井柱塞的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种井柱塞，属于石油开采【技术领域】。井柱塞包括：压控解锁柱塞，钢丝投捞式插入密封工作筒及井口柱塞捕捉器；井口柱塞捕捉器位于井口，且位于压控解锁柱塞之上；当压控解锁柱塞落入钢丝投捞式密封工作筒后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封；压控解锁柱塞与井口柱塞捕捉器分离，井口柱塞捕捉器与钢丝投捞式插入密封工作筒分离；当压控解锁柱塞上下压差值大于预设值后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒分离；当压控解锁柱塞位于井口位置时，压控解锁柱塞与井口柱塞捕捉器连接。本实用新型通过柱塞与密封工作筒挂接，形成密封，从而柱塞下能积聚气体形成足够大的举升力。因此，积液排出的效率较高。
【专利说明】井柱塞
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油开采【技术领域】，特别涉及一种井柱塞。
【背景技术】
[0002]目前在低压低产油气田开发中，当气产量较低或液体较多时，气体无法将大量的液体举升至地面，就会在井底形成一定高度的积液，从而降低气井产能直至停喷，因此需要及时排出井内积液。而通过井柱塞的活动对积液进行排出是一种有效的解决方式。由于井柱塞的结构关系到排液的效率，因此，如何设计井柱塞是提高排液效率的关键。
[0003]相关技术中提供了一种井柱塞，该井柱塞包括柱塞及井筒。其中，柱塞在井筒中处于自由状态，柱塞与井筒中的油管壁之间存在一定间隙，从而让柱塞在井筒中能上下移动。通过柱塞下方的气体所产生的压力带动柱塞在井筒中上行，从而在柱塞上行至井口时排出柱塞上方所举升的积液。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现上述方法至少存在以下问题:
[0005]由于在进行排液时，需要由柱塞下方的气体所产生的压力带动柱塞上行，并在柱塞上行至井口时排出柱塞上方所举升的积液。而由于柱塞与井筒中的油管壁之间存在一定间隙，因此，柱塞下方的气体会扩散至柱塞的上方，导致柱塞下方的气体压力不足以带动柱塞上行至井口，且柱塞所举升的积液会通过间隙落至柱塞下方，从而使得积液排出失败。因此，积液排出的效率不高。
实用新型内容
[0006]为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种井柱塞。所述技术方案如下:
[0007]第一方面，提供了一种井柱塞，所述井柱塞包括:压控解锁柱塞，钢丝投捞式插入密封工作筒及井口柱塞捕捉器；
[0008]所述井口柱塞捕捉器位于井口，且位于所述压控解锁柱塞之上；
[0009]当所述压控解锁柱塞落入所述钢丝投捞式密封工作筒后，所述压控解锁柱塞与所述钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封；所述压控解锁柱塞与所述井口柱塞捕捉器分离，所述井口柱塞捕捉器与所述钢丝投捞式插入密封工作筒分离；
[0010]当所述压控解锁柱塞上下压差值大于预设值后，所述压控解锁柱塞与所述钢丝投捞式插入密封工作筒分离；
[0011 ] 当所述压控解锁柱塞位于井口位置时，所述压控解锁柱塞与所述井口柱塞捕捉器连接。
[0012]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述压控解锁柱塞包括柱塞筒及压控弹性爪；
[0013]所述柱塞筒与所述压控弹性爪连接；
[0014]当所述压控解锁柱塞落入所述钢丝投捞式密封工作筒后，所述压控解锁柱塞与所述钢丝投捞式插入密封工作筒通过所述压控弹性爪挂接。
[0015]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述柱塞筒与所述压控弹性爪上设置有螺纹，所述柱塞筒与所述压控弹性爪通过所述螺纹相互连接。
[0016]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述柱塞筒上设置有打捞内槽及旁通过流孔，所述柱塞筒内部设置有旁通控制活塞；
[0017]在井下关井时，所述旁通控制活塞沿所述柱塞筒上移，使所述旁通过流孔关闭；
[0018]在所述压控解锁柱塞到达井口时，所述旁通控制活塞沿所述柱塞筒下移，使所述旁通过流孔开启。
[0019]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述旁通过流孔与所述旁通控制活塞的数量相同。
