一种缓冲式速度管柱堵塞器及使用方法与流程

本发明属于气田开采技术领域，尤其涉及一种缓冲式速度管柱堵塞器及使用方法，适用于采用速度管柱排水采气的积液气井。

背景技术：

随着气井生产时间的持续，气井产能逐渐降低，低于临界携液流速时井底开始积液，若不及时采取排液措施，可使气井水淹、停产。速度管柱排水采气技术是基于井筒两相流和最小携液流量理论，在气井φ73mm原油管中下入φ38.1×3.2mm的连续油管作为生产管柱，剪断连续油管后通过专用悬挂器使其悬挂在采气井口，该技术能在一定程度上降低气井的临界携液流速，增大井筒中气体流速，从而提高气井携液能力，保证气井的平稳生产。当采用速度管柱携液生产很长时间后，气井的实际产量低于在用的φ38.1mm连续油管的临界携液流量（即2000m³/d），气井再次出现积液。速度管柱技术的理论研究表明该技术对于产气量2000m³/d以上积液气井，排水采气效果显著。

柱塞气举排水采气技术是在气井原φ73mm油管中投放φ59mm柱塞，充分利用气井自身能量推动柱塞在油管内往复运动，实现周期性举液，从而有效防止气体上窜和液体滑脱，增加举升效率，该技术对于产气量500-3000m³/d积液气井，排水采气效果非常显著。当气井产量降至500m³/d时，扣除设备折旧与维护、人工成本等费用，该井已无法再创造经济效益，基本达到废弃标准。

针对φ73mm原油管中下入φ38.1×3.2mm的连续油管作为速度管柱排水采气后气井再次积液的情况，目前方法是起出速度管柱，然后在φ73mm原油管中投放φ59mm柱塞进行柱塞气举排水采气，但比速度管柱的工艺复杂，成本较高，耗费的人力、物力较多。如何将速度管柱排水采气和柱塞气举排水采气联合起来，是困扰着天然气生产单位的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种缓冲式速度管柱堵塞器及使用方法，克服了现有技术中1：速度管柱排水采气技术对于产气量2000m³/d以下积液气井没有效果；2：柱塞气举排水采气技术对于产气量500m³/d以下积液气井没有效果；3：没有将两种方法结合的装置以及排水采气方法等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种缓冲式速度管柱堵塞器，包括坐落器缓冲件、内接管、上密封套、下密封套、堵塞头、防护罩、导向头和通气孔，所述坐落器缓冲件下端连接内接管，其中内接管下端连接上密封套，所述上密封套下端连接下密封套，其中下密封套下端固定有堵塞头，所述内接管的下侧、上密封套、下密封套和堵塞头由上至下依次设置于防护罩内部，其中防护罩下端设有导向头，所述防护罩在堵塞头和导向头之间设有空腔，其中防护罩的空腔处周壁设有通气孔，所述坐落器缓冲件、内接管、上密封套、下密封套和防护罩均为中空环形结构。

优选的，所述坐落器缓冲件包括打捞头、弹簧销、弹簧、坐落器芯杆和缓冲套，其中打捞头下端通过丝扣与坐落器芯杆连接，所述弹簧套设于坐落器芯杆外侧，其中弹簧上端通过弹簧销固定于打捞头上，所述坐落器芯杆下端与缓冲套连接，其中缓冲套下端套接于内接管上端内部。

优选的，所述内接管上侧沿圆周设有滚压槽，其中滚压槽与速度管柱相配合，所述内接管上侧外壁套设有上o型密封圈，其中上o型密封圈用于密封速度管柱和内接管。

优选的，所述内接管与防护罩通过第一螺钉连接，其中内接管与上密封套连接处设有密封垫，所述上密封套与防护罩通过上紧固螺钉连接，其中上密封套与下密封套内侧面连接处设有下o型密封圈，所述上密封套与下密封套端面连接处依次设有上唇型密封圈和上密封平垫，其中下密封套与防护罩通过下紧固螺钉连接，所述下密封套与堵塞头端面连接处依次设有下唇型密封圈和下密封平垫，其中堵塞头通过开尾销固定，所述防护罩的空腔底部设有堵塞头落入腔。

