一种气举采油柱塞运行时间测试装置及方法与流程

本发明涉及油田测试领域，特别涉及一种气举采油柱塞运行时间测试装置及方法。

背景技术：

随着油井中原油自喷产量的降低，或者油井丧失自喷能力后，可通过柱塞气举采油的方式来提高原油的产量，使油井维持自喷生产。其中，柱塞可在井口采油树和油管内上下运动，在油管管柱中的流体压力和流量不足以举升柱塞时，柱塞在自身重力的作用下向下运动，位于柱塞下端的流体(气、液混合物)通过柱塞外缘与油管内壁的间隙流入柱塞的上端；当柱塞下端流体压力升高时，柱塞被举升至井口，柱塞上端的流体被推送至地面的管线中，以使油井维持自喷的生产。但柱塞的结构和型号多种多样，由于不清楚各种柱塞在油管内的受力情况，因此不易选择与油井相匹配的柱塞，这容易出现柱塞卡死在油管内或者柱塞举升液量过少的情况。因此有必要对不同结构及类型的柱塞在油管内的受力情况进行分析，以便于选择与不同油井相匹配的柱塞，以长时间地维持油井自喷生产。

作为相关技术，专利文献cn104343421a提供了一种气举模拟试验系统，包括：外套管、内套管、气举试验管柱及井口装置，内套管设置于外套管中，内套管与外套管之间形成第一环形空间，气举试验管柱设置于内套管中，气举试验管柱与内套管之间形成第二环形空间，第一环形空间与第二环形空间的底部相连通，外套管、内套管及气举试验管柱上端与井口装置固定并密封；供液系统，连通第一环形空间，液体介质由第一环形空间底部进入至气举试验管柱底部；供气系统，连通第二环形空间，为第二环形空间提供气压，以使液体介质在气压作用下由气举试验管柱的腔体底部上升进入与气举试验管柱的腔体顶部连通的排液管道；分离系统，与上述排液管道连通，用以将液体介质收集并进行气液分离，该返出分离系统另一端连接至上述井下供液系统；试验数据采集系统，包括位于地面的控制单元以及用于测量井底压力、温度，为井下供液系统提供压力参数和温度参数的井底测压测温装置，用于测量第二环形空间由上至下各位置的压力、温度的气举试验管柱测压测温装置，及用于测量气举试验管柱内在卸载过程中的液体流量的电磁流量计。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的装置可以测量采用柱塞气举的温度、压力以及液体流量，不能通过试验记录柱塞的运行时间来分析柱塞的受力状况。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够通过记录柱塞的运行时间来分析柱塞的受力状况的气举采油柱塞的运行时间测试装置及方法。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种气举采油柱塞运行时间测试装置，所述装置包括由下至上顺次连通的气举阀工作筒、内管短节、内管，以及套装在所述气举阀工作筒和所述内管短节外并形成环形空间的外管，所述装置还包括：下封堵件，用于封堵所述外管下端和所述气举阀工作筒下端；气举阀，设置在所述气举阀工作筒的外壁上，出气口与所述气举阀工作筒的内腔连通；柱塞托，沿轴向设置有通孔，上端用于座放柱塞，下端设置有下接电环，以间隙配合的方式穿过设置在所述气举阀工作筒和所述内管短节连接处内腔中的第一弹性固定件，且所述第一弹性固定件下端设置有用于与所述下接电环接通的两个第一导电环；中封堵件，封堵所述外管上端，并将所述内管短节上端和所述内管下端连接，所述中封堵件上设置有连通所述环形空间的进气口接头；上封堵件，封堵所述内管的上端，设置有轴向连通的内腔，所述上封堵件上设置有两个第二导电环，所述内腔中设置有第二弹性固定件，上接电管沿所述第二弹性固定件以间隙配合的方式上下滑动，并用于与所述第二导电环接通；所述上封堵件上设置有连通所述内腔的出气口接头；计时电控箱，通过导线分别与两个所述第一导电环和两个所述第二导电环电连接；电子秒表，通过两根导线与所述计时电控箱电连接。

当所述第一导电环和所述下接电环接通时，所述计时电控箱接收开始计时信号，然后向所述电子秒表发出开始计时的控制指令；当所述第二导电环和所述上接电管接通时，所述计时电控箱接收停止计时信号，然后向所述电子秒表发出停止计时的控制指令。