[0020]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述旁通控制活塞上安装有第一超硬密封件。
[0021]结合第一方面至第一方面的第五种可能的实现方式中任一中可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述钢丝投捞式插入密封工作筒包括缓冲胶筒、第二超硬密封件及密封连接座；
[0022]所述缓冲胶筒与所述密封连接座连接，所述密封连接座与所述第二超硬密封件连接。
[0023]结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述缓冲胶筒的下部与所述密封连接座的上部通过外部嵌入连接。
[0024]结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述密封连接座设置有倒齿扣；
[0025]在井下关井时，所述倒齿扣锁紧所述压控弹性爪；
[0026]在井下开井时，所述倒齿扣与所述压控弹性爪分离。
[0027]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0028]通过压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封，从而在通过柱塞举升积液以排出积液之前，柱塞下方能够积聚气体以形成足够大的举升力，进而便于后续排液。因此，积液排出的效率较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
[0030]图1是根据一示例性实施例示出的一种井柱塞的结构示意图；
[0031]图2是根据另一示例性实施例示出的一种井柱塞的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0033]由于相关技术在排出井内积液时,需要由柱塞下方的气体所产生的压力带动柱塞上行，并在柱塞上行至井口时排出柱塞上方所举升的积液。而由于柱塞与井筒中的油管壁之间存在一定间隙，因此，柱塞下方的气体会扩散至柱塞的上方，导致柱塞下方的气体压力不足以带动柱塞上行至井口，且柱塞所举升的积液会通过间隙落至柱塞下方，从而使得积液排出失败。因此，积液排出的效率不高。
[0034]为了预防上述情况，本实用新型实施例提供了一种井柱塞，图1是根据一示例性实施例示出的一种井柱塞的结构示意图，如图1所示，该井柱塞包括:压控解锁柱塞，钢丝投捞式插入密封工作筒及井口柱塞捕捉器；
[0035]井口柱塞捕捉器位于井口，且位于压控解锁柱塞之上；
[0036]当压控解锁柱塞落入钢丝投捞式密封工作筒后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封；压控解锁柱塞与井口柱塞捕捉器分离，井口柱塞捕捉器与钢丝投捞式插入密封工作筒分离；
[0037]当压控解锁柱塞上下压差值大于预设值后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒分离；
[0038]当压控解锁柱塞位于井口位置时，压控解锁柱塞与井口柱塞捕捉器连接。
[0039]本实用新型实施例提供的井柱塞，通过压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封，从而在通过柱塞举升积液以排出积液之前，柱塞下方能够积聚气体以形成足够大的举升力，进而便于后续排液。因此，积液排出的效率较高。
[0040]图1是根据一示例性实施例示出的一种井柱塞的结构示意图，如图1所示，该井柱塞包括:压控解锁柱塞，钢丝投捞式插入密封工作筒及井口柱塞捕捉器。
[0041 ] 井口柱塞捕捉器位于井口，且位于压控解锁柱塞之上；
[0042]井柱塞在不同的工作状态下，井柱塞内部组件的连接关系及组件内部零件的连接关系均不同。现对井柱塞在不同的工作状态下，井柱塞内部组件的连接关系及组件内部零件的连接关系进行阐述，具体内容如下:
[0043]第一种连接关系:当压控解锁柱塞落入钢丝投捞式密封工作筒后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封；压控解锁柱塞与井口柱塞捕捉器分离，井口柱塞捕捉器与钢丝投捞式插入密封工作筒分离；
[0044]此时井柱塞处于关井工作状态。
[0045]作为一种可选实施例，压控解锁柱塞包括柱塞筒101及压控弹性爪102 ；
[0046]柱塞筒101与压控弹性爪102连接；
[0047]当压控解锁柱塞落入钢丝投捞式密封工作筒后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒通过压控弹性爪102挂接。
