氣井排液採氣用柱塞工具的製作方法

2023-10-20 02:57:07 1

專利名稱：氣井排液採氣用柱塞工具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柱塞工具，尤其涉及一種用於大斜度的天然氣定向開發井排液採氣工藝的新型氣舉柱塞工具。
背景技術：
近年來，天然氣開發利用獲得了快速發展。隨著氣田的採出程度提高，許多氣井已進入低壓低產的階段。氣井流速過低，不能達到氣井的臨界攜液流量，井底逐步產生積液， 井筒壓力升高，最終導致井被壓死，無法生產。因此，必須採取有效的清除積液工藝以保證氣井的長期穩產。目前現場使用多種排液採氣工藝，柱塞氣舉是一種利用儲層本身能量來攜液的間歇式舉升方法(如圖1所示)。柱塞是一個與油管相匹配的可在油管內自由遊動的活塞。 工作時，先關井提高井底壓力，壓力上升到能滿足舉升要求時再開井，井底的柱塞5依靠氣井的壓力在油管內上升，一直升至井口防噴管1。管線的開關由電動開關閥3和電子控制器 4來控制，位於主閥門8上方的是柱塞到達傳感器9，當柱塞5經過柱塞到達傳感器9時，柱塞到達傳感器9向電子控制器4發送信號，電子控制器4打開電動開關閥3，液體從管線三通2排出，天然氣從油套環空產出。隨著天然氣不斷採出，井筒壓力下降，電動開關閥3重新關井，柱塞5依靠自身重力下落至井底，開始下一個壓力恢復過程。井筒底部有底部減震器6，防止柱塞5下落後損壞。氣井開井和關井形成一個柱塞氣舉的工作周期，循環重複這一周期性動作就可以把井底積液和天然氣不斷採出。通過柱塞氣舉，在氣體與採出的液體之間形成一個固定的界面，能有效防止液體的回落。與其它排液採氣工藝相比，柱塞氣舉完全利用儲層能量進行工作，系統整體結構簡單，成本大約只有有杆泵的1/5-1/4，非常適合氣田中後期開採的需要。目前，現場除了採用傳統的直井以外，還普遍採用定向井對天然氣資源進行開發， 通過增大井筒與氣藏的接觸面積而有效提高單井產量，提高氣田的採收率。傳統的柱塞氣舉工具可以在直井中有效工作，但是在定向井中運行時，由於柱塞本身是剛性裝配體，在通過造斜段或狗腿度較大的井段時摩擦阻力較大，可能導致上下行速度下降，柱塞本體磨損嚴重，並造成柱塞上部的液體漏失，系統無法正常工作，工作效率下降。目前已有多項柱塞氣舉的專利，這些申請保護的專利技術只能用於直井，可適應大斜度定向井的特殊柱塞工具尚未見公開的報導。專利號為CN200971772的實用新型涉及一種用於石油及天然氣開採領域中，特別是針對高氣液比井的接力式柱塞氣舉採油氣裝置。它適用於上大下小兩種直徑的組合油管的柱塞氣舉，擴大了柱塞氣舉工藝的適用範圍。它主要由井口部分、井下部分及柱塞三部分組成，其特徵是油管為內徑上大下小的組合油管柱，井下部分的緩衝彈簧、油管卡定器安裝在下部小油管中；接力式柱塞由大柱塞與小柱塞間通過瓣狀彈簧卡爪連接，大柱塞安裝在上部大油管內，大柱塞中空並能與小柱塞上的對接接頭自動脫、接，小柱塞安裝在下部小油管內。小柱塞在小油管內舉升，小柱塞與大柱塞對接後在大直徑油管內舉升，小、大柱塞的脫、接依靠慣性力自動實現，充分利用地層產出氣推動柱塞運動來採油或排水採氣。

專利號為2010201230050涉及一種雙元件分體式柱塞氣舉工具，主要由頂杆、柱塞本體和鋼球組成，其特徵在於頂杆為圓柱體形，頂杆的上端有螺紋，柱塞本體的外徑與井下油管直徑相同，柱塞本體為圓柱體形，柱塞本體有中心孔，中心孔的直徑大於頂杆的外徑l_25mm，柱塞本體中心孔的下端為錐形口，形成球閥的閥座，鋼球的直徑大於柱塞本體中心孔直徑2-30mm，柱塞本體的外壁上均勻分布有環形凹槽。專利號為200310111081涉及一種溫控傘式氣舉柱塞，該工具特點是利用傘的開合能大幅改變其遮擋面積的原理來改變氣舉柱塞的工況，而控制傘開合的時機和能量是溫度。這是一種可用於連續生產(不關井停產)的氣舉柱塞，利用井下的溫度和熱能使材料產生熱變形或磁溫材料的磁性變化，使氣舉柱塞上的機構產生位移來控制傘的開合。柱塞在下行時保持合攏直到井下開啟溫度段，上行時保持張開直到井口。由於此柱塞在傘片收攏時的橫截面積只有油管內截面積的1/3左右，因此正常生產的狀態下，依靠自重下落到井底。

