CN220769684U - 一种井下抽汲柱塞装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例是关于一种井下抽汲柱塞装置。该装置包括：抽汲柱塞本体、密封组件和泄压组件。本公开实施例的一方面，下行过程中，由于气流的阻力使密封组件向上移动，气流和水流会沿着密封组件与抽汲柱塞本体之间的间隙流过，减小了下放该装置时遇到的阻力，使下放过程顺利；因此，气流能较快通过，使该装置下行速度更快。另一方面，当向上提水时，在水压作用下使密封件沿径向向四周扩张贴紧油管内壁从而实现密封作用，密封组件上的骨架和油管的内壁进行摩擦，减少密封件的摩擦损耗。因此，密封组件有更长的使用寿命、更好的密封效果、更高的下行速度，过载时能自动释放载荷。

Description

一种井下抽汲柱塞装置

技术领域

本公开实施例涉及油气井液相举升技术领域，尤其涉及一种井下抽汲柱塞装置。

背景技术

天然气开发过程中，气井即能产气又能产水，当水的压力大于地层气压时就会导致气井水封、水淹，天然气无法喷出，气井的工作压力降低，气藏采收率大幅降低，同时气井产水后，气流入井底的渗流阻力会增加，气液两相沿井筒向上的能量消耗将显著增加，气井的自喷能力减弱，单井产量迅速递减，井筒中聚集的液柱终会导致气井停产，即气井水淹。

排水采气是提高气藏采收率的根本措施，对于低产液量井通常使用抽水方式的排水采气工艺，气井排水装置通过绞车带动钢丝，钢丝的另一端通过绳帽连接着井下工具串，排水时先将工具串通过钢丝下放到气井中液面以下的一定深度，然后通过绞车回收钢丝，井下工具串有密封结构可以在井筒内将积水提升到井口，从而将水排出，降低了井下积水产生的压力，使得天然气的压力大于积水压力，从而使天然气喷出并提高气井的产气量。在提升过程中主要靠安装在抽子上的密封胶套在水的压力下发生变形，使密封贴紧油管内壁实现密封，有的井深3千米，因此抽一次水抽子的行程有6千米，通常抽几次水就需要更换密封胶套，胶套使用寿命短。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种井下抽汲柱塞装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例，提供一种井下抽汲柱塞装置，该装置包括：

抽汲柱塞本体，包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分的直径小于所述第二部分的直径，所述第一部分内设有第一通道，且所述第一通道与所述第一部分的侧壁形成一通孔，所述第二部分内设有第二通道和内腔，所述第一通道与所述第二通道连通，所述第二通道与所述内腔连通；

密封组件，包括活动件、若干个骨架和密封件，所述活动件套设在所述第一部分，且所述活动件能够沿所述第一部分的轴向移动，所述活动件的内径小于所述第二部分的直径，所述骨架设置在所述活动件上，所述密封件设置在所述骨架之间，以填充各个所述骨架之间的间隙；

泄压组件，包括泄压堵头、泄压弹簧和泄压阀块，所述泄压堵头设置在所述内腔内，且所述泄压堵头内设有第三通道，所述泄压弹簧的两端分别连接所述泄压堵头和所述泄压阀块，所述泄压阀块设置在所述第二通道的通道口处，以使所述泄压阀块能够打开或者关闭所述第二通道的通道口。

本公开的一实施例中，所述活动件两端分别设有上端盖和下端盖，所述上端盖设置在所述活动件的一端，所述下端盖设置在所述活动件的另一端。

本公开的一实施例中，所述骨架上设有凹槽和固定孔，所述密封件通过所述固定孔和所述凹槽与所述骨架固定。

本公开的一实施例中，所述骨架包括第一横板、竖板和第二横板，所述竖板的两端分别连接所述第一横板和所述第二横板，以使所述骨架呈“工”字设置。

本公开的一实施例中，所述第二横板设置在所述活动块上，所述凹槽设置在所述第一横板上，所述固定孔设置在所述竖板上。

本公开的一实施例中，所述骨架有12个，各个所述骨架间隔30°均匀的设置在所述活动件上。

本公开的一实施例中，所述第一部分的顶部还设有圆头。

本公开的一实施例中，所述密封件为硫化橡胶。

本公开的一实施例中，所述泄压块为泄压凡尔。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，通过上述井下抽汲柱塞装置，一方面，下行过程中，由于气流的阻力使密封组件向上移动，气流和水流会沿着密封组件与抽汲柱塞本体之间的间隙流过，减小了下放该装置时遇到的阻力，使下放过程顺利；因此，气流能较快通过，使该装置下行速度更快。另一方面，当向上提水时，在水压作用下使密封件沿径向向四周扩张贴紧油管内壁从而实现密封作用，密封组件上的骨架和油管的内壁进行摩擦，减少密封件的摩擦损耗。因此，密封组件有更长的使用寿命、更好的密封效果、更高的下行速度，过载时能自动释放载荷。