[0048]作为一种可选实施例，柱塞筒101与压控弹性爪102上设置有螺纹，柱塞筒101与压控弹性爪102通过螺纹相互连接。
[0049]例如，柱塞筒101下部可设置有内螺纹，压控弹性爪102上部可设置有外螺纹，通过柱塞筒101的内螺纹及压控弹性爪102的外螺纹可实现柱塞筒101与压控弹性爪102之间的连接。
[0050]作为一种可选实施例，柱塞筒101上设置有打捞内槽103及旁通过流孔104，柱塞筒101内部设置有旁通控制活塞105 ；
[0051]在井下关井时，旁通控制活塞105沿柱塞筒101上移，使旁通过流孔104关闭；
[0052]其中，打捞内槽103可用于当压控解锁柱塞因故障不能正常回升至井口时，对压控解锁柱塞进行打捞，本实施例对此不作具体限定。
[0053]作为一种可选实施例,旁通过流孔104与旁通控制活塞105的数量相同。
[0054]作为一种可选实施例，旁通控制活塞上安装有第一超硬密封件106。
[0055]作为一种可选实施例，钢丝投捞式插入密封工作筒包括缓冲胶筒107、第二超硬密封件108及密封连接座109 ；
[0056]缓冲胶筒107与密封连接座109连接，密封连接座109与第二超硬密封件108连接。
[0057]作为一种可选实施例，缓冲胶筒107的下部与密封连接座109的上部通过外部嵌入连接。
[0058]作为一种可选实施例，密封连接座109设置有倒齿扣110 ；
[0059]在井下关井时，倒齿扣110锁紧压控弹性爪102。
[0060]在第一种连接关系下，井柱塞的具体工作原理如下:压控解锁柱塞经缓冲胶筒107减震后落入钢丝投捞式插入密封工作筒。由于压控解锁柱塞下部设置有压控弹性爪102，且钢丝投捞式插入密封工作筒上部设置有密封连接座109，压控解锁柱塞上的压控弹性爪102会由于向下的惯性而与密封连接座109挂接，从而自压控解锁柱塞以下空间会形成密封空间。此时，相当于实现了井下关井。
[0061]第二种连接关系:当压控解锁柱塞上下压差值大于预设值后，压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒分离；当压控解锁柱塞位于井口位置时，压控解锁柱塞与井口柱塞捕捉器连接。
[0062]此时井柱塞处于开井工作状态。
[0063]作为一种可选实施例，柱塞筒101与压控弹性爪102连接；
[0064]作为一种可选实施例，柱塞筒101与压控弹性爪102上设置有螺纹，柱塞筒101与压控弹性爪102通过螺纹相互连接。
[0065]作为一种可选实施例，柱塞筒101上设置有打捞内槽103及旁通过流孔104，柱塞筒101内部设置有旁通控制活塞105 ；
[0066]在压控解锁柱塞到达井口时，旁通控制活塞105沿柱塞筒101下移，使旁通过流孔104开启。
[0067]作为一种可选实施例，旁通过流孔104与旁通控制活塞105的数量相同。
[0068]作为一种可选实施例，旁通控制活塞上安装有第一超硬密封件106。
[0069]作为一种可选实施例，钢丝投捞式插入密封工作筒包括缓冲胶筒107、第二超硬密封件108及密封连接座109 ；
[0070]缓冲胶筒107与密封连接座109连接，密封连接座109与第二超硬密封件108连接。
[0071]作为一种可选实施例，缓冲胶筒107的下部与密封连接座109的上部通过外部嵌入连接。
[0072]在第二种连接关系下，井柱塞的具体工作原理如下:在第一种连接关系中，压控解锁柱塞上的压控弹性爪102由于向下的惯性而与密封连接座109挂接后，压控解锁柱塞以下的空间会形成密封空间。当气体在密封空间聚集时，压控解锁柱塞下方密封空间中的压力会与压控解锁柱塞上方的压力形成压差。当压控解锁柱塞上下压差值大于预设值时，压控解锁柱塞上的压控弹性爪102会与密封连接座109上的倒齿扣110分离，从而压控解锁柱塞实现了与钢丝投捞式插入密封工作筒分离。此时，相当于实现了井下开井。其中，预设值即为压控解锁柱塞的解锁压差，解锁压差可根据需求通过调整压控弹性爪102的弹性及牙型角的角度进行控制，本实施例对此不作具体限定。
[0073]由于压控解锁柱塞会与钢丝投捞式插入密封工作筒分离后，压控解锁柱塞之前下方密封空间中的压力会转化为推动压控解锁柱塞向上移动的推动力。此时，压控解锁柱塞会快速向上移动。其中，由于压控解锁柱塞向上移动时，压控解锁柱塞中的柱塞筒101内的旁通控制活塞105位于旁通过流孔104内，即旁通过流孔104会被堵住。此时，柱塞筒101上下并没有气体穿透。因此，压控解锁柱塞能够托着上部的积液迅速地到达井口，从而排出积液。
