本实用新型属于天然气井排水采气工艺设备技术领域，具体涉及一种新型天然气井排水采气用柱塞。
背景技术：
柱塞是一种天然气开采中常见的一种措施增产装置，用于柱塞气举排水采气机械装置中的井下工具，柱塞气举排水采气的原理相当于一种长冲程的泵举工艺，利用地层天然气的能量，借助柱塞将积聚在井筒内的液体举升到地面，是天然气井措施增产的一项技术。
天然气井排水采气用柱塞（以下简称“柱塞”）属于该技术中的井下工具，作为气液之间的隔离界面，用来举升液体，它的工作原理是利用气井产出的天然气，推动柱塞在油管内进行周期性的上下运动，将液体举升至地面，并采出天然气。现有普通柱塞与油管间隙较大，液体在被柱塞举升过程中滑脱严重，现有普通柱塞的密封性较差，通过性不流畅，普通柱塞的排水采气举升效率偏低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型天然气井排水采气用柱塞，克服了现有技术中1：现有普通柱塞与油管间隙较大，液体在被柱塞举升过程中滑脱严重；2：现有普通柱塞的密封性较差，通过性不流畅；3：普通柱塞的排水采气举升效率偏低等问题。
为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是：一种新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体和密封圈，其中柱塞本体自上至下依次开设有多个环形凹槽，所述靠近柱塞本体底部的环形凹槽内配合有密封圈，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm。
优选的，所述柱塞本体为圆柱形结构，其中柱塞本体由小尺寸圆柱段通过连接段连接大尺寸圆柱段，所述多个环形凹槽设置于柱塞本体的大尺寸圆柱段，其中柱塞本体的长度为300~600mm，其中柱塞本体的大尺寸圆柱段直径为50～80mm。
优选的，所述环形凹槽的数量为5～20个，其中环形凹槽沿柱塞本体轴向的尺寸为20～30mm，其中环形凹槽的厚度为5～10mm。
优选的，所述靠近柱塞本体底部的环形凹槽沿柱塞本体轴向的尺寸为20～50mm，其中该环形凹槽的厚度为5～10mm，所述密封圈采用固化工艺整体固化在靠近柱塞主体底部的环形凹槽内，其中密封圈的厚度为3～10mm，宽度为20～50mm。
优选的，所述柱塞本体采用抗硫金属材质，其中密封圈采用高性能复合材料，其中柱塞主体和密封圈的抗拉强度≥15mpa，邵氏硬度≥85。
优选的，所述柱塞本体采用不锈钢3cr13材质，其中密封圈采用聚四氟乙烯材料，所述聚四氟乙烯密封圈采用固化工艺整体固化在靠近柱塞主体底部的环形凹槽内。
相对于现有技术，本实用新型的优点在于：
（1）本实用新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体和密封圈，柱塞本体自上至下依次开设有多个环形凹槽，靠近柱塞本体底部的环形凹槽内配合有密封圈，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm，柱塞主体采用抗硫金属材质，密封圈采用高性能复合材料固化工艺整体固化在靠近柱塞主体的底部的环形凹槽内，由于高性能复合材料相对于金属材料具有很好的塑性、韧性和延展性，同时具有金属材料的抗拉强度和硬度，因此本实用新型柱塞的密封性更好，通过性更流畅，能有效阻止气体上窜和液体回落，减少液体从井底运行至井口这个行程中的“滑脱”，提高了柱塞举升液体的效率；
（2）本实用新型密封圈与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm，密封圈与油管内壁间隙较小，密封性更好，通过性更流畅，能有效阻止气体上窜和液体回落，通过地层天然气压力推动柱塞在井筒内进行周期性的上下运动，将液体举升至地面，并开采出更多量的天然气；
（3）本实用新型柱塞本体自上至下依次开设有多个环形凹槽，每个环形凹槽宽度为20～30mm，厚度为5～10mm，设置多个环形凹槽有利于柱塞在举升过程中减少液体滑脱。
附图说明
图1是本实用新型一种新型天然气井排水采气用柱塞的结构示意图；
图2是本实用新型一种新型天然气井排水采气用柱塞在井筒工作示意图。
1、柱塞本体，2、密封圈，3、环形凹槽；
1-1、小尺寸圆柱段；1-2、连接段，1-3、大尺寸圆柱段。
具体实施方式
下面结合实施例描述本实用新型具体实施方式：
需要说明的是，本说明书示意的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型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，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
如图1~2所示，本实用新型公开了一种新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体1和密封圈2，其中柱塞本体1自上至下依次开设有多个环形凹槽3，所述靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3内配合有密封圈2，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈2与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm。
实施例2
如图1~2所示，本实用新型公开了一种新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体1和密封圈2，其中柱塞本体1自上至下依次开设有多个环形凹槽3，所述靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3内配合有密封圈2，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈2与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm。
