CN219840788U - 用于井筒内的柱塞限位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了种用于井筒内的柱塞限位装置，包括用于设置在井筒内的送放工具，设置在所述送放工具的下游的限位机构，其包括设置在径向内侧的工作筒、设置在径向外侧的套筒，以及设置在径向外侧并处于所述套筒的下游的卡瓦，其中，所述工作筒包括用于接收来自所述井筒内的流体的通孔，以及设置在所述工作筒的下游并用于与井筒内的柱塞形成抵接的撞针。本实用新型能够安装在井筒内，从而对柱塞在井筒内的运动行程进行有效地限制，以确保柱塞能够远离井口处，进而有效地避免了柱塞进入到井口大四通或影响井下安全阀的开闭的情况。

Description

用于井筒内的柱塞限位装置

技术领域

本实用新型涉及石油天然气开采领域，具体地涉及一种用于井筒内的柱塞限位装置。

背景技术

柱塞气举工艺是利用柱塞的固体密封作用，减少液体在井筒中的回落，从而实现排液采气的目的。由于该工艺主要依托油气井自身能量，并且采用全机械件，因而具有经济、高效、清洁等优势。此外，在石油天然气领域也得到了广泛地应用。

但是，该工艺在应用于深层页岩气、深层海相气时会存在以下问题。其一、深层页岩气体积压裂，从而导致井口采气树内的通径较大，柱塞极易停躺于井口；二、深层海相气普遍采用井下安全阀，柱塞在井筒内运行时会影响到安全阀的开闭，从而引发安全事故。

因此，在本领域希望提供一种用于井筒内的柱塞限位装置，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种用于井筒内的柱塞限位装置，其能够安装在井筒内，从而对柱塞在井筒内的运动行程进行有效地限制，以确保柱塞能够远离井口处，从而有效地避免了柱塞进入到井口大四通或影响井下安全阀的开闭的情况。

根据本实用新型，提供了一种用于井筒内的柱塞限位装置，包括用于设置在井筒内的送放工具，

设置在所述送放工具的下游的限位机构，其包括设置在径向内侧的工作筒、设置在径向外侧的套筒，以及设置在径向外侧并处于所述套筒的下游的卡瓦，其中，所述工作筒包括用于接收来自所述井筒内的流体的通孔，以及

设置在所述工作筒的下游并用于与井筒内的柱塞形成抵接的撞针。

在一个实施例中，所述工作筒包括第一工作筒部分，以及设置在所述第一工作筒部分的下游的构造成圆台形式的第二工作筒部分，所述卡瓦在轴向上处于所述第一工作筒部分与所述第二工作筒部分的范围内，

所述送放工具构造成能够在外力的作用下带动所述工作筒向上游运动，以使所述卡瓦在所述第二工作筒部分的作用下径向向外运动而通过第一棘齿固定在所述井筒上。

在一个实施例中，所述第一工作筒部分通过销钉与所述送放工具形成接合，所述销钉能够在所述卡瓦固定到所述井筒上后在外力的作用下剪断。

在一个实施例中，所述卡瓦包括构造成杆状的第一卡瓦部分，以及设置在所述第一卡瓦部分的下游的第二卡瓦部分，其中，所述第一棘齿径向地设置在所述第二卡瓦部分上。

在一个实施例中，沿所述工作筒的周向设置了若干个间隔布置的所述卡瓦。

在一个实施例中，所述柱塞限位装置还包括套接在所述第一卡瓦部分外并用于限制所述第二卡瓦部分的运动行程的限位件。

在一个实施例中，所述第一工作筒部分通过若干个径向向外且向下倾斜设置的第二棘齿与所述第一卡瓦部分形成啮合，从而仅允许所述工作筒向上游运动。

在一个实施例中，所述工作筒还包括设置在所述第二工作筒部分的下游的构造成桶状形式的第三工作筒部分，以及设置在所述第三工作筒部分的下游端处的凹槽，沿所述第三工作筒部分的周向设置了至少一个所述通孔。