[0074]当压控解锁柱塞到达井口时，由于井口设置有井口柱塞捕捉器，通过井口柱塞捕捉器顶部的顶杆能将压控解锁柱塞的柱塞筒101内部的旁通控制活塞105推下，使旁通控制活塞105沿柱塞筒101下移，从而让旁通过流孔104开启。通过上下两个旁通过流孔104可形成过流通道，从而让压控解锁柱塞的柱塞筒101上下能有气体穿透。通过上述过程，压控解锁柱塞能够顺利地重新到达井底，并再次与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接以便下次排出积液。
[0075]需要说明的是，在上述两种连接关系中，井柱塞还可以包括节流器111、上卡瓦
112、密封胶筒113及下卡瓦114，具体连接关系可参考图1，本实施例对此不作具体限定。
[0076]另外，井柱塞的剖面示意图可如图2所示。
[0077]本实用新型实施例提供的井柱塞，通过压控解锁柱塞与钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封，从而在通过柱塞举升积液以排出积液之前，柱塞下方能够积聚气体以形成足够大的举升力，进而便于后续排液。因此，积液排出的效率较高。
[0078]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，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、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实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本【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，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0079]应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
【权利要求】
1.一种井柱塞，其特征在于，所述井柱塞包括:压控解锁柱塞，钢丝投捞式插入密封工作筒及井口柱塞捕捉器； 所述井口柱塞捕捉器位于井口，且位于所述压控解锁柱塞之上； 当所述压控解锁柱塞落入所述钢丝投捞式密封工作筒后，所述压控解锁柱塞与所述钢丝投捞式插入密封工作筒挂接，形成密封；所述压控解锁柱塞与所述井口柱塞捕捉器分离，所述井口柱塞捕捉器与所述钢丝投捞式插入密封工作筒分离； 当所述压控解锁柱塞上下压差值大于预设值后，所述压控解锁柱塞与所述钢丝投捞式插入密封工作筒分离； 当所述压控解锁柱塞位于井口位置时，所述压控解锁柱塞与所述井口柱塞捕捉器连接。
2.根据权利要求1所述的井柱塞，其特征在于，所述压控解锁柱塞包括柱塞筒及压控弹性爪； 所述柱塞筒与所述压控弹性爪连接； 当所述压控解锁柱塞落入所述钢丝投捞式密封工作筒后，所述压控解锁柱塞与所述钢丝投捞式插入密封工作筒通过所述压控弹性爪挂接。
3.根据权利要求2所述的井柱塞，其特征在于，所述柱塞筒与所述压控弹性爪上设置有螺纹，所述柱塞筒与所述压控弹性爪通过所述螺纹相互连接。
4.根据权利要求2所述的井柱塞，其特征在于，所述柱塞筒上设置有打捞内槽及旁通过流孔，所述柱塞筒内部设置有旁通控制活塞； 在井下关井时，所述旁通控制活塞沿所述柱塞筒上移，使所述旁通过流孔关闭； 在所述压控解锁柱塞到达井口时，所述旁通控制活塞沿所述柱塞筒下移，使所述旁通过流孔开启。
5.根据权利要求4所述的井柱塞，其特征在于，所述旁通过流孔与所述旁通控制活塞的数量相同。
6.根据权利要求4所述的井柱塞，其特征在于，所述旁通控制活塞上安装有第一超硬密封件。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的井柱塞，其特征在于，所述钢丝投捞式插入密封工作筒包括缓冲胶筒、第二超硬密封件及密封连接座； 所述缓冲胶筒与所述密封连接座连接，所述密封连接座与所述第二超硬密封件连接。
8.根据权利要求7所述的井柱塞，其特征在于，所述缓冲胶筒的下部与所述密封连接座的上部通过外部嵌入连接。
9.根据权利要求7所述的井柱塞，其特征在于，所述密封连接座设置有倒齿扣； 在井下关井时，所述倒齿扣锁紧所述压控弹性爪； 在井下开井时，所述倒齿扣与所述压控弹性爪分离。
【文档编号】F04B47/12GK204113603SQ201420486103
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】王丽娜, 刘立军, 吴刚, 杜泽宏, 李佳峰, 杨奇, 杨永祥, 刘宜贵 申请人:中国石油天然气股份有限公司