具体地，作为优选，所述下封堵件包括外管底堵、下绝缘塞、外管接箍；所述外管底堵的上端沿轴向设置有盲孔，所述气举阀工作筒的下端放置在所述盲孔内，所述外管底堵的底部设置有两个第一接线柱；所述下绝缘塞密封封堵所述气举阀工作筒下端，所述下绝缘塞上还设置有两个与所述第一接线柱电连接的第二接线柱，两个所述第一导电环分别连接两根导线并通过导线分别顺次与两个所述第二接线柱、两个所述第一接线柱、所述计时电控箱电连接；所述外管接箍固定套装在所述外管底堵的上端和所述外管的下端。

具体地，作为优选，所述下封堵件还包括至少一个第一o形橡胶密封圈，用于密封所述下绝缘塞与所述气举阀工作筒之间的环形间隙。

具体地，作为优选，所述柱塞托包括由上至下顺次连接并导通的柱塞托头和筒状托体；所述第一弹性固定件包括卡定环、绝缘环压环、绝缘环、下弹簧、内管下接箍；所述卡定环的外壁与所述内管短节的内壁相抵，并且下端与所述气举阀工作筒的上端相抵；所述绝缘环压环套设在所述卡定环内；所述绝缘环套设在所述卡定环下端内部，并且上端与所述绝缘环压环的下端相抵，同时，所述筒状托体以间隙配合的方式穿过所述绝缘环；所述下接电环套装在所述筒状托体上并伸出所述绝缘环的下端，两个所述第一导电环设置在所述绝缘环的下端；所述下弹簧套装在所述筒状托体上处于压缩状态，并位于所述柱塞托头和所述绝缘环之间；所述内管下接箍固定套装在所述气举阀工作筒的上端和所述内管短节的下端。

具体地，作为优选，所述中封堵件包括内管悬挂器、外管接头、多个限位钉；所述内管悬挂器呈圆柱体结构，上下两端的外径小于中部的外径，使外壁上形成第一环形台阶，所述内管悬挂器固定套装在所述内管的下端和所述内管短节的上端；所述外管接头内壁的上下两端的内径大于中部的内径，使内壁上形成第二环形台阶，所述外管接头的下端固定套装在所述外管上端，且所述外管上端与所述第二环形台阶底部相抵；所述第一环形台阶的外侧与所述第二环形台阶内侧密封接触，并且所述第二环形台阶的下端与所述内管悬挂器下端形成与所述外管的内腔连通的环形间隙，所述进气口接头设置在所述第二环形台阶上，并与所述环形间隙连通；通过使用多个所述限位钉将所述内管悬挂器与所述外管接头固定。

具体地，作为优选，所述上封堵件包括内管上接头、上绝缘塞、以及套装在所述内管上接头上端的压盖；所述内管上接头的内腔由上至下顺次为第一径圆柱内腔、中径圆柱内腔、小径圆柱内腔、第二大径圆柱内腔；所述上绝缘塞包括设置在所述第一大径圆柱内腔内的绝缘大圆柱端和设置在所述中径圆柱内腔上部的绝缘小圆柱端；所述第二弹性固定件包括上接电管绝缘环、上弹簧；所述上接电管绝缘环的上部固定在所述中径圆柱内腔底部，下部密封套设在所述小径圆柱内腔中；所述上接电管包括可轴向滑动地设置在所述中径圆柱内腔中的大圆柱端，以及可轴向滑动地设置在所述小径圆柱内腔中的小圆柱端，并且所述小圆柱端的下端位于所述第二大径圆柱内腔中；所述上弹簧的上端套装在所述绝缘小圆柱端上，上端与所述绝缘大圆柱端底部相抵，下端与所述大圆柱端底部相抵；所述绝缘大圆柱端下端设置有两个所述第二导电环，用于与所述上接电管的所述大圆柱端上端接通；所述出气口接头与所述中径圆柱内腔连通。

具体地，作为优选，所述装置还包括设置在所述绝缘大圆柱端上的两个第三接线柱及分别固定两个所述第三接线柱的两个第二接线柱压盖；两个所述第二导电环分别连接两个所述第三接线柱并通过导线与所述计时电控箱电连接。

具体地，作为优选，所述装置还包括内管上接箍和压力表，所述内管上接箍以螺纹连接的方式套装在所述内管的上端和所述内管上接头的下端，所述内管上接箍的侧壁上设置有与所述内管的内腔相连通的内螺纹孔，所述压力表的螺纹接头与所述内螺纹孔螺纹连接。

具体地，作为优选，所述计时电控箱包括第一中间继电器、第二中间继电器、第一时间继电器、第二时间继电器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电源。