优选的，所述上唇型密封圈和下唇型密封圈沿轴向的截面为“人”型结构，其中“人”型结构的开口朝下，所述上唇型密封圈和下唇型密封圈均为具有两个尾部连接的伸展臂，其中伸展臂受到压力可以压缩进行密封。

优选的，所述堵塞头上端套接于下密封套内部，其中堵塞头下端设有堵塞头伸展翼，所述堵塞头伸展翼的尺寸大于下密封套的中空孔的尺寸。

优选的，所述导向头与防护罩通过第二螺钉连接，其中导向头的外形为子弹头结构。

优选的，所述通气孔为长条孔，其中长条孔沿堵塞器轴向均匀设置。

优选的，一种如上所述的缓冲式速度管柱堵塞器的使用方法，包括以下步骤：

步骤1）：将堵塞器的坐落器缓冲件卸掉，接着将堵塞器设置有滚压槽的一侧与速度管柱下端通过滚压式连接，接着拔掉开尾销，然后将堵塞器随同速度管柱一起下至气井井筒中，利用堵塞器封堵速度管柱内部，防止井筒中气体沿速度管柱产出；

步骤2）：待速度管柱在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱内部，然后利用速度管柱与原油管环空生产，使堵塞器的堵塞头上、下产生压力差，从而打掉堵塞头的堵塞头伸展翼，堵塞头由于重力下落到堵塞头落入腔中，接着采用速度管柱排水采气，排除井筒积液，恢复气井正常生产；

步骤3）：当气井进入后期，速度管柱无法正常排水采气生产时，可在井口向速度管柱内部投放坐落器缓冲件，所述坐落器缓冲件下端套接于内接管中，接着投入柱塞，由于坐落器缓冲件设有打捞头、缓冲弹簧、坐落器芯杆和缓冲套，由于柱塞的重力，自然压缩缓冲弹簧，从而起到缓冲柱塞的作用，所述坐落器芯杆用于承接柱塞，然后在速度管柱内部开展柱塞气举排水采气，从而排除井筒积液，使气井再次恢复正常生产。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明能够封堵速度管柱内部，防止下速度管柱作业时井筒中气体产出，待速度管柱下到设计深度后，打掉堵塞头，采用速度管柱排水采气；当速度管柱内部投放柱塞时，能够承接和缓冲柱塞，从而后期可以在速度管柱内部开展柱塞气举排水采气，统一解决了管内封堵和柱塞承接与缓冲三个技术难题；

（2）本发明可以最大程度的开采气井，使气井生产效率大大增高，增大井筒中气体流速，从而提高气井携液能力，保证气井的平稳生产；

（3）本发明堵塞器结构简单、操作方便、成本低、降低了人力、物力耗费，并且堵塞器的使用方法易操作、工艺简单。

附图说明

图1、本发明的半剖结构示意图。

附图标记说明：

1-速度管柱，2-滚压槽，3-上o型密封圈，4-内接管，5-第一螺钉，6-密封垫，7-上紧固螺钉，8-上密封套，9-下o型密封圈，10-上唇型密封圈，11-上密封平垫，12-下紧固螺钉，13-下密封套，14-下唇型密封圈，15-下密封平垫，16-堵塞头，17-开尾销，18-防护罩，19-第二螺钉，20-导向头，21-打捞头，22-弹簧销，23-弹簧，24-坐落器芯杆，25-缓冲套，26-通气孔，27-堵塞头落入腔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种缓冲式速度管柱堵塞器，包括坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13、堵塞头16、防护罩18、导向头20和通气孔26，所述坐落器缓冲件下端连接内接管4，其中内接管4下端连接上密封套8，所述上密封套8下端连接下密封套13，其中下密封套13下端固定有堵塞头16，所述内接管4的下侧、上密封套8、下密封套13和堵塞头16由上至下依次设置于防护罩18内部，其中防护罩18下端设有导向头20，所述防护罩18在堵塞头16和导向头20之间设有空腔，其中防护罩18的空腔处周壁设有通气孔26，所述坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13和防护罩18均为中空环形结构。