在一个实施例中，在所述撞针与所述第三工作筒部分之间设有弹簧，所述撞针构造成能够在所述柱塞与所述弹簧的共同作用下通过所述凹槽而与所述工作筒形成滑动连接。

在一个实施例中，所述套筒包括套接在所述工作筒外的第一套筒部分，以及设置在所述第一套筒部分的下游并用于固定所述卡瓦的第二套筒部分，其中，在所述第一套筒部分的自由端处形成有径向向外延伸并用于与打捞工具连接的打捞颈。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型能够安装在井筒内，从而对柱塞在井筒内的运动行程进行有效地限制，以确保柱塞能够远离井口处，从而有效地避免了柱塞进入到井口大四通或影响井下安全阀的开闭的情况。

此外，本实用新型采用部分坐封的方式，从而能够在不影响井内排液的情况对柱塞的运动行程进行有效地限制。

另外，本实用新型的工作筒在每一次柱塞的推动作用下均会向对卡瓦施加径向挤压力，从而确保卡瓦能够与井筒内壁的牢固连接。

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型进行详细地描述，在图中：

图1示意性显示了根据本实用新型的用于井筒内的柱塞限位装置的结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1示意性显示了根据本实用新型的用于井筒内的柱塞限位装置100的结构。

如图1所示，根据本实用新型的用于井筒内的柱塞限位装置100，其整体装置均能够下放到井筒内，从而能够对井筒内的柱塞进行有效地限位，其内容在下文中介绍。

根据本实用新型，如图1所示，柱塞限位装置100包括送放工具1，以及设置在送放工具1的下游的限位机构。其中，限位机构包括工作筒2、套筒3和卡瓦4。优选地，工作筒2设置在径向内侧，并且工作筒2的上游端与送放工具1连接。套筒3设置在径向外侧，换句话说，套筒3套接在工作筒2外。卡瓦4设置在径向外侧，并且处于套筒3下游。优选地，卡瓦4的上游端与套筒3固定连接。

在一个具体地实施例中，如图1所示，工作筒2包括通孔201。优选地，通孔201能够接收来自井筒内的流体，并且该部分流体能够继续通过工作筒2而排向外部。

根据本实用新型，如图1所示，柱塞限位装置100还包括撞针5。撞针5设置在工作筒2的下游，并且撞针5与工作筒2为滑动连接。优选地，撞针5构造成能够与井筒内的柱塞(在附图中未示出)形成阶段性的轴向抵接关系，从而能够对井筒内的柱塞起到有效地限位作用。

在一个实施例中，如图1所示，工作筒2包括第一工作筒部分21和第二工作筒部分22。优选地，第一工作筒部分21构造成直筒形式，从而能够加快流体的流动。第二工作筒部分22设置在第一工作筒部分21的下游，并且第二工作筒部分22构造成圆台形式，从而能够在后续的工作过程中向外推动卡瓦4，以实现柱塞限位装置100部分坐封的效果。

在一个实施例中，卡瓦4在轴向上处于第一工作筒部分21与第二工作筒22的范围内。由于第二工作筒部分22为圆台形式，因此，当工作筒2向上游运动时第二工作筒部分22能够对卡瓦4施加径向压力，从而能够促使卡瓦4更充分地固定在井筒的内壁上。其内容在下文中介绍。

根据本实用新型的一个具体地实施例，送放工具1构造成能够在外力的作用下带动工作筒2向上游运动，以使卡瓦4在第二工作筒部分22的作用下径向向外运动而通过第一棘齿421固定在井筒上，以此来安装到井筒内，从而起到限制柱塞在井筒内的运动行程的作用，进一步地提高了井内的安全性。

在一个优选地实施例中，如图1所示，第一工作筒部分21通过销钉211与送放工具1形成稳定的接合关系。容易理解，销钉211能够在卡瓦4固定到井筒上后在外力的作用下剪断，从而完成对送放工具1的回收工作。