發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種氣井排液採氣用柱塞工具，以改善或克服在大斜度天然氣定向開發井中現有柱塞氣舉工具適應性差的缺點。本發明的技術方案是一種氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，該柱塞工具具有撓性，該柱塞工具包括撓性柱塞總成，所述撓性柱塞總成包括撓性中心體，所述撓性中心體外周套設有多個串聯的柱塞單元體；當撓性柱塞總成通過斜井段時，撓性中心體發生彎曲，各個柱塞單元體發生相對位移，柱塞單元體之間依然保持密合接觸。本發明的特點和優點如下本發明提出了一種撓性柱塞工具，可將柱塞排液採氣工藝的應用拓展至大斜度的定向井。該技術具有如下特點(1)具有撓性部件該部件構成柱塞的核心，在柱塞通過斜井段時，在油管壁的橫向外力作用下自動變形彎曲，帶動柱塞整體順利通過斜井段，避免柱塞嚴重磨損引起的液體滑脫，進而導致系統工作效率的下降；(2)整體結構緊湊機械結構比較簡單，工作可靠性高，具有自動伸縮補償的能力；(3)系統維護簡便除柱塞本身外， 其它配套設備，如井口防噴管、捕捉裝置、井底裝置等，與現有技術相同；(4)可進行在線監測柱塞攜帶的傳感器可在柱塞運行過程中進行井筒數據採樣，打開井口防噴管1取出儀器工作筒，將其與電腦連接就可讀取並分析數據；(5)自動清除油管內壁砂、蠟、垢通過柱塞工作時在油管內的上下往復運動，可以有效清除管內的沉砂、結垢和蠟，取消了單獨下入一趟清洗作業管柱，工作效率顯著提高。該技術克服了現有剛性柱塞只能用於直井的缺點，保證了在大斜度定向井排液採氣作業的順利實施。在當今天然氣開發快速發展的時代，該技術具有很好的市場前景。


圖1為現有的柱塞排液採氣系統的結構示意圖。圖2A、圖2B為本發明的一具體實施例的撓性柱塞工具總成的剖視圖和外觀示意圖。
圖3為圖2A、圖2B所示的柱塞工具的頂部結構放大圖。圖4為圖2A、圖2B所示的柱塞工具的底部結構放大圖。圖5為圖2A、圖2B所示的柱塞工具的頂部滑動套的剖視圖。圖6為圖2A、圖2B所示的柱塞工具所採用的儀器工作筒總成的結構剖視圖。附圖主要標號說明1-防噴管總成；2-管線三通；3-電動開關閥；4-電子控制器；5-剛性柱塞；6-底部減震器；7-油管限位器；8-主閥門；9-柱塞到達傳感器；10-柱塞捕捉器；11-儀器工作筒總成； 12-撓性柱塞總成；13-撓性中心體；14-柱塞單元體；15-頂部限位筒；16-撓性體定位接頭；17-頂部滑動套；18-頂部卡套；19-頂部卡套接頭； 20-壓縮彈簧；21-彈簧預緊接頭；22-底部卡套接頭； 23-底部連接套；24-底部卡套；25-底堵；26-打撈頭；27-減震彈簧；28-壓帽；29-儀器工作筒本體； 30-井筒測量儀器；31-工作筒密封圈。