实施例2

如图1所示，本发明公开了一种缓冲式速度管柱堵塞器，包括坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13、堵塞头16、防护罩18、导向头20和通气孔26，所述坐落器缓冲件下端连接内接管4，其中内接管4下端连接上密封套8，所述上密封套8下端连接下密封套13，其中下密封套13下端固定有堵塞头16，所述内接管4的下侧、上密封套8、下密封套13和堵塞头16由上至下依次设置于防护罩18内部，其中防护罩18下端设有导向头20，所述防护罩18在堵塞头16和导向头20之间设有空腔，其中防护罩18的空腔处周壁设有通气孔26，所述坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13和防护罩18均为中空环形结构。

如图1所示，优选的，所述坐落器缓冲件包括打捞头21、弹簧销22、弹簧23、坐落器芯杆24和缓冲套25，其中打捞头21下端通过丝扣与坐落器芯杆24连接，所述弹簧23套设于坐落器芯杆24外侧，其中弹簧23上端通过弹簧销22固定于打捞头21上，所述坐落器芯杆24下端与缓冲套25连接，其中缓冲套25下端套接于内接管4上端内部。

实施例3

如图1所示，本发明公开了一种缓冲式速度管柱堵塞器，包括坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13、堵塞头16、防护罩18、导向头20和通气孔26，所述坐落器缓冲件下端连接内接管4，其中内接管4下端连接上密封套8，所述上密封套8下端连接下密封套13，其中下密封套13下端固定有堵塞头16，所述内接管4的下侧、上密封套8、下密封套13和堵塞头16由上至下依次设置于防护罩18内部，其中防护罩18下端设有导向头20，所述防护罩18在堵塞头16和导向头20之间设有空腔，其中防护罩18的空腔处周壁设有通气孔26，所述坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13和防护罩18均为中空环形结构。

如图1所示，优选的，所述坐落器缓冲件包括打捞头21、弹簧销22、弹簧23、坐落器芯杆24和缓冲套25，其中打捞头21下端通过丝扣与坐落器芯杆24连接，所述弹簧23套设于坐落器芯杆24外侧，其中弹簧23上端通过弹簧销22固定于打捞头21上，所述坐落器芯杆24下端与缓冲套25连接，其中缓冲套25下端套接于内接管4上端内部。

如图1所示，优选的，所述内接管4上侧沿圆周设有滚压槽2，其中滚压槽2与速度管柱1相配合，所述内接管4上侧外壁套设有上o型密封圈3，其中上o型密封圈3用于密封速度管柱1和内接管4。

实施例4

如图1所示，本发明公开了一种缓冲式速度管柱堵塞器，包括坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13、堵塞头16、防护罩18、导向头20和通气孔26，所述坐落器缓冲件下端连接内接管4，其中内接管4下端连接上密封套8，所述上密封套8下端连接下密封套13，其中下密封套13下端固定有堵塞头16，所述内接管4的下侧、上密封套8、下密封套13和堵塞头16由上至下依次设置于防护罩18内部，其中防护罩18下端设有导向头20，所述防护罩18在堵塞头16和导向头20之间设有空腔，其中防护罩18的空腔处周壁设有通气孔26，所述坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13和防护罩18均为中空环形结构。

如图1所示，优选的，所述坐落器缓冲件包括打捞头21、弹簧销22、弹簧23、坐落器芯杆24和缓冲套25，其中打捞头21下端通过丝扣与坐落器芯杆24连接，所述弹簧23套设于坐落器芯杆24外侧，其中弹簧23上端通过弹簧销22固定于打捞头21上，所述坐落器芯杆24下端与缓冲套25连接，其中缓冲套25下端套接于内接管4上端内部。

如图1所示，优选的，所述内接管4上侧沿圆周设有滚压槽2，其中滚压槽2与速度管柱1相配合，所述内接管4上侧外壁套设有上o型密封圈3，其中上o型密封圈3用于密封速度管柱1和内接管4。

如图1所示，优选的，所述内接管4与防护罩18通过第一螺钉5连接，其中内接管4与上密封套8连接处设有密封垫6，所述上密封套8与防护罩18通过上紧固螺钉7连接，其中上密封套8与下密封套13内侧面连接处设有下o型密封圈9，所述上密封套8与下密封套13端面连接处依次设有上唇型密封圈10和上密封平垫11，其中下密封套13与防护罩18通过下紧固螺钉12连接，所述下密封套13与堵塞头16端面连接处依次设有下唇型密封圈14和下密封平垫15，其中堵塞头16通过开尾销17固定，所述防护罩18的空腔底部设有堵塞头落入腔27。