在一个实施例中，如图1所示，卡瓦4包括第一卡瓦部分41和第二卡瓦部分42。其中，第一卡瓦部分41构造成杆状形式，并且第一卡瓦部分41能够与工作筒2之间形成密封式的连接关系，从而有助于后续的坐封工作。第二卡瓦部分42设置在第一卡瓦部分41的下游，优选地，第二卡瓦部分42在轴向上处于第二工作筒部分22的范围内。

在一个具体地实施例中，第一棘齿421径向地设置在第二卡瓦部分42上。

在一个实施例中，沿工作筒2的周向设置了若干个间隔布置的卡瓦4。由此，井筒内的流体既能够依次通过通孔201和工作筒2而流向外部，也能够通过工作筒2与卡瓦4之间的间隙而直接流向外部。通过这种方式，既能够实现对柱塞在井筒内运动行程的限制作用，也能够确保流体在井筒内顺利地流动。

在一个实施例中，如图1所示，柱塞限位装置还包括限位件6。优选地，限位件6套接在第一卡瓦部分41外，并且能够对第二卡瓦部分42的运动行程进行有效地限制。通过这种方式能够确保第二卡瓦部分42的最大与最小运动行程，从而对卡瓦4起到有效地保护作用，进一步地提高了柱塞限位装置100在井筒内的使用寿命。

在一个优选地实施例中，工作筒21与卡瓦4和套筒3之间均密封式连接。容易理解，工作筒21的外表面、套筒3的内表面和卡瓦4的内表面均为粗糙面，因此，当送放工具1回收后，工作筒21能够依靠与套筒3和卡瓦4之间的摩擦力而实现仅向上游运动的效果。

在另一个实施例中，在第一工作筒部分21的外壁面上设有若干个径向向外且向下倾斜延伸的第二棘齿(在附图中未示出)，工作筒2能够通过第二棘齿与第一卡瓦部分41形成稳定的啮合关系，从而能够仅允许工作筒2向上游运动，以确保工作筒2与卡瓦4之间的径向抵接关系，进一步地提高了柱塞限位装置100在井筒内的使用寿命。

在一个实施例中，如图1所示，工作筒2还包括第三工作筒部分23。第三工作筒部分23构造成桶状形式，并且处于第二工作筒部分22的下游。优选地，沿第三工作筒部分23的周向设置了至少一个通孔201。通过这种方式，使得井筒内的流体能够在第三工作筒部分23进行快速地汇聚，从而提高流体输送的稳定性和安全性。

在一个实施例中，如图1所示，在第三工作筒部分23的下游端处形成有凹槽231。优选地，撞针5能够部分地伸入到凹槽231内，从而实现与工作筒2的滑动连接，其内容在下文中介绍。

在一个实施例中，撞针5构造成十字形结构，并且包括沿纵向延伸的第一连接部501和沿横向延伸的第二连接部502。优选地，在撞针5与工作筒2之间设有弹簧51。具体地说，弹簧51套接在第一连接部501外，并且被限制在第三工作筒部分23和第二连接部502之间。

在一个实施例中，撞针5构造成能够在柱塞与弹簧51的共同作用下通过凹槽231而与工作筒2形成滑动连接。

具体地说，当柱塞的推力大于弹簧51的弹力时，撞针5在凹槽231内向上游运动以进行收缩工作；当柱塞的推力小于弹簧51的弹力时，撞针5在凹槽231内向下游运动以进行伸展工作。

在一个实施例中，如图1所示，套筒3包括第一套筒部分31和第二套筒部分32。其中，第一套筒部分31套接在工作筒2外；第二套筒部分32处于第一套筒部分31的下游，并且能够将卡瓦4中的第一卡瓦部分41固定起来，从而确保卡瓦4能够顺利地进行坐封工作。

在一个实施例中，如图1所示，在第一套筒部分31的自由端处形成有径向向外延伸的打捞颈311。优选地，打捞颈311能够与打捞工具连接，从而有助于实现后续的打捞回收工作。