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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中一种井下抽汲柱塞装置的结构示意；

图2示出本公开示例性实施例中骨架的结构示意。

图中：100、抽汲柱塞本体；110、第一部分；111、第一通道；112、通孔；120、第二部分；121、第二通道；122、内腔；130、圆头；200、密封组件；210、活动件；220、骨架；221、凹槽；222、固定孔；230、上端盖；240、下端盖；300、泄压组件；310、泄压堵头；320、泄压弹簧；330、泄压阀块；331、第三通道。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中首先提供了一种井下抽汲柱塞装置。参考图1中所示，该井下抽汲柱塞装置可以包括：

抽汲柱塞本体100、密封组件200和泄压组件300。其中，抽汲柱塞本体100，包括相连接的第一部分110和第二部分120，所述第一部分110的直径小于所述第二部分120的直径，所述第一部分110内设有第一通道111，且所述第一通道111与所述第一部分110的侧壁形成一通孔112，所述第二部分120内设有第二通道121和内腔122，所述第一通道111与所述第二通道121连通，所述第二通道121与所述内腔122连通；密封组件200，包括活动件210、若干个骨架220和密封件，所述活动件210套设在所述第一部分110，且所述活动件210能够沿所述第一部分110的轴向移动，所述活动件210的内径小于所述第二部分120的直径，所述骨架220设置在所述活动件210上，所述密封件设置在所述骨架220之间，以填充各个所述骨架220之间的间隙；泄压组件300，包括泄压堵头310、泄压弹簧320和泄压阀块330，所述泄压堵头310设置在所述内腔122内，且所述泄压堵头310内设有第三通道331，所述泄压弹簧320的两端分别连接所述泄压堵头310和所述泄压阀块330，所述泄压阀块330设置在所述第二通道121的通道口处，以使所述泄压阀块330能够打开或者关闭所述第二通道121的通道口。

可以理解的是，抽汲柱塞本体100的第一部分110和第二部分120可以是一体设计的；其中，第一部分110的顶端设有可以供固定钢丝的部件，以能够使钢丝将抽汲柱塞本体100绑住且不易脱落。另外，第一部分110内的第一通道111可以为一个或者多个；为一个时，则第一部分110的外壁上对应一个通孔112；为多个时，每一个第一通道111均在第一部分110的外壁上对应一个通孔112，即第一部分110的外壁上有多个通孔112，通孔112的数量在此不做具体限制。第二部件内部中空，形成一内腔122和第二通道121，第二通道121的直径小于内腔122的直径，且第一通道111、第二通道121和内腔122依次连通。

密封组件200中，活动件210能够沿着第一部分110的轴向在第一部分110上活动，第一部分110的头部大于活动件210的内径，以能够挡住活动件210，使活动件210不能从活动件210的头部上滑出；同理，第二部分120的直径大于活动件210的内径，以能够挡住活动件210，使活动件210不能从第二部分120出滑出。密封件与油管的内壁贴紧。骨架220选择强度高的材料，例如，可以为金属骨架220，当然不限于此。骨架220设置在密封件和活动件210之间，当密封件扩张贴紧油管内壁后骨架220和密封件整体与油管内壁进行摩擦骨架220强度高从而提供了支撑，密封件还能够填充所有骨架220之间的间隔，实现了密封的效果，因此提高了密封件的使用寿命。

泄压组件300设置在第二部分120的内腔122内，泄压堵头310上设有第三通道331，以能够与第一通道111、第二通道121和内腔122形成通路。正常情况下，泄压阀块330堵住第二通道121，泄压弹簧320将泄压阀块330向第二通道121的方向顶。

当下放过程时，先将钢丝绳固定到第一部分110的端部，下放该装置；整个密封组件200受气流的阻力，以使整个密封组件200向上活动，此时，密封组件200与抽汲柱塞本体100之间会产生间隙，气流和水流会沿着密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙流过，减小了下放该装置时遇到的阻力，使下放过程顺利；由于第一部分110的端部的直径大于活动件210的内径，因此，密封组件200至多移动到第一部分110的端部。另外，气流和水流从第三通道331进入到内腔122后，将泄压阀块330向第二通道121的方向推，由于泄压阀块330的直径大于第二通道121的直径，因此，泄压阀块330将第二通道121堵住使气流和水流不能通过，气流和水流只能够从密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙流过。