一个所述第一导电环通过导线与所述电源的一端连接，另一个所述第一导电环通过导线与所述第一中间继电器的线圈、所述第二电阻、所述第一电阻串联，且所述第一时间继电器的线圈与所述第一中间继电器的线圈并联；一个所述第二导电环通过导线与所述电源的一端连接，另一个所述第二导电环通过导线与所述第二中间继电器的线圈、所述第三电阻串联，然后与串联的所述第一导电环、所述第一中间继电器的线圈、所述第二电阻并联，且所述第二时间继电器的线圈与所述第二中间继电器的线圈并联；所述第一中间继电器的常开触点与所述第一时间继电器的常闭触点串联，然后与串联的所述第二中间继电器的常开触点、所述第二时间继电器的常闭触点并联，然后通过导线与所述电子秒表的内部电路电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了上述装置测试柱塞运行时间的方法，所述方法包括：

气体由进气口接头进入外管和内管短节、气举阀工作筒之间的环形空间，随着气压的增大，气举阀打开，气体进入所述气举阀工作筒内，随着所述气举阀工作筒内气压的增大，气体由柱塞托的通孔向上推动所述柱塞托上的柱塞向上运动，所述柱塞离开所述柱塞托后，由于下弹簧发生弹性恢复，推动所述柱塞托向上运动，所述柱塞托带动下接电环与两个第一导电环接通，计时电控箱接收开始计时信号并处理，然后向电子秒表发出开始计时的控制指令，所述电子秒表开始计时。

所述柱塞向上运动至上封堵件处与上接电管相抵，所述上接电管向上运动并与两个第二导电环接通，所述计时电控箱接收停止计时信号并处理，然后向所述电子秒表发出停止计时的控制指令，所述电子秒表停止计时。

与此同时，进入所述气举阀工作筒内的气体由所述气举阀工作筒顺次进入所述内管短节、内管，并由出气口接头输出。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的气举采油柱塞运行时间测试装置，通过设置气举阀工作筒、内管短节、内管、外管、气举阀、下封堵件、柱塞托、中封堵件、上封堵件、计时电控箱、电子秒表等部件，为模拟不同结构或型号的柱塞在不同注气压力条件下在油管内的运动情况提供了室内试验的基础条件。通过使用该气举采油柱塞运行时间测试装置，可以精确地获取柱塞从柱塞托运行至内管上端的时间，进而根据该时间和柱塞的运行距离可以分析柱塞的受力状况，以便于分析不同结构及型号的柱塞在油管内的受力状况，便于后期选择与油井相匹配的柱塞用于气举采油，以提高原油的开采效率并延长油井生产的自喷周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的气举采油柱塞运行时间测试装置的剖面图；

