缓冲柱73，所述缓冲柱73能沿芯轴71轴向移动；缓冲槽底部通过螺纹固定有固定盖74，将缓冲柱73的顶部固定在缓冲槽内。

当柱塞落到油管底部时，缓冲柱接触到底部，通过弹簧的作用可以缓冲冲击力，减小该柱塞的损害程度。

本实用新型的工作原理为：参见图2和图3，在油管中投入柱塞，柱塞在重力的作用下延油管内壁下落，在下落的过程中压力传感器12检测到压力突然发生变化，表示此时已进入油管内的积液中，当压力到达设定值的时候，传感器12将信号发给控制器41，控制器41控制电动机11工作，电动机11带动传动杆21开始旋转，从而使滑块22向上移动，进而塞部3外径增大而紧贴油管壁，从而柱塞下降速度放缓，塞部3变径后在油管内形成上下封闭界面，柱塞逐渐停止在油管中。当地层压力继续增大时，柱塞的塞部3下部压力随之增大，推动柱塞及其上部液体向上移动，当到达井口后，液柱到达地面油管排出。随后控制器41控制电动机11工作，电动机11带动滑块22向下运动，塞部3拉伸外径变小，柱塞在重力的作用下延油管内壁下落，进行下次的排液。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种压缩式可变径柱塞，其特征在于，包括：

柱塞传动筒(1)，其内部设置电动机(11)；

传动装置(2)，包括传动杆(21)和滑块(22)，所述传动杆(21)与电动机(11)连接，所述电动机(11)能驱动传动杆(21)做旋转运动，滑块(22)设于传动杆(21)的外侧，能沿传动杆(21)的轴向运动；

呈管状的塞部(3)，其套设在所述传动杆(21)的外侧，且上端与所述柱塞传动筒(1)固定连接，下端与所述滑块(22)固定连接；

缓冲装置(7)，设于所述传动杆(21)底部，用于缓冲柱塞的冲击力；

所述电动机(11)驱动传动杆(21)旋转时，所述滑块(22)能沿电动机(11)方向运动，带动所述塞部(3)在径向尺寸变大。

2.根据权利要求1所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述柱塞传动筒(1)顶部连接有柱塞控制筒(4)，所述柱塞控制筒(4)顶部密封，底部开口，并且内部设置控制器(41)。

3.根据权利要求2所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述柱塞传动筒(1)包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有传感器(12)，所述第二腔体内设有电动机(11)，所述控制器(41)分别与传感器(12)、电动机(11)信号连接。

4.根据权利要求3所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述传感器(12)用于采集井下的压力、温度参数反馈给控制器(41)储存，同时控制器(41)控制电动机(11)工作。

5.根据权利要求2所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述柱塞控制筒(4)顶部固定连接有柱塞头(5)，所述柱塞头(5)包括一体成型的电池仓(51)和打捞头(52)，所述电池仓(51)内设有电池。

6.根据权利要求5所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述打捞头(52)中部设有凹槽，用于打捞所述可变径柱塞。

7.根据权利要求1所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述柱塞传动筒(1)底部固定连接有接头(6)，所述接头(6)还与所述塞部(3)上端固定。

8.根据权利要求7所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述电动机(11)的输出轴穿过所述接头(6)与所述传动杆(21)固定连接。

9.根据权利要求1所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述塞部(3)的材质为氟橡胶、丁腈橡胶、氢化丁氰橡胶中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的压缩式可变径柱塞，其特征在于，所述缓冲装置(7)包括缓冲槽，其内部固定有芯轴(71)，芯轴(71)外侧设有弹簧72，所述弹簧顶部与所述缓冲槽顶部固定；

所述芯轴(71)外侧套设有缓冲柱(73)，所述缓冲柱能沿芯轴(71)轴向移动；缓冲槽底部固定有固定盖(74)，将缓冲柱(73)的顶部固定在缓冲槽内。

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