当向上提水时，密封组件200向下活动，使密封组件200与第二部分120紧贴，并使密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙消失，同时，在水压作用下使密封件沿径向向四周扩张贴紧油管内壁从而实现密封作用；密封组件200上的骨架220和密封件一起与油管的内壁进行摩擦，能够减少密封件的摩擦损耗。水流通过通孔112流入到第一通道111内，再通过第一通道111流入到第二通道121内，最后水流被堵住第二通道121口的泄压阀块330堵住；当将该装置下放深度过深时，提水的重量会大于钢丝最大载荷，通过选择合适的泄压弹簧320，使过载时水的压力大于泄压弹簧320的弹力水的压力会将泄压阀块330顶开使第二通道121被打开，多余的水会流入内腔122内，并通过第三通道331流出，直到达到正常的载荷后，泄压弹簧320再将第二通道121堵住，直至将水提到地面。

通过上述井下抽汲柱塞装置，一方面，下行过程中，由于气流的阻力使密封组件200向上移动，气流和水流会沿着密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙流过，减小了下放该装置时遇到的阻力，使下放过程顺利；因此，气流能较快通过，使该装置下行速度更快。另一方面，当向上提水时，在水压作用下使密封件沿径向向四周扩张贴紧油管内壁从而实现密封作用，密封组件200上的骨架220和油管的内壁进行摩擦，减少密封件的摩擦损耗。因此，密封组件200有更长的使用寿命、更好的密封效果、更高的下行速度，过载时能自动释放载荷。

下面，将参考图1至图2对本示例实施方式中的上述井下抽汲柱塞装置的各个部分进行更详细的说明。

在一个实施例中，所述活动件210两端分别设有上端盖230和下端盖240，所述上端盖230设置在所述活动件210的一端，所述下端盖240设置在所述活动件210的另一端。具体的，上端盖230和下端盖240能够将密封件卡住，以防止密封件在水的压力下过度扩张导致损坏，从而卡在节箍的缝隙，导致上行过载；且还能够防止密封件沿着第一部分110的轴向滑动，或从活动件210上脱落。

在一个实施例中，所述密封件为硫化橡胶。具体的，硫化橡胶是指硫化过的橡胶，具有不变黏，不易折断等特质，橡胶制品大都用这种橡胶制成。也叫熟橡胶，通称橡皮或胶皮。胶料经硫化加工后的总称。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等。橡胶制品绝大部分是硫化橡胶。硫化橡胶制成的密封件密封效果更佳。

在一个实施例中，所述骨架220上设有凹槽221和固定孔222，所述密封件通过所述固定孔222和所述凹槽221与所述骨架220固定。具体的，骨架220上设有螺纹孔，螺纹孔用来将骨架220安装在硫化工装上，然后再进行硫化橡胶的硫化工艺，硫化后会在固定孔222中产生橡胶柱，固定孔222中的橡胶柱和凹槽221内的橡胶用于增强骨架220与硫化橡胶的整体机械强度，以防止受力后骨架220从硫化橡胶中剥离。完成硫化后脱模将成品密封件和骨架220一起取下。

在一个实施例中，所述骨架220包括第一横板、竖板和第二横板，所述竖板的两端分别连接所述第一横板和所述第二横板，以使所述骨架220呈“工”字设置。具体的，骨架220呈“工”字设置，密封件设置在第一横板和第二横板之间，密封件将所有骨架220包裹住，其中第一横板和第二横板一个与活动板连接，另一个能够与油管的内壁摩擦。当密封组件200扩张贴紧油管的内壁后，骨架220和密封件整体与油管的内壁进行摩擦，骨架220强度高因此提供了支撑，密封件填充所有骨架220的间隙，从而实现了密封，同时也提高了密封件的使用寿命。

在一个实施例中，所述第二横板设置在所述活动块上，所述凹槽221设置在所述第一横板上，所述固定孔222设置在所述竖板上。具体的，硫化橡胶填充满第二横板上的凹槽221，且贯穿入固定孔222中，以能够和骨架220成为一体，从而增强骨架220与硫化橡胶的整体机械强度，以防止受力后骨架220从硫化橡胶中剥离。

在一个实施例中，所述骨架220有12个，各个所述骨架220间隔30°均匀的设置在所述活动件210上。具体的，12个骨架220每隔30°均匀的分布在活动件210上，骨架220和密封件的整体机械强度较高，能够满足需求，且防止受力后骨架220从硫化橡胶中剥离的效果也较好。

