不关井连续生产的分体式柱塞装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种不关井连续生产的分体式柱塞装置，是为利用气井自身能量实现周期性举液、提高生产效率而设计的，该装置由井下缓冲装置、分体式柱塞和井口缓冲装置组成，包括套装连接轴的缓冲弹簧和导流筒、套装导流筒且连接钢丝卡簧的座落器、由柱塞体和分体密封件组成的分体式柱塞、连接内支撑环的锥形密封胶筒和密封筒、连接主体的打捞头和卡瓦、与主体连接杆连接的撞击杆等。该装置整体柱塞举升液体至井口，受井口缓冲装置撞击后分体，下落至井底后再次密闭组合，在不关井连续生产的条件下，利用气井自身能量在油管内往复运动，实现周期性举液。本装置能提高生产效率，突破常规柱塞生产的关井限制，排除井底积液，增加气井产气量。
【专利说明】不关井连续生产的分体式柱塞装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不关井连续生产的分体式柱塞装置，属于油气田排水采气【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着苏里格气田的不断开发，部分气井已进入低压、低产的中后期阶段，单井产量低，携液能力差，井底及井筒逐步产生积液，井筒积液将增大对地层的回压，并限制井筒生产能力，最终将气层完全压死以至关井，造成巨大的经济损失。排水采气是解决“气井积液”的有效方法，也是挖掘产水气井生产潜力和提高采收率的重要措施之一。柱塞气举是解决低压、低产及有水气井液体滑脱的重要措施之一，也是目前国内外气田行之有效且经济适用的排水采气方法，其原理是利用柱塞在油管中的气体和液体之间形成固体界面，减少气体窜流和液体回落，从而提高举升效率。
[0003]苏里格气田普遍采用的传统柱塞气举需要一定的关井时间，以使柱塞回落到井底。较长的关井时间不但会影响气井的产量，而且还会驱使气井中的液体灌入地层，降低气井的生产效率。此外，柱塞有时上行的行程短，到不了井口，有时上行冲击力过大，造成井口防喷管被破坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种不关井连续生产的分体式柱塞装置，其将井口缓冲装置移到井筒中，不使用地面控制设备，使柱塞气举排水采气工艺更简捷和高效。
[0005]本发明的具体技术方案如下:
[0006]不关井连续生产的分体式柱塞装置包括井下缓冲装置、分体式柱塞和井口缓冲装置三部分:
[0007]井下缓冲装置的投捞头与连接轴连接，连接轴上依次套装缓冲弹簧和导流筒，导流筒底端连接锥形的卡定套，卡定套外部是套装在导流筒下部缩径筒上的座落器。座落器内壁设有凸肩，外壁对称设有卡瓦翼凹槽，钢丝卡簧由销轴连接在凹槽内。
[0008]分体式柱塞由柱塞体和分体密封件组成。柱塞体打捞颈连接由销钉锁定的内支撑环。设有弹性骨架的锥形密封胶筒和外支撑环相隔套装在内支撑环外壁上。密封筒内壁上部连接内支撑环，中部缩径密封孔上端面通过销钉连接限速挡环。分体密封件从密封筒底孔伸入，其顶端的密封胶圈密封缩径密封孔。
[0009]井口缓冲装置的投放头通过销钉连接主体，打捞头及与其挂吊连接的、且由卡环固定的卡瓦套在主体外壁上。井口缓冲弹簧套在主体下部的连接杆上，连接杆底端连接撞击杆。
[0010]本发明装置生产时，柱塞体和分体密封件在井底组合成密闭的整体柱塞，利用气流的推力将气体和液体举升至井口，不需要增加井口控制装置。举升接近井口时，井口缓冲装置撞击整体柱塞致其分体，使两者下落至井底再次组合成整体柱塞。本发明能在不关井连续生产的条件下，利用气井自身能量在油管内往复运动，实现周期性举液，提高生产效率；能突破常规柱塞生产的关井限制，排除井底积液，减小积液对气体渗流的影响，增加气
井产气量。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1a为不关井连续生产的分体式柱塞装置中井下缓冲装置示意图。
[0012]图lb、lc为不关井连续生产的分体式柱塞装置中井下缓冲装置投放和坐封示意图。
[0013]图2为不关井连续生产的分体式柱塞装置中分体式柱塞示意图。
[0014]图3为不关井连续生产的分体式柱塞装置中井口缓冲装置示意图。
[0015]图4为不关井连续生产的分体式柱塞装置上行阶段示意图。
[0016]图5为不关井连续生产的分体式柱塞装置下行阶段示意图。
【具体实施方式】
[0017]参照图1至5对本发明的实施例进一步说明:
[0018]实施例:
[0019]不关井连续生产的分体式柱塞装置包括井下缓冲装置、分体式柱塞和井口缓冲装置三部分:
[0020]井下缓冲装置由投捞头1、缓冲弹簧2、连接轴3、导流筒4、座座落器5、卡定套6、钢丝卡簧7和销轴8组成；投捞头I螺纹连接“T”形连接轴3，连接轴3上依次套装缓冲弹簧2和导流筒4，导流筒4上部扩径筒壁上对称设有两个椭圆形通孔，导流筒4底端螺纹连接锥形的卡定套6，卡定套6外部是套装导流筒4下部缩径筒上的座落器5 ;座落器5内壁设有凸肩，外壁对称设有卡瓦翼凹槽，钢丝卡簧8由销轴7连接在凹槽内。