在一个实施例中，沿井筒的轴向等距设置了若干个柱塞限位装置100，从而能够实现深井的多级柱塞举升。

本实用新型提供了一种用于井筒内的柱塞限位装置，其能够安装在井筒内，从而对柱塞在井筒内的运动行程进行有效地限制，以确保柱塞能够远离井口处，从而有效地避免了柱塞进入到井口大四通或影响井下安全阀的开闭的情况。此外，本实用新型采用部分坐封的方式，从而能够在不影响井内排液的情况对柱塞的运动行程进行有效地限制。另外，本实用新型的工作筒2在每一次柱塞的推动作用下均会向对卡瓦4施加径向挤压力，从而确保卡瓦4能够与井筒内壁的牢固连接。

以上仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员在本实用新型的公开范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，包括：

用于设置在井筒内的送放工具(1)，

设置在所述送放工具(1)的下游的限位机构，其包括设置在径向内侧的工作筒(2)、设置在径向外侧的套筒(3)，以及设置在径向外侧并处于所述套筒(3)的下游的卡瓦(4)，其中，所述工作筒(2)包括用于接收来自所述井筒内的流体的通孔(201)，以及

设置在所述工作筒(2)的下游并用于与井筒内的柱塞形成抵接的撞针(5)。

2.根据权利要求1所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述工作筒(2)包括第一工作筒部分(21)，以及设置在所述第一工作筒部分(21)的下游的构造成圆台形式的第二工作筒部分(22)，所述卡瓦(4)在轴向上处于所述第一工作筒部分(21)与所述第二工作筒部分(22)的范围内，

所述送放工具(1)构造成能够在外力的作用下带动所述工作筒(2)向上游运动，以使所述卡瓦(4)在所述第二工作筒部分(22)的作用下径向向外运动而通过第一棘齿(421)固定在所述井筒上。

3.根据权利要求2所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述第一工作筒部分(21)通过销钉(211)与所述送放工具(1)形成接合，所述销钉(211)能够在所述卡瓦(4)固定到所述井筒上后在外力的作用下剪断。

4.根据权利要求3所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述卡瓦(4)包括构造成杆状的第一卡瓦部分(41)，以及设置在所述第一卡瓦部分(41)的下游的第二卡瓦部分(42)，其中，所述第一棘齿(421)径向地设置在所述第二卡瓦部分(42)上。

5.根据权利要求4所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，沿所述工作筒(2)的周向设置了若干个间隔布置的所述卡瓦(4)。

6.根据权利要求5所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述柱塞限位装置还包括套接在所述第一卡瓦部分(41)外并用于限制所述第二卡瓦部分(42)的运动行程的限位件(6)。

7.根据权利要求6所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述第一工作筒部分(21)通过若干个径向向外且向下倾斜设置的第二棘齿与所述第一卡瓦部分(41)形成啮合，从而仅允许所述工作筒(2)向上游运动。

8.根据权利要求7所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述工作筒(2)还包括设置在所述第二工作筒部分(22)的下游的构造成桶状形式的第三工作筒部分(23)，以及设置在所述第三工作筒部分(23)的下游端处的凹槽(231)，沿所述第三工作筒部分(23)的周向设置了至少一个所述通孔(201)。

9.根据权利要求8所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，在所述撞针(5)与所述第三工作筒部分(23)之间设有弹簧(51)，所述撞针(5)构造成能够在所述柱塞与所述弹簧(51)的共同作用下通过所述凹槽(231)而与所述工作筒(2)形成滑动连接。

10.根据权利要求9所述的用于井筒内的柱塞限位装置，其特征在于，所述套筒(3)包括套接在所述工作筒(2)外的第一套筒部分(31)，以及设置在所述第一套筒部分(31)的下游并用于固定所述卡瓦(4)的第二套筒部分(32)，其中，在所述第一套筒部分(31)的自由端处形成有径向向外延伸并用于与打捞工具连接的打捞颈(311)。