图2-1是本发明实施例提供的气举采油柱塞运行时间测试装置的局部结构的剖面图；

图2-2是本发明实施例提供的气举采油柱塞运行时间测试装置的局部结构的剖面图；

图2-3是本发明实施例提供的气举采油柱塞运行时间测试装置的局部结构的剖面图；

图3是本发明实施例提供的计时电控箱与电子秒表之间的电路原理图。

其中，附图标记分别表示：

1气举阀工作筒，

2内管短节，

3内管，

4外管，

5下封堵件，

501外管底堵，

502下绝缘塞，

503外管接箍，

6气举阀，

7柱塞托，

8柱塞，

9下接电环，

10第一弹性固定件，

1001卡定环，

1002绝缘环压环，

1003绝缘环，

1004下弹簧，

1005内管下接箍，

11第一导电环，

12中封堵件，

1201内管悬挂器，

1202外管接头，

1203限位钉，

13进气口接头，

14上封堵件，

1401内管上接头，

1402上绝缘塞，

1403压盖，

15第二导电环，

16第二弹性固定件，

1601上接电管绝缘环，

1602上弹簧，

17上接电管，

18出气口接头，

19计时电控箱，

20电子秒表，

21第一接线柱，

22第二接线柱，

23第一接线柱压盖，

24第三接线柱，

25第二接线柱压盖，

26内管上接箍，

27压力表，

28螺母，

ka1m第一中间继电器的线圈，

ka1d第一中间继电器的常开触点，

ka2m第二中间继电器的线圈，

ka2d第二中间继电器的常开触点，

kt1m第一时间继电器的线圈，

kt1d第一时间继电器的常闭触点，

kt2m第二时间继电器的线圈，

kt2d第二时间继电器的常闭触点，

r1第一电阻，

r2第二电阻，

r3第三电阻，

e电源。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供了一种气举采油柱塞运行时间测试装置，如附图1所示，该装置包括由下至上顺次连通的气举阀工作筒1、内管短节2、内管3、以及套装在气举阀工作筒1和内管短节2外并形成环形空间的外管4、下封堵件5、气举阀6、柱塞托7、下接电环9、第一弹性固定件10、第一导电环11、中封堵件12、上封堵件14、计时电控箱19、电子秒表20。其中，下封堵件5用于封堵外管4下端和气举阀工作筒1下端；气举阀6设置在气举阀工作筒1的外壁上，出气口与气举阀工作筒1的内腔连通；柱塞托7沿轴向设置有通孔，上端用于座放柱塞8，下端设置有下接电环9，以间隙配合的方式穿过设置在气举阀工作筒1和内管短节2连接处内腔中的第一弹性固定件10，且第一弹性固定件10下端设置有用于与下接电环9接通的两个第一导电环11；中封堵件12封堵外管4上端，并将内管短节2上端和内管3下端连接，中封堵件12上设置有连通环形空间的进气口接头13；上封堵件14封堵内管3的上端，设置有轴向连通的内腔，上封堵件14上设置有两个第二导电环15，内腔中设置有第二弹性固定件16，上接电管17沿第二弹性固定件16以间隙配合的方式上下滑动，并用于与第二导电环15接通；上封堵件14上设置有连通内腔的出气口接头18；计时电控箱19通过导线分别与两个第一导电环11和两个第二导电环15电连接；电子秒表20通过两根导线与计时电控箱19电连接。

当第一导电环11和下接电环9接通时，计时电控箱19接收开始计时信号，然后向电子秒表20发出开始计时的控制指令；当第二导电环15和上接电管17接通时，计时电控箱19接收停止计时信号，然后向电子秒表20发出停止计时的控制指令。

以下就本发明实施例提供的气举采油柱塞运行时间测试装置的工作原理给予描述：

将气瓶上的管线与进气口接头13连通，然后使气体通过进气口接头13向外管4和内管短节2的环形空间内输入气体，随着气压的增大，气举阀6打开，气体进入气举阀工作筒1内，随着气举阀工作筒1内气压的增大，气体由柱塞托7的通孔向上推动柱塞托7上的柱塞8向上运动，柱塞8离开柱塞托7后，作用在柱塞托7上的因柱塞8重力产生的下压力消失，在第一弹性固定件10的弹性作用下，推动柱塞托7向上运动，柱塞托7带动下接电环9与两个第一导电环11接通，计时电控箱19接收开始计时信号并处理，然后向电子秒表20发出开始计时的控制指令，电子秒表20开始计时。

柱塞8向上运动至上封堵件14处撞击上接电管17的下端，上接电管17向上运动并与两个第二导电环15接通，计时电控箱19接收停止计时信号并处理，然后向电子秒表20发出停止计时的控制指令，电子秒表20停止计时。然后停止供气，柱塞8由于重力作用座回到柱塞托7上，上接电管17由于重力和第二弹性固定件16的作用座回原位，与两个第二导电环15断开。柱塞托7在柱塞8重力作用下向下移动至原位，柱塞托7下端的下接电环9与两个第一导电环11断开。与此同时，进入气举阀工作筒1内的气体由气举阀工作筒1顺次进入内管短节2、内管3，并由出气口接头18输出。

本领域技术人员可以理解的是，开始计时使电子秒表20获得一个脉冲信号，计时开始；停止计时使电子秒表20获得一个脉冲信号，停止计时，两个脉冲信号之间的时间即柱塞8运行的时间。需要说明的是，环形空间为气举阀工作筒1、内管短节2与套装在两者外部的外管4之间形成的环形空间。

基于上述可知，本发明实施例提供的气举采油柱塞8运行时间测试装置，通过设置气举阀工作筒1、内管短节2、内管3、外管4、气举阀6、下封堵件5、柱塞托7、中封堵件12、上封堵件14、计时电控箱19、电子秒表20等部件，为模拟不同结构或型号的柱塞8在不同注气压力条件下在油管内的运动情况提供了室内试验的基础条件。通过使用该气举采油柱塞8运行时间测试装置，可以精确地获取柱塞8从柱塞托7运行至内管3上端的时间，进而根据该时间和柱塞8的运行距离可以分析柱塞8的受力状况，以便于获取不同结构及型号的柱塞8在不同注气压力条件下在油管内的受力状况，便于后期选择与油井相匹配的柱塞8用于气举采油，以提高原油的开采效率并延长油井生产的自喷周期。

具体地，如附图2-1所示，下封堵件5包括外管底堵501、下绝缘塞502、外管接箍503；外管底堵501的上端沿轴向设置有盲孔，气举阀工作筒1的下端放置在盲孔内，外管底堵501的底部设置有两个第一接线柱21；下绝缘塞502密封封堵气举阀工作筒1下端，下绝缘塞502上还设置有两个与第一接线柱21电连接的第二接线柱22，两个第一导电环11分别连接两根导线并通过导线分别顺次与两个第二接线柱22、两个第一接线柱21、计时电控箱19电连接；外管接箍503固定套装在外管底堵501的上端和外管4的下端。如此设置下封堵件5，便于封堵外管4下端和气举阀工作筒1下端，设置第一接线柱21和第二接线柱22，便于连接两个第一导电环11的导线由气举阀工作筒1的内腔连接外部的计时电控箱19。