具體實施例方式本發明提出一種氣井排液採氣用柱塞工具，該柱塞工具具有撓性。如圖2A至圖6所示，本發明的一具體實施例中，該柱塞工具包括撓性柱塞總成12， 撓性柱塞總成包括柱狀的撓性中心體13，撓性中心體13外周套設有多個上下串聯的柱塞單元體14，全部柱塞單元體14通過撓性中心體13串聯在一起，各相鄰的柱塞單元體14之間為相互密合地接觸，較佳是採用球面(或弧面)接觸，以使得二者之間始終能保持可靠的接觸狀態；當撓性柱塞總成12通過斜井段時，撓性中心體13發生彎曲，各個柱塞單元體14 發生相對位移，柱塞單元體14之間依然保持球面密合接觸。本發明的柱塞工具具有撓性部件，該部件構成柱塞的核心，在柱塞通過斜井段時， 在油管壁的橫向外力作用下自動變形彎曲，帶動柱塞整體順利通過斜井段，避免柱塞嚴重磨損引起的液體滑脫而導致系統工作效率的下降。較佳地，撓性中心體13的主要材料為具有一定撓性的增強熱塑性塑料(RTP)，進一步地，撓性中心體13可以採用高密度聚乙烯製成，從而使撓性中心體13具有很好的耐腐蝕性，井下工作壽命更長。如圖2A、圖3及圖4所示，每個柱塞單元體14上部設有凸出的凸球面141，下部設有 凹入的凹球面143，以利二者串接相連，保持緊密接觸狀態；較佳地，在裝設完成後，相鄰的柱塞單元體14之間形成有環形凹槽145，從而能夠自動清除井筒內的砂、蠟、垢等，無需單獨下入一趟清洗作業管柱，工作效率顯著提高。如圖2A、圖2B及圖3所示，撓性柱塞總成12還包括撓性中心體頂部的限位筒15 及與撓性中心體13相對固定並能在限位筒15內滑動的浮動機構，當撓性柱塞總成12在井筒內受到油管內壁對其的橫向力時，撓性中心體13發生彎曲，其長度同時發生一定變化， 浮動機構會在限位筒15內滑動。
本發明的一具體實施例中，請參閱圖3所示，浮動機構包括撓性體定位接頭16、頂部滑動套17、頂部卡套18和頂部卡套接頭19。具體地，撓性體定位接頭16具有外螺紋，所述頂部滑動套17兩端具有內螺紋，將所述撓性體定位接頭16從頂部滑動套17的第一端擰入頂部滑動套17，其端部的錐體頂住撓性中心體13，對其限位。
進一步地，按內徑的大小來說，頂部滑動套17具有第一大徑部、小徑部173和第二大徑部175，其中，小徑部173的內徑略大於撓性中心體13的外徑，第二大徑部175與小徑部173之間的內壁形成有錐形過渡部174 ；頂部滑動套17的第一大徑部171與對應的撓性中心體13上端的撓性體定位接頭16相配合螺接，頂部滑動套17的第二大徑部175與頂部卡套接頭19的上部相配合螺接。頂部卡套18設置於頂部滑動套17、撓性中心體13及頂部卡套接頭19形成的空間內，其上端形成有錐形伸入部181，該錐形伸入部181與前述頂部滑動套17的錐形過渡部 174(錐面)配合而能夠伸入頂部滑動套17的小徑部173與撓性中心體13之間的空隙，頂部卡套接頭19有外螺紋，從頂部滑動套17的另一端擰入頂部滑動套17，端部頂住頂部卡套 18，從而可以通過施加載荷使頂部卡套18抱緊該撓性中心體13的上部。利用上述浮動機構，本發明的柱塞工具具有自動伸縮補償的能力。當撓性柱塞12 在狗腿度較大井段運行時，撓性柱塞工具12受到油管內壁的橫向力作用，撓性中心體13的長度發生變化，柱塞工具12頂部的浮動機構對撓性中心體13的伸縮進行補償，防止撓性中心體13發生損壞。進一步地，撓性柱塞總成12還包括設置於浮動機構下方的壓縮彈簧20和彈簧預緊接頭21，壓縮彈簧20的上端緊貼頂部卡套接頭19底部，彈簧預緊接頭21設有外螺紋，頂部限位筒15設有內螺紋，彈簧預緊接頭21擰入頂部限位筒15，對壓縮彈簧20進行預緊；限位筒15具有內螺紋，彈簧預緊接頭21擰入限位筒15，對壓縮彈簧20進行預緊。較佳地，彈簧預緊接頭21頭部銑成扁方，便於扳手等工具進行裝配。當浮動機構在頂部限位筒15內滑動時，其滑動距離受壓縮彈簧20和彈簧預緊接頭21的限制。本發明的一具體實施例中，請參閱圖4所示，柱塞工具總成12還包括位於撓性中心體13底部的底部定位機構，以便通過彈簧預緊接頭21、壓縮彈簧20和底部定位機構來共同調節撓性中心體13在頂部限位筒15內的伸縮程度，達到更好的調節效果。