如图1所示，优选的，所述上唇型密封圈10和下唇型密封圈14沿轴向的截面为“人”型结构，其中“人”型结构的开口朝下，所述上唇型密封圈10和下唇型密封圈14均为具有两个尾部连接的伸展臂，其中伸展臂受到压力可以压缩进行密封。

如图1所示，优选的，所述堵塞头16上端套接于下密封套13内部，其中堵塞头16下端设有堵塞头伸展翼，所述堵塞头伸展翼的尺寸大于下密封套13的中空孔的尺寸。

如图1所示，优选的，所述导向头20与防护罩18通过第二螺钉19连接，其中导向头20的外形为子弹头结构。

如图1所示，优选的，所述通气孔26为长条孔，其中长条孔沿堵塞器轴向均匀设置。

实施例5

如图1所示，本发明公开了一种缓冲式速度管柱堵塞器，包括坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13、堵塞头16、防护罩18、导向头20和通气孔26，所述坐落器缓冲件下端连接内接管4，其中内接管4下端连接上密封套8，所述上密封套8下端连接下密封套13，其中下密封套13下端固定有堵塞头16，所述内接管4的下侧、上密封套8、下密封套13和堵塞头16由上至下依次设置于防护罩18内部，其中防护罩18下端设有导向头20，所述防护罩18在堵塞头16和导向头20之间设有空腔，其中防护罩18的空腔处周壁设有通气孔26，所述坐落器缓冲件、内接管4、上密封套8、下密封套13和防护罩18均为中空环形结构。

如图1所示，优选的，所述坐落器缓冲件包括打捞头21、弹簧销22、弹簧23、坐落器芯杆24和缓冲套25，其中打捞头21下端通过丝扣与坐落器芯杆24连接，所述弹簧23套设于坐落器芯杆24外侧，其中弹簧23上端通过弹簧销22固定于打捞头21上，所述坐落器芯杆24下端与缓冲套25连接，其中缓冲套25下端套接于内接管4上端内部。

如图1所示，优选的，所述内接管4上侧沿圆周设有滚压槽2，其中滚压槽2与速度管柱1相配合，所述内接管4上侧外壁套设有上o型密封圈3，其中上o型密封圈3用于密封速度管柱1和内接管4。

如图1所示，优选的，所述内接管4与防护罩18通过第一螺钉5连接，其中内接管4与上密封套8连接处设有密封垫6，所述上密封套8与防护罩18通过上紧固螺钉7连接，其中上密封套8与下密封套13内侧面连接处设有下o型密封圈9，所述上密封套8与下密封套13端面连接处依次设有上唇型密封圈10和上密封平垫11，其中下密封套13与防护罩18通过下紧固螺钉12连接，所述下密封套13与堵塞头16端面连接处依次设有下唇型密封圈14和下密封平垫15，其中堵塞头16通过开尾销17固定，所述防护罩18的空腔底部设有堵塞头落入腔27。

如图1所示，优选的，所述上唇型密封圈10和下唇型密封圈14沿轴向的截面为“人”型结构，其中“人”型结构的开口朝下，所述上唇型密封圈10和下唇型密封圈14均为具有两个尾部连接的伸展臂，其中伸展臂受到压力可以压缩进行密封。

如图1所示，优选的，所述堵塞头16上端套接于下密封套13内部，其中堵塞头16下端设有堵塞头伸展翼，所述堵塞头伸展翼的尺寸大于下密封套13的中空孔的尺寸。

如图1所示，优选的，所述导向头20与防护罩18通过第二螺钉19连接，其中导向头20的外形为子弹头结构。

如图1所示，优选的，所述通气孔26为长条孔，其中长条孔沿堵塞器轴向均匀设置。

如图1所示，优选的，一种如上所述的缓冲式速度管柱堵塞器的使用方法，包括以下步骤：

步骤1）：将堵塞器的坐落器缓冲件卸掉，接着将堵塞器设置有滚压槽2的一侧与速度管柱1下端通过滚压式连接，接着拔掉开尾销17，然后将堵塞器随同速度管柱1一起下至气井井筒中，利用堵塞器封堵速度管柱1内部，防止井筒中气体沿速度管柱1产出；