在一个实施例中，所述第一部分110的顶部还设有圆头130。具体的，圆头130的直径大于活动件210的内径，以防止活动件210从圆头130处滑出。钢丝绳绑在圆头130和第一部分110之间，在提水时，能够将钢丝绳卡在圆头130处，以防止抽汲柱塞本体100滑脱。

在一个实施例中，所述泄压块为泄压凡尔。具体的，当流体通过凡尔时，凡尔球离开凡尔球座，流通通道打开，流体可以通过，当流体逆向流动时，在压力(或其他力)的作用下凡尔球坐在凡尔球座上，流通通道关闭，流体不能通过凡尔。原理基本上就是这样，泵上经常用到凡尔，尤其是多柱塞泵上，以保持流体的单向流动。泄压凡尔能够将第二通道121口打开或者关闭。

通过上述井下抽汲柱塞装置，当下放过程时，先将钢丝绳固定到第一部分110的端部，下放该装置；整个密封组件200受气流的阻力，以使整个密封组件200向上活动，此时，密封组件200与抽汲柱塞本体100之间会产生间隙，气流和水流会沿着密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙流过，减小了下放该装置时遇到的阻力，使下放过程顺利；由于第一部分110的端部的直径大于活动件210的内径，因此，密封组件200至多移动到第一部分110的端部。另外，气流和水流从第三通道331进入到内腔122后，将泄压阀块330向第二通道121的方向推，由于泄压阀块330的直径大于第二通道121的直径，因此，泄压阀块330将第二通道121堵住使气流和水流不能通过，气流和水流只能够从密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙流过。当向上提水时，密封组件200向下活动，使密封组件200与第二部分120紧贴，并使密封组件200与抽汲柱塞本体100之间的间隙消失，同时，在水压作用下使密封件沿径向向四周扩张贴紧油管内壁从而实现密封作用；密封组件200上的骨架220和密封件一起与油管的内壁进行摩擦，能够减少密封件的摩擦损耗。水流通过通孔112流入到第一通道111内，再通过第一通道111流入到第二通道121内，最后水流被堵住第二通道121口的泄压阀块330堵住；当将该装置下放深度过深时，提水的重量会大于钢丝最大载荷，通过选择合适的泄压弹簧320，使过载时水的压力大于泄压弹簧320的弹力水的压力会将泄压阀块330顶开使第二通道121被打开，多余的水会流入内腔122内，并通过第三通道331流出，直到达到正常的载荷后，泄压弹簧320再将第二通道121堵住，直至将水提到地面。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (9)

1.一种井下抽汲柱塞装置，其特征在于，该装置包括：

抽汲柱塞本体，包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分的直径小于所述第二部分的直径，所述第一部分内设有第一通道，且所述第一通道与所述第一部分的侧壁形成一通孔，所述第二部分内设有第二通道和内腔，所述第一通道与所述第二通道连通，所述第二通道与所述内腔连通；

密封组件，包括活动件、若干个骨架和密封件，所述活动件套设在所述第一部分，且所述活动件能够沿所述第一部分的轴向移动，所述活动件的内径小于所述第二部分的直径，所述骨架设置在所述活动件上，所述密封件设置在所述骨架之间，以填充各个所述骨架之间的间隙；

泄压组件，包括泄压堵头、泄压弹簧和泄压阀块，所述泄压堵头设置在所述内腔内，且所述泄压堵头内设有第三通道，所述泄压弹簧的两端分别连接所述泄压堵头和所述泄压阀块，所述泄压阀块设置在所述第二通道的通道口处，以使所述泄压阀块能够打开或者关闭所述第二通道的通道口。

2.根据权利要求1所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述活动件两端分别设有上端盖和下端盖，所述上端盖设置在所述活动件的一端，所述下端盖设置在所述活动件的另一端。

3.根据权利要求1所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述骨架上设有凹槽和固定孔，所述密封件通过所述固定孔和所述凹槽与所述骨架固定。

4.根据权利要求3所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述骨架包括第一横板、竖板和第二横板，所述竖板的两端分别连接所述第一横板和所述第二横板，以使所述骨架呈“工”字设置。

5.根据权利要求4所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述第二横板设置在所述活动件上，所述凹槽设置在所述第一横板上，所述固定孔设置在所述竖板上。

6.根据权利要求1～5任一所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述骨架有12个，各个所述骨架间隔30°均匀的设置在所述活动件上。

7.根据权利要求1所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述第一部分的顶部还设有圆头。

8.根据权利要求1所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述密封件为硫化橡胶。

9.根据权利要求1所述井下抽汲柱塞装置，其特征在于，所述泄压阀块为泄压凡尔。