[0021]分体式柱塞由柱塞体和糖葫芦串状的分体密封件17组成；柱塞体的圆筒状打捞颈9与内支撑环10丝扣连接，并由销钉锁定；设有弹性骨架11的两个锥形密封胶筒12、夕卜支撑环13相隔套装在内支撑环10外壁上；密封筒15内壁上部丝扣连接内支撑环10，中部缩径密封孔上端面通过销钉连接限速挡环14 ;分体密封件17从密封筒15底孔伸入，其顶端的密封胶圈16密封缩径密封孔。
[0022]井口缓冲装置由投放头18、销钉19、打捞头20、卡环21、卡瓦22、主体23、井口缓冲弹簧24和撞击杆25组成；投放头18通过销钉19连接主体23，打捞头20及与其挂吊连接的、且由卡环21固定的卡瓦22套在主体23上；井口缓冲弹簧24套在主体23下部的连接杆上，连接杆底端丝扣连接撞击杆25。
[0023]不关井连续生产分体式柱塞装置的投放和生产过程如下:
[0024]1.投放
[0025]通过钢丝作业投放井下缓冲装置:
[0026]如图lb、lc所示，施工前，将两根钢丝卡簧8压入座落器5卡瓦翼凹槽内，使座落器5卡瓦翼处于收紧状态(小于油管内径)，以保证其通过油管时畅通无阻。投捞头I连接专用投放工具，通过试井钢丝匀速缓慢下放，至设计井深位置时上提钢丝，使钢丝卡簧8的弯钩伸入油管接箍；继续上提钢丝，使钢丝卡簧8脱离座落器5卡瓦翼凹槽，卡瓦翼弹开，然后下放钢丝使卡瓦翼嵌入油管接箍内；下击投放工具串，使卡定套6落入座落器5内壁凸肩下方，即井下缓冲装置成功座落在井筒中。同时，专用投放工具销钉被剪断，脱离投捞头1，起出试井钢丝及投放工具串，井下缓冲装置投放坐封成功。
[0027]利用采气井口倒换阀门投放分体式柱塞:
[0028]关闭井口控制阀门后，采气树泄压，打开测试阀门，用强磁将分体式柱塞放入采气树，关闭测试阀门，缓慢打开控制阀门，分体式柱塞依靠自重落至井筒内的井下缓冲装置上方。
[0029]通过钢丝作业投放井口缓冲装置:
[0030]如图3所示，井口缓冲装置下行时，卡瓦22缩回，到达井筒且接近井口时，上提钢丝，使主体23相对卡瓦22向上运动，撑开卡瓦22，使其卡定在油管上；完全放松钢丝后，再猛然上提，震断销钉19，提出投放头18，投放工作完成。
[0031]2.生产
[0032]柱塞上行:
[0033]不关井连续生产分体式柱塞所有装置投放安装后，开井生产。此时，柱塞体和分体密封件17已在井底密封组合成整体柱塞，其两侧及筒内充满气体和液体，形成油管封隔面。当整体柱塞下方的压力恢复到一定程度后，推动其及液柱上行，将井筒内的积液排出。
[0034]柱塞下行:
[0035]当整体柱塞与井口缓冲装置相撞后，撞击杆25下击分体密封件17,使其与柱塞体分开，分体密封件17和柱塞体均在重力的作用下向下运动。由于分体密封件17是实心刚体，下降速度快，先落至井下缓冲装置上，而柱塞体则受限速挡环14的影响下落速度较慢。在柱塞体落下并撞击分体密封件17后，再次组合成密闭的整体柱塞，依靠气井能量开始下一个周期的循环，即本发明利用气井自身能量在油管内往复运动，实现周期举液。
【权利要求】
1.一种不关井连续生产的分体式柱塞装置，其特征在于该装置包括井下缓冲装置、分体式柱塞和井口缓冲装置三部分: 井下缓冲装置的投捞头(I)与连接轴(3)连接，连接轴(3)上依次套装缓冲弹簧(2)和导流筒(4)，导流筒(4)底端连接锥形的卡定套(6)，卡定套(6)外部是套装在导流筒(4)下部缩径筒上的座落器(5);座落器(5)内壁设有凸肩，外壁对称设有卡瓦翼凹槽，钢丝卡簧(8)由销轴(7)连接在凹槽内； 分体式柱塞由柱塞体和分体密封件(17)组成；柱塞体打捞颈(9)连接由销钉锁定的内支撑环(10);设有弹性骨架(11)的锥形密封胶筒(12)和外支撑环(13)相隔套装在内支撑环(10)外壁上；密封筒(15)上部内壁连接内支撑环(10)，中部缩径密封孔上端面通过销钉连接限速挡环(14);分体密封件(17)从密封筒(15)底孔伸入，其顶端的密封胶圈(16)密封缩径密封孔； 井口缓冲装置的投放头(18)通过销钉(19)连接主体(23)，打捞头(20)及与其挂吊连接的、且由卡环(21)固定的卡瓦(22)套在主体(23)上；井口缓冲弹簧(24)套在主体(23)下部的连接杆上，连接杆底端连接撞击杆(25)。
2.如权利要求1所述的不关井连续生产的分体式柱塞装置，其特征在于本装置生产时，柱塞体和分体密封件(17)在井底组合成密闭的整体柱塞，利用气流的推力将气体和液体举升至井口 ；举升接近井口时，井口缓冲装置撞击整体柱塞致其分体，使两者下落至井底再次组合成整体柱塞，利用气井自身能量在油管内往复运动，实现周期性举液。
【文档编号】E21B43/00GK103670337SQ201210346985
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】肖述琴, 张书平, 徐勇, 陈德见, 于志刚, 卫亚明, 杨旭东, 程小莉, 陈勇, 李耀德 申请人:中国石油天然气股份有限公司