如圖所示，底部定位機構包括底部卡套接頭22、底部連接套23、底部卡套24和底堵25，底部連接套23兩端設有內螺紋，底部卡套接頭22和底堵25設有外螺紋，分別從底部連接套23的兩端擰入；底堵25上端的錐體251頂住撓性中心體13，對其限位。較佳地，底部卡套接頭22和底堵25的頭部銑成扁方，便於扳手等工具進行裝配。本發明的一具體實施例中，底部連接套23的形狀結構與頂部滑動套17相同，具有第一大徑部、小徑部和第二大徑部，所述小徑部的內徑略大於撓性中心體13的外徑，且第二大徑部與小徑部之間的內壁形成錐形過渡部；底部連接套的第一大徑部與對應的撓性中心體13下端的底堵25螺紋連接，其第二大徑部與底部卡套接頭22螺紋連接，底部卡套24 設置於底部連接套23、撓性中心體13及底部卡套接頭22形成的空間內，其下端形成有錐形伸入部241，該錐形伸入部241與底部連接套23的錐形過渡部配合而能夠伸入底部連接套的小徑部與撓性中心體13之間的空隙，底部卡套接頭22設有外螺紋，從底部連接套23的上端擰入底部連接套23，其下端頂住底部卡套24的上端，從而可以通過施加載荷使底部卡套24抱緊撓性中心體13的下部。如圖2A、圖2B及圖6所示，該柱塞工具還可包括儀器工作筒總成11，且儀器工作筒總成11螺紋連接在撓性柱塞總成12的上端。如圖6所示，儀器工作筒總成11包括打撈頭26和內部中空的工作筒本體29，工作筒本體29的內部空間用於安裝井筒測量儀器30。具體地，打撈頭26可以採用符合行業標準的結構，工作筒本體29外表面有進液孔 (圖中未示出)，使工作筒內外連通，為壓力傳感器提供測量樣本。井筒測量儀器30 內部主要有各類傳感器、電源等。井筒測量儀器30下部有流體進液孔(圖中未示出)，工作筒本體 29中部有工作筒密封圈31，作用是防止下部的井筒流體竄到上部的電子儀器。井筒測量儀器30兩端的減震彈簧27和壓帽28的作用是對井筒測量儀器30進行限位、固定和緩衝減震，避免撓性柱塞12在井筒內運行時因各種撞擊導致內部儀器失效。儀器工作筒總成11 通過螺紋與撓性柱塞12連接在一起。柱塞儀器工作筒11內部有常規的數據接口，可以將柱塞12從防噴管1取出，採用有線或無線連接的方式讀取和下載柱塞儀器工作筒11中存儲的數據。如果需要對柱塞工具進行維護修理，可以對其實施打撈，通過下入打撈工具作用在打撈頭26上，就可以將柱塞工具整體取出。實施例1某一用於31/2」油管的撓柱塞工具(如圖2A、圖2B所示)工作在天然氣定向井中， 該工具由儀器工作筒總成11和撓性柱塞總成12組成，整體長度1630mm，最大外徑72mm。其中，撓性柱塞總成12主要由撓性中心體13、柱塞單元體14、頂部限位筒15、撓性體定位接頭16、頂部滑動套17、頂部卡套18、頂部卡套接頭19、壓縮彈簧20、彈簧預緊接頭21、底部卡套接頭22、底部連接套23、底部卡套24和底堵25組成。撓性中心體13採用的熱塑性塑料為高密度聚乙烯，並通過金屬鋼絲纏繞方式進行結構增強。撓性中心體13直徑30mm，長度為960mm。頂部限位筒15外徑68mm，長度240mm。撓性體定位接頭16有外螺紋，頂部滑動套 17兩端有內螺紋，將撓性體定位接頭16從頂部滑動套17 —端擰入頂部滑動套17，其錐體頂住撓性中心體13，對其限位。頂部卡套18與頂部滑動套17中間的錐面配合，頂部卡套接頭19有外螺紋，從另一端擰入頂部滑動套17，端部頂住頂部卡套18，通過施加載荷使頂部卡套18抱緊撓性中心體13。壓縮彈簧20緊貼頂部卡套接頭19，彈簧預緊接頭21有外螺紋，頭部銑成扁方。彈簧預緊接頭21擰入頂部限位筒15，對壓縮彈簧20進行預緊。安裝完成後，撓性體定位接頭16、頂部滑動套17、頂部卡套18和頂部卡套接頭19 一起構成撓性柱塞總成12的浮動機構(如圖3所示)。頂部滑動套17長度84mm，最大外徑60mm，最小內徑 38mm,兩端細牙內螺紋M48。