具体地，外管底堵501的侧壁上沿径向向内设置有连通至外管底堵501的底部上端的两个直角通孔，两个第一接线柱21固定在两个直角通孔内；下绝缘塞502上设置有两个竖直通孔，两个第二接线柱22分别密封固定在两个竖直通孔内。设置直角通孔和竖直通孔便于两个第一接线柱21和两个第二接线柱22之间导线的连接，且直角通孔和竖直通孔容易设置。进一步地，本发明实施例提供的装置还包括分别设置在两个直角通孔中以及外管底堵501的外部，穿过导线并将两个第一接线柱21固定的两个第一接线柱压盖23，以防止两个第一接线柱21从两个直角通孔中伸出。其中，两个第一接线柱压盖23包括大圆柱端和小圆柱端，大圆柱端与外管底堵501的侧壁相抵，小圆柱端穿入直角通孔内，并与直角通孔螺纹连接。

更为详细地，外管底堵501的盲孔包括相连的大台阶孔和小台阶盲孔，大台阶孔和小台阶盲孔之间形成环形台阶，气举阀工作筒1的下端放置在大台阶孔内并与大台阶孔底面相抵，如此设置盲孔的结构，便于连接两个第一接线柱21和两个第二接线柱22之间通过导线电连接。

进一步地，下封堵件5还包括至少一个第一o形橡胶密封圈，用于密封下绝缘塞502与气举阀工作筒1之间的环形间隙，以防止气体由下绝缘塞502和气举阀工作筒1之间的环形间隙漏出。其中，下绝缘塞502沿周向的外壁上设置有多圈凹槽，多个第一o形橡胶密封圈分别置于多圈凹槽内，以密封下绝缘塞502与气举阀工作筒1之间的环形间隙。

其中，外管接箍503固定套装在外管底堵501的上端和外管4的下端的方式有多种，例如通过螺纹连接的方式套装，采用卡接的方式套装等，以便于将外管底堵501和外管4连接。作为优选，外管接箍503通过螺纹连接的方式套装在外管底堵501的上端和外管4的下端，螺纹连接的方式容易设置，便于拆装。在安装时，可以先安装外管底堵501，并将外管接箍503套装在外管底堵501上后，最后将外管4套设在外管接箍503内。

具体地，在本发明实施例中，气举阀工作筒1内腔的中轴线与其外轮廓的中轴线不在一条直线上，这使气举阀工作筒1的壁厚不同，在气举阀工作筒1壁厚相对较厚的一侧设置有内螺纹孔，内螺纹孔的上方设置有连通气举阀工作筒1内腔的斜孔，气举阀6与内螺纹孔螺纹连接，以便于进入气举阀6的气体由斜孔进入气举阀工作筒1的内腔，进而推动柱塞托7上的柱塞8向上运动，并且螺纹连接的方式容易设置，便于更换不同的气举阀6。其中，气举阀6中包括阀座、阀芯、进气孔、出气孔，阀芯下部与波纹管连接，阀芯封堵出气孔，进气孔位于外管4与气举阀工作筒1之间的环形空间内，气体由进气口接头13进入环形空间后，随着气压的增大，气体由进气孔进入气举阀6内，并推动气举阀6内的波纹管向下运动，阀芯随着波纹管向下运动，进而打开气举阀6的出气孔，气体由气举阀6的出气口进入气举阀工作筒1的内腔。

具体地，在本发明实施例中，如附图2-2所示，柱塞托7包括由上至下顺次连接并导通的柱塞托头和筒状托体；第一弹性固定件10包括卡定环1001、绝缘环压环1002、绝缘环1003、下弹簧1004、内管下接箍1005；卡定环1001的外壁与内管短节2的内壁相抵，并且下端与气举阀工作筒1的上端相抵；绝缘环压环1002套设在卡定环1001内；绝缘环1003套设在卡定环1001下端内部，并且上端与绝缘环压环1002的下端相抵，同时，筒状托体以间隙配合的方式穿过绝缘环1003；下接电环9套装在筒状托体上并伸出绝缘环1003的下端，两个第一导电环11设置在绝缘环1003的下端；下弹簧1004套装在筒状托体上处于压缩状态，并位于柱塞托7头和绝缘环1003之间；内管下接箍1005固定套装在气举阀工作筒1的上端和内管短节2的下端。如此设置柱塞托7和第一弹性固定件10，便于气体由气举阀工作筒1的通孔进入筒状托体及柱塞托头处时，推动柱塞8向上运动，由于作用在柱塞托7上的因柱塞8重力产生的下压力消失，下弹簧1004发生弹性恢复，推动柱塞托7向上运动，设置在筒状托体下端的下接电环9随着柱塞托7也向上运动，以与设置在绝缘环1003下端的两个第一导电环11接通，而当柱塞8重新落回到柱塞托7上时，柱塞8的重力压缩下弹簧1004使柱塞托下移，下接电环9与两个第一导电环11断开。且套装在筒状托体上的下弹簧1004可给予柱塞托7缓冲作用，避免柱塞8下落至柱塞托7上时，与柱塞托7碰撞而损坏。气体可由柱塞托7的通孔进入内管短节2和内管3中，经内管上接头1401内腔与出气口接头18排出。