优选的，如图1所示，所述柱塞本体1为圆柱形结构，其中柱塞本体1由小尺寸圆柱段1-1通过连接段1-2连接大尺寸圆柱段1-3，所述多个环形凹槽3设置于柱塞本体1的大尺寸圆柱段1-3，其中柱塞本体1的长度为300~600mm，其中柱塞本体1的大尺寸圆柱段1-3直径为50～80mm。
实施例3
如图1~2所示，本实用新型公开了一种新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体1和密封圈2，其中柱塞本体1自上至下依次开设有多个环形凹槽3，所述靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3内配合有密封圈2，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈2与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm。
优选的，如图1所示，所述柱塞本体1为圆柱形结构，其中柱塞本体1由小尺寸圆柱段1-1通过连接段1-2连接大尺寸圆柱段1-3，所述多个环形凹槽3设置于柱塞本体1的大尺寸圆柱段1-3，其中柱塞本体1的长度为300~600mm，其中柱塞本体1的大尺寸圆柱段1-3直径为50～80mm。
优选的，如图1所示，所述环形凹槽3的数量为5～20个，其中环形凹槽3沿柱塞本体1轴向的尺寸为20～30mm，其中环形凹槽3的厚度为5～10mm。
优选的，所述靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3沿柱塞本体1轴向的尺寸为20～50mm，其中该环形凹槽3的厚度为5～10mm，所述密封圈2采用固化工艺整体固化在靠近柱塞主体1底部的环形凹槽3内，其中密封圈2的厚度为3～10mm，宽度为20～50mm。
实施例4
如图1~2所示，本实用新型公开了一种新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体1和密封圈2，其中柱塞本体1自上至下依次开设有多个环形凹槽3，所述靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3内配合有密封圈2，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈2与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm。
优选的，如图1所示，所述柱塞本体1为圆柱形结构，其中柱塞本体1由小尺寸圆柱段1-1通过连接段1-2连接大尺寸圆柱段1-3，所述多个环形凹槽3设置于柱塞本体1的大尺寸圆柱段1-3，其中柱塞本体1的长度为300~600mm，其中柱塞本体1的大尺寸圆柱段1-3直径为50～80mm。
优选的，如图1所示，所述环形凹槽3的数量为5～20个，其中环形凹槽3沿柱塞本体1轴向的尺寸为20～30mm，其中环形凹槽3的厚度为5～10mm。
优选的，所述靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3沿柱塞本体1轴向的尺寸为20～50mm，其中该环形凹槽3的厚度为5～10mm，所述密封圈2采用固化工艺整体固化在靠近柱塞主体1底部的环形凹槽3内，其中密封圈2的厚度为3～10mm，宽度为20～50mm。
优选的，所述柱塞本体1采用抗硫金属材质，其中密封圈2采用高性能复合材料，其中柱塞主体1和密封圈2的抗拉强度≥15mpa，邵氏硬度≥85。
优选的，所述柱塞本体1采用不锈钢3cr13材质，其中密封圈2采用聚四氟乙烯材料，所述聚四氟乙烯密封圈2采用固化工艺整体固化在靠近柱塞主体1底部的环形凹槽3内。
实施例5
如图2所示，以2-7/8"柱塞为例，其由柱塞主体1和密封圈2组成，柱塞主体1采用不锈钢3cr13材质，柱塞主体1自上至下设有15个环形凹槽3，轴向尺寸为25mm，厚度为5mm，柱塞主体1最下端的环形凹槽3轴向尺寸为30mm，深度5.5mm；密封圈2采用聚四氟乙烯固化工艺整体固化在柱塞主体1的环形凹槽3内，密封圈厚度为6mm，柱塞与油管内壁间隙减少至0.75mm，柱塞主体1和密封圈2的性能要求为抗拉强度≥21mpa，邵氏硬度≥90～95，由于聚四氟乙烯材料相对于金属材料具有很好的塑性、韧性和延展性，同时具有金属材料的抗拉强度和硬度。
本实用新型的工作原理如下：
本实用新型天然气井排水采气用柱塞，包括柱塞本体1和密封圈2，柱塞本体1自上至下依次开设有多个环形凹槽3，靠近柱塞本体1底部的环形凹槽3内配合有密封圈2，当采气用柱塞投放至天然气井筒的油管中时，密封圈2与油管内壁的环形间隙为0.5～10mm，柱塞主体1采用抗硫金属材质，密封圈2采用高性能复合材料固化工艺整体固化在靠近柱塞主体1的底部的环形凹槽3内，由于高性能复合材料相对于金属材料具有很好的塑性、韧性和延展性，同时具有金属材料的抗拉强度和硬度，因此本实用新型柱塞的密封性更好，通过性更流畅，能有效阻止气体上窜和液体回落，减少液体从井底运行至井口这个行程中的“滑脱”，提高了柱塞举升液体的效率。
本实用新型的柱塞使用方法如下：
将本实用新型柱塞投放至天然气井筒中，在采气树上端和井筒底部分别安装有上、下缓冲定位器，由于该柱塞装配有高性能复合材料制作的密封圈2，密封圈2与油管内壁间隙较小，只有0.5～10mm，密封性更好，通过性更流畅，能有效阻止气体上窜和液体回落，通过地层天然气压力推动柱塞在井筒内进行周期性的上下运动，将液体举升至地面，并开采出更多量的天然气。
本实用新型柱塞本体自上至下依次开设有多个环形凹槽，每个环形凹槽宽度为20～30mm，厚度为5～10mm，设置多个环形凹槽有利于柱塞在举升过程中减少液体滑脱，本实用新型结构简单、使用方便、排水采气举升效率高。
上面对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。