底部卡套接頭22、底部連接套23、底部卡套24和底堵25 —起構成撓性柱塞總成 12的底部定位機構(如圖4所示)。底部連接套23兩端有內螺紋，底部卡套接頭22和底堵25有外螺紋，分別從底部連接套23兩端擰入。底堵25的錐體頂住撓性中心體13，對其限位。底部卡套接頭22和底堵25的頭部銑成扁方。撓性柱塞總成12的本體通過撓性中心體13將多個柱塞單元體14串聯組成。柱塞單元體14長52mm，最大外徑72mm，內徑32mm，單元體上部直徑66mm。每個柱塞單元體14 上部有凸出的凸球面，下部有凹進的凹球面。撓性柱塞總成12裝配完成後，柱塞單元體14之間是球面接觸，配合緊密。安裝完成後，各柱塞單元體14之間形成環形凹槽結構。儀器工作筒總成11 (如圖6所示)由打撈頭26、減震彈簧27、壓帽28、工作筒本體 29、井筒測量儀器30和工作筒密封圈31組成。儀器工作筒總成11通過螺紋與撓性柱塞12 連接在一起。井筒測量儀器30為壓力傳感器，最高測量值3000psi，電源為可充電鋰離子電源，額定電壓3. 6v。柱塞儀器工作筒11內部有常規的數據接口，可以將柱塞12從防噴管1 取出，採用有線連接的方式讀取和下載柱塞儀器工作筒11中存儲的數據。綜上所述，本發明提出了一種大斜度定向井專用的撓性柱塞工具12(如圖2A、2B 所示)。該工具採用增強熱塑性塑料(RTP)製造的撓性中心體13作為核心部件，柱塞工具 12的頂部有浮動機構，柱塞主體串聯多個柱塞單元體14，柱塞單元體14之間為緊密球面接觸。當撓性柱塞12在狗腿度較大井段運行時，撓性柱塞工具12受到油管內壁的橫向力作用，撓性中心體13的長度發生變化，柱塞工具12頂部的浮動機構對撓性中心體13的伸縮進行補償，防止撓性中心體13發生損壞。同時，柱塞工具12頂部連接有儀器工作筒11，在排液採氣的同時對井筒生產動態進行測量。本發明的該柱塞工具在運行時，可順利通過造斜段或狗腿度較大的井段，將井底積液舉升出井筒，維持氣井的平穩生產。該技術結構緊湊，作業效率高，工具具有自適應調節的能力，可用於各類大斜度天然氣定向開發井的排液採氣作業，包括低產氣井、氣藏壓力衰竭氣井、開採後期的凝析氣氣井、緻密氣氣井、頁巖氣氣井、煤層氣氣井等常規和非常規氣藏開發井。因此，本發明提出的撓性柱塞技術克服了傳統剛性柱塞適應性差、磨損嚴重、工作效率低的缺點，提高了柱塞氣舉工藝在大斜度定向井應用的適應性，新工具同時兼顧在線測量技術，顯著提高了作業效率，有利於提高氣井單井產量，有利於氣田的穩產和經濟效益的提高。雖然本發明已以具體實施例揭示，但其並非用以限定本發明，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和範圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本發明專利保護範圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本專利涵蓋的範疇。
權利要求
1.一種氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，該柱塞工具具有撓性，該柱塞工具包括撓性柱塞總成(12)，所述撓性柱塞總成包括撓性中心體(13)，所述撓性中心體(13)外周套設有多個串聯的柱塞單元體(14)；當撓性柱塞總成通過斜井段時，撓性中心體(13)發生彎曲，各個柱塞單元體(14)發生相對位移，柱塞單元體(14)之間依然保持接觸。
2.如權利要求1所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，各相鄰的柱塞單元體 (14)之間為球面接觸；當撓性柱塞總成(12)通過斜井段時，撓性中心體(13)發生彎曲，各個柱塞單元體(14)發生相對位移，相鄰的柱塞單元體(14)之間依然保持球面接觸。