更为详细地，柱塞托7的筒状托体包括由上至下顺次连通的大圆柱体、中圆柱体、小圆柱体，中圆柱体的下端以间隙配合的方式放置在绝缘环1003的内腔，小圆柱位于气举阀工作筒1的内腔中，下接电环9套装在小圆柱体上，且下接电环9的上端面及下端面分别设置有至少一个通过螺纹连接的方式套装在小圆柱体上的螺母28，以将下接电环9紧固。如此设置柱塞托7的筒状托体，便于在下弹簧1004的弹性恢复力作用下，柱塞托7的小圆柱体向上运动，以使下接电环9与绝缘环1003下端的两个第一导电环11接通，当柱塞8落回柱塞托7上时，柱塞托7的小圆柱体重新下移，下接电环9与两个第一导电环11断开。

具体地，在本发明实施例中，如附图1所示，中封堵件12包括内管悬挂器1201、外管接头1202、多个限位钉1203；内管悬挂器1201呈圆柱体结构，上下两端的外径小于中部的外径，使外壁上形成第一环形台阶，内管悬挂器1201固定套装在内管3的下端和内管短节2的上端；外管接头1202内壁的上下两端的内径大于中部的内径，使内壁上形成第二环形台阶，外管接头1202的下端固定套装在外管4上端，且外管4上端与第二环形台阶底部相抵；第一环形台阶的外侧与第二环形台阶内侧密封接触，并且第二环形台阶的下端与内管悬挂器1201下端形成与外管4的内腔连通的环形间隙，进气口接头13设置在第二环形台阶上，并与环形间隙连通；通过使用多个限位钉1203将内管悬挂器1201与外管接头1202固定。如此设置中封堵件12便于内管3的下端与内管短节2的上端连接，同时封堵外管4上端与内管短节2之间的环形空间。设置限位钉1203使外管接头1202固定套装在内管悬挂器1201上。进一步地，中封堵件12还包括多个设置在第一环形台阶和第二环形台阶之间的第二o形橡胶密封圈，其中，第一环形台阶的外壁上沿周向设置有多个与第二o形橡胶密封圈相配合的凹槽，第二o形橡胶密封圈位于凹槽与第二环形台阶的内侧之间，以密封第一环形台阶的外侧与第二环形台阶的内侧之间的环形间隙。具体地，本发明实施例提供的装置还包括设置在进气口接头13与外管接头1202之间的密封垫，以密封进气口接头13与外管接头1202之间的环形间隙，防止漏气。

具体地，内管悬挂器1201固定套装在内管3的下端和内管短节2的上端，外管接头1202的下端固定套装在外管4的上端，其中，“固定套装”的方式有多种，例如以螺纹连接的方式套装，以卡接的方式套装，优选以螺纹连接的方式套装，螺纹连接的方式容易设置，便于拆装。