步骤2）：待速度管柱1在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使堵塞器的堵塞头16上、下产生压力差，从而打掉堵塞头16的堵塞头伸展翼，堵塞头16由于重力下落到堵塞头落入腔27中，接着采用速度管柱1排水采气，排除井筒积液，恢复气井正常生产；

步骤3）：当气井进入后期，速度管柱1无法正常排水采气生产时，可在井口向速度管柱1内部投放坐落器缓冲件，所述坐落器缓冲件下端套接于内接管4中，接着投入柱塞，由于坐落器缓冲件设有打捞头21、缓冲弹簧23、坐落器芯杆24和缓冲套25，由于柱塞的重力，自然压缩缓冲弹簧23，从而起到缓冲柱塞的作用，所述坐落器芯杆24用于承接柱塞，然后在速度管柱1内部开展柱塞气举排水采气，从而排除井筒积液，使气井再次恢复正常生产。

在地面将打捞头21与坐落器芯杆24通过丝扣连接，弹簧23上端通过弹簧销22固定在打捞头21上，弹簧23下端未固定，呈自然状态，坐落器芯杆24与缓冲套25采用插入式连接。当气井进入生产后期，速度管柱无法正常排水采气时，在井口通过钢丝作业抓住打捞头21，将坐落器缓冲件投放到速度管柱内部，然后再通过井口钢丝作业投放柱塞，开展柱塞气举排水采气。

所述速度管柱1、气井井筒、气井套管、原油管和柱塞均为现有气井开发的常用设备。

所述滚压槽2沿堵塞器圆周设置，在堵塞器轴向呈波浪形状设置，其中速度管柱1端部也设有波浪槽，所述内接管4的滚压槽2与速度管柱1端部的波浪槽相配合。

所述上o型密封圈6和下o型密封圈9是一种截面为圆形的橡胶圈，因其截面为o型，故称其为o型密封圈。

所述密封垫6是一种用于机械、设备、管道只要是有流体的地方就是用的密封备件，使用内外部，起密封作用的材料。

所述开尾销17为现有原件，其中开尾销17横穿过防护罩18，将堵塞头固定，下速度管柱1前把开尾销17拔掉，此时，要对缓冲式堵塞器轻微操作，防止堵塞头16脱落，下速度管柱1后，由于井筒内上顶力作用，堵塞头16所受向上的上顶力逐渐增大，堵塞头16越来越牢固。

所述导向头20的外形为子弹头结构，在随速度管柱1下入井筒时，阻力小，下入速度快。

本发明的工作原理如下：

本发明卸掉坐落器缓冲件的堵塞器在地面滚压式连接到速度管柱1底部，随同速度管柱1一起下至气井井筒中，利用堵塞器封堵速度管柱1内部，防止井筒中气体沿速度管柱1产出，待速度管柱1在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使堵塞器的堵塞头16上、下产生压力差，从而打掉堵塞头伸展翼，堵塞头16由于重力落入堵塞头落入腔27，接着采用速度管1排水采气，排除井筒积液，恢复气井正常生产。另外，如果气井进入后期，速度管柱1无法正常排水采气生产时，在井口向速度管柱1内部投放坐落器缓冲件，用于承接柱塞，然后在速度管柱1内部开展柱塞气举排水采气，从而排除井筒积液，使天然气井再次恢复正常生产。

本发明能够封堵速度管柱内部，防止下速度管柱作业时井筒中气体产出，待速度管柱下到设计深度后，打掉堵塞头，采用速度管柱排水采气；当速度管柱内部投放柱塞时，能够承接和缓冲柱塞，从而后期可以在速度管柱内部开展柱塞气举排水采气，统一解决了管内封堵和柱塞承接与缓冲三个技术难题。

本发明可以最大程度的开采气井，使气井生产效率大大增高，增大井筒中气体流速，从而提高气井携液能力，保证气井的平稳生产；本发明堵塞器结构简单、操作方便、成本低、降低了人力、物力耗费，并且堵塞器的使用方法易操作、工艺简单。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。