3.如權利要求1所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述撓性中心體(13) 是由具有撓性的增強熱塑性塑料製成。
4.如權利要求1所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述撓性中心體(13) 是採用高密度聚乙烯製成。
5.如權利要求2所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，每個柱塞單元體(14) 上部設有凸出的凸球面，下部設有凹入的凹球面；相鄰的柱塞單元體(14)之間形成環形凹槽，用來清除井筒內的雜質。
6.如權利要求2所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述撓性柱塞總成(12)還包括撓性中心體頂部的限位筒(15)及與所述撓性中心體相對固定並能在所述限位筒(15)內滑動的浮動機構，當所述撓性柱塞總成(12)在井筒內受到油管內壁對其的橫向力時，所述撓性中心體(13)發生彎曲，其長度同時發生一定變化，浮動機構會在頂部的所述限位筒(15)內滑動。
7.如權利要求6所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述浮動機構包括撓性體定位接頭(16)、頂部滑動套(17)、頂部卡套(18)和頂部卡套接頭(19)；所述撓性體定位接頭(16)具有外螺紋，所述頂部滑動套(17)兩端具有內螺紋，將所述撓性體定位接頭(16)從頂部滑動套(17)的第一端擰入頂部滑動套(17)，其端部的錐體頂住撓性中心體(13)，對其限位；所述頂部卡套(18)設置於頂部滑動套(17)、撓性中心體(13)及頂部卡套接頭(19)形成的空間內，能夠通過施加載荷使頂部卡套(18)抱緊該撓性中心體(13)的上部。
8.如權利要求7所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述頂部滑動套具有第一大徑部(171)、小徑部(173)和第二大徑部(175)，所述小徑部(173)的內徑略大於撓性中心體(13)的外徑，且所述第二大徑部(175)與所述小徑部(173)之間的內壁形成錐形過渡部(174)；所述頂部滑動套(17)的第一大徑部(171)與對應的撓性中心體(13)上端的撓性體定位接頭(16)相配合，所述頂部滑動套(17)的第二大徑部(175)與頂部卡套接頭 (19)相配合，所述頂部卡套(18)上端形成有錐形伸入部(181)，該錐形伸入部(181)與前述錐形過渡部(174)配合而能夠伸入頂部滑動套(17)的小徑部(174)與撓性中心體(13) 之間的空隙，從而抱緊該撓性中心體(13)上部。
9.如權利要求7所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述撓性柱塞總成還包括設置於所述浮動機構下方的壓縮彈簧(20)和彈簧預緊接頭(21)，壓縮彈簧(20)的上端緊貼頂部卡套接頭(19)底部，所述彈簧預緊接頭(21)設有外螺紋，所述頂部限位筒(15) 設有內螺紋，所述彈簧預緊接頭(21)擰入所述限位筒(15)，對所述壓縮彈簧(20)進行預緊；當浮動機構在所述限位筒(15)內滑動時，其滑動距離受所述壓縮彈簧(20)和所述彈簧預緊接頭(21)的限制。