具体地，在本发明实施例中，如附图2-3所示，上封堵件14包括内管上接头1401、上绝缘塞1402、以及套装在内管上接头1401上端的压盖1403；内管上接头1401的内腔由上至下顺次为第一大径圆柱内腔、中径圆柱内腔、小径圆柱内腔、第二大径圆柱内腔；上绝缘塞1402包括设置在第一大径圆柱内腔内的绝缘大圆柱端和设置在中径圆柱内腔上部的绝缘小圆柱端；第二弹性固定件16包括上接电管绝缘环1601、上弹簧1602；上接电管绝缘环1601的上部固定在中径圆柱内腔底部，下部密封套设在小径圆柱内腔中；上接电管17包括可轴向滑动地设置在中径圆柱内腔中的大圆柱端，以及可轴向滑动地设置在小径圆柱内腔中的小圆柱端，并且小圆柱端的下端位于第二大径圆柱内腔中；上弹簧1602的上端套装在绝缘小圆柱端上，上端与绝缘大圆柱端底部相抵，下端与上接电管的大圆柱端内孔底面相抵；绝缘大圆柱端下端设置有两个第二导电环15，用于与上接电管17大圆柱端的上端接通；出气口接头18与中径圆柱内腔连通。当柱塞8撞击上接电管17的小圆柱端时，上接电管17向上运动，并与上绝缘塞1402的绝缘大圆柱端下端的两个第二导电环15接通，而当停止向本装置供气时，柱塞8向下运动，上接电管17由于重力和上弹簧1602的弹性恢复力作用，向下运动，上接电管17与两个第二导电环15断开，气体由上接电管17的内腔输出至中径圆柱内腔内，并由出气口接头18输出。其中，上接电管绝缘环1601的上部外径大于下部外径，以便于固定在中径圆柱内腔底部，下部密封套设在小径圆柱内腔中，可避免上接电管17与内管上接头1401之间导电。其中，上接电管17的大圆柱端的侧壁上可以设置至少一个出气孔，以便于气体由上接电管17输入上接电管17与内管上接头1401之间的环形空间内，进而由出气口接头18输出。设置出气口接头18便于柱塞8向上运动时不憋压，运动流畅。本发明实施例提供的装置还包括设置在出气口接头18与内管上接头1401之间的密封垫，以密封进气口接头13与内管上接头1401之间的连接螺纹间隙，防止漏气。

具体地，如附图2-3所示，本发明实施例提供的装置还包括设置在绝缘大圆柱端上的两个第三接线柱24及分别固定两个第三接线柱24的两个第二接线柱压盖25；两个第二导电环15分别连接两个第三接线柱24并通过导线与计时电控箱19电连接。设置第三接线柱24，便于与第二导电环15连接，然后通过导线将第三接线柱24与计时电控箱19电连接，其中，两个第三接线柱24分别与两个第二导电环15焊接连接。设置两个第二接线柱压盖25，以将第三接线柱24固定在上绝缘塞1402内，以防止第三接线柱24从上绝缘塞1402内露出，其中，两个第二接线柱压盖25均包括大圆柱端和小圆柱端，大圆柱端与上绝缘塞大圆柱端的上端相抵，小圆柱端穿入上绝缘塞大圆柱端上设置的通孔并压紧第三接线柱24。

具体地，如附图1所示，本发明实施例提供的装置还包括内管上接箍26和压力表27，内管上接箍26以螺纹连接的方式套装在内管3的上端和内管上接头1401的下端，内管上接箍26的侧壁上设置有与内管3的内腔相连通的内螺纹孔，压力表27的螺纹接头与内螺纹孔螺纹连接。设置内管上接箍26便于连接内管3的上端与内管上接头1401的下端，设置压力表27便于测量内管短节2和内管3中气体的压力，以便于后期根据测得的柱塞8的运行时间、距离、气体压力，来获取气体的推力和柱塞8所承受的摩擦阻力。

具体地，在本发明实施例中，如附图3所示，计时电控箱19包括第一中间继电器、第二中间继电器、第一时间继电器、第二时间继电器、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、电源e；一个第一导电环11通过导线与电源e的一端连接，另一个第一导电环11通过导线与第一中间继电器的线圈ka1m、第二电阻r2、第一电阻r1串联，且第一时间继电器的线圈kt1m与第一中间继电器的线圈ka1m并联；一个第二导电环15通过导线与电源e的一端连接，另一个第二导电环15通过导线与第二中间继电器的线圈ka2m、第三电阻r3串联，然后与串联的第一导电环11、第一中间继电器的线圈ka1m、第二电阻r2并联，且第二时间继电器的线圈kt2m与第二中间继电器的线圈ka2m并联；第一中间继电器的常开触点ka1d与第一时间继电器的常闭触点kt1d串联，然后与串联的第二中间继电器的常开触点ka2d、第二时间继电器的常闭触点kt2d并联，然后通过导线与电子秒表20内部电路电连接。

需要说明的是，第一中间继电器的常开触点ka1d、第一时间继电器的常闭触点kt1d通过导线与电子秒表20的计时开关电连接；第二中间继电器的常开触点ka2d、第二时间继电器的常闭触点kt2d通过导线与电子秒表20的计时开关电连接，以便于控制电子秒表20的开始计时或停止计时。