10.如權利要求9所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述柱塞工具總成 (12)還包括位於所述撓性中心體(13)底部的底部定位機構，通過所述彈簧預緊接頭(21)、 所述壓縮彈簧(20)和所述底部定位機構來共同調節撓性中心體(13)在限位筒(15)內的伸縮程度。
11.如權利要求10所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述底部定位機構包括底部卡套接頭(22)、底部連接套(23)、底部卡套(24)和底堵(25)，所述底部連接套 (23)兩端設有內螺紋，所述底部卡套接頭(22)和所述底堵(25)設有外螺紋，分別從所述底部連接套(23)的兩端擰入；所述底堵(25)的錐體頂住所述撓性中心體(13)，對其限位；所述底部卡套(24)設置於底部連接套(23)、撓性中心體(13)及底部卡套接頭(22)形成的空間內，能夠通過施加載荷使底部卡套(24)抱緊該撓性中心體(13)的下部。
12.如權利要求11所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述底部連接套 (23)具有第一大徑部、小徑部和第二大徑部，所述小徑部的內徑略大於撓性中心體的外徑， 且所述第二大徑部與所述小徑部之間的內壁形成錐形過渡部；所述底部連接套(23)的第一大徑部與對應的撓性中心體下端的底堵(25)螺紋連接，其第二大徑部與底部卡套接頭(22)螺紋連接，所述底部卡套(24)—端形成有錐形伸入部，該錐形伸入部與底部連接套(23)的錐形過渡部配合而能夠伸入底部連接套小徑部與撓性中心體之間的空隙，從而能夠在施加載荷時抱緊該撓性中心體的下部。
13.如權利要求2所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，該柱塞工具還包括儀器工作筒總成(11)，且所述儀器工作筒總成(11)螺紋連接在所述撓性柱塞總成(12)的上端，所述儀器工作筒總成(11)包括打撈頭(26)和內部中空的工作筒本體(29)，所述工作筒本體(29)的內部空間用於安裝井筒測量儀器(30)。
14.如權利要求13所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述井筒測量儀器 (30)的兩端均設有減震彈簧(27)和壓帽(28)，以對所述井筒測量儀器(30)進行限位、固定和緩衝減震，避免撓性柱塞(12在井筒內運行時因各種撞擊導致內部儀器失效；所述工作筒本體中部設有工作筒密封圈。
15.如權利要求13所述的氣井排液採氣用柱塞工具，其特徵在於，所述儀器工作筒總成(11)內部設有數據接口，能夠採用無線或有線連接的方式讀取和下載柱塞儀器工作筒 (11)中存儲的數據。
全文摘要
本發明公開了一種氣井排液採氣用柱塞工具，該柱塞工具具有撓性，具體地，該柱塞工具包括撓性柱塞總成，所述撓性柱塞總成包括撓性中心體，所述撓性中心體外周套設有多個串聯的柱塞單元體，各相鄰的柱塞單元體之間為球面接觸；當撓性柱塞總成通過斜井段時，撓性中心體發生彎曲，各個柱塞單元體發生相對位移，柱塞單元體之間依然保持球面接觸。當撓性柱塞(12)在狗腿度較大井段運行時，撓性柱塞工具(12)受到油管內壁的橫向力作用，撓性中心體(13)的長度發生變化，柱塞工具(12)頂部的浮動機構對撓性中心體(13)的伸縮進行補償，防止撓性中心體(13)發生損壞。本發明克服了傳統剛性柱塞的缺點，提高了柱塞氣舉工藝在大斜度定向井應用的適應性。
文檔編號E21B43/00GK102296943SQ20111021708
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者丁愛芹, 李明, 沈澤俊, 王新忠, 童徵, 薛建軍, 郝忠獻, 黃紅梅 申請人:中國石油天然氣股份有限公司