当两个第一导电环11与下接电环9接通时，电流通过第一中间继电器的线圈ka1m和第一时间继电器的线圈kt1m，由于电磁力的作用，第一中间继电器的常开触点ka1d闭合，此时电流通过第一时间继电器的常闭触点kt1d、第一中间继电器的常开触点ka1d，并与电子秒表20计时开关首次导通，然后由于电磁力的作用，第一时间继电器的常闭触点kt1d在预定时间后断开，电子秒表20相关控制电路中无电流连通，此时电子秒表20获得一个开始计时的脉冲信号。当两个第二导电环15与上接电管17接通时，电流通过第二中间继电器的线圈ka2m和第二时间继电器的线圈kt2m，由于电磁力的作用，第二中间继电器的常开触点ka2d闭合，此时电流通过第二时间继电器的常闭触点kt2d、第二中间继电器的常开触点ka2d，并与电子秒表20计时开关再次导通，然后由于电磁力的作用，第二时间继电器的常闭触点kt2d在预定时间后断开，电子秒表20相关控制电路中无电流连通，此时电子秒表20获得一个停止计时的脉冲信号。两个脉冲信号之间的时间就是柱塞8从柱塞托7上运行至内管上接头1401的第二大径圆柱内腔顶壁的时间。

其中，计时开关首次导通可以理解为电子秒表20计时按钮首次按下，使电子秒表20产生一个脉冲，计时开关再次导通可以理解为电子秒表20计时按钮再次按下，使电子秒表20产生一个脉冲，两个脉冲之间的时间，即为柱塞8的运行时间。

需要说明的是，第一时间继电器的常闭触点kt1d和第二时间继电器的常闭触点kt2d为延迟常闭触点，在线圈未通电流时，常闭触点处于闭合的状态，在线圈通入电流后，常闭触点中有电流通过，然后在延时预定时间后断开，以断开电路。第一中间继电器的常开触点ka1d和第二中间继电器的常开触点ka2d在未通电流时，处于断开状态，在电磁力的作用下闭合后，相应的回路接通。其中，第一时间继电器、第二时间继电器、第一中间继电器、第二中间继电器均为本领域所常用的继电器，为了突出本发明需要保护的连接关系，并没有将本领域公知的相应继电器的触点与线圈的连接关系用线条示出。

第二方面，本发明实施例还提供了上述装置测试柱塞运行时间的方法，该方法包括：

气体由进气口接头13进入外管4和内管短节2、气举阀工作筒1之间的环形空间，随着气压的增大，气举阀6打开，气体进入气举阀工作筒1内，随着气举阀工作筒1内气压的增大，气体由柱塞托7的通孔向上推动柱塞托7上的柱塞8向上运动，柱塞8离开柱塞托7后，由于下弹簧1004发生弹性恢复，推动柱塞托7向上运动，柱塞托7带动下接电环9与两个第一导电环11接通，计时电控箱19接收开始计时信号并处理，然后向电子秒表20发出开始计时的控制指令，电子秒表20开始计时。柱塞8向上运动至上封堵件14处与上接电管17相抵，上接电管17向上运动并与两个第二导电环15接通，计时电控箱19接收停止计时信号并处理，然后向电子秒表20发出停止计时的控制指令，电子秒表20启动停止计时。与此同时，进入气举阀工作筒1内的气体由气举阀工作筒1顺次进入内管短节2、内管3，并由出气口接头18输出。

通过上述方法可获取柱塞8从柱塞托7上向上运动至内管上接头1401的第二大径圆柱内腔顶壁的时间，然后结合柱塞8的运行距离，可以分析柱塞8在运行过程中受力情况，进而选取与相应的油井的油管相适配的不同结构或者型号的柱塞8，以用于气举采油，提高气举采油效率并维持油井的自喷生产。

然后，通过停止向本装置内供气，柱塞8由于重力作用座回到柱塞托7上，上接电管17由于自身重力和上弹簧1602的弹力恢复作用座回原位，与两个第二导电环15断开。同时，柱塞8的重力压缩下弹簧1004使其收缩，柱塞托7带着下接电环9下移，与两个第一导电环11断开。此时，所有中间继电器、时间继电器的常开或常闭触点恢复其原始状态。

根据上述方法获取的柱塞8从柱塞托7上向上运动至内管上接头1401的第四圆柱内腔顶壁的时间，并配合柱塞8的运行距离，可获取柱塞8的气体推力，摩擦阻力，进而选取与指定油井的油管相适应的柱塞8。其中，柱塞8的气体推力及摩擦阻力的计算公式如下：

其中，f为气体推力，单位为n；d为柱塞8的外径，单位为m；p为内管3和内管短节2内气体的压强，即压力表27的读数，单位为pa；f为柱塞8所受的摩擦阻力，单位为n；m为柱塞8的质量，单位为kg；g为重力加速度，单位为m/s²；s为柱塞8的运行距离，单位为m；t为柱塞8的运行时间，单位为s。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。