[实用新型]气井排水采气涡流平衡式柱塞

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气井排水采气涡流平衡式柱塞，属于柱塞气举排水采气技术领域。

背景技术

柱塞气举技术是将柱塞作为气液间的机械界面，利用气井自身能量推动柱塞在油管内进行周期举液，阻止气体上窜和液体回落，从而减少液体滑脱效应，增加间歇举升效率。将该柱塞气举技术用于低压低产井生产，可实现气井的周期性间歇开井，满足生产要求，提高生产效率。

柱塞举升装置是通过时间控制器周期性地控制气动阀开关工作的，即气动阀关闭后，柱塞自行下落至井底座落器，而油管液面则不断上升并超出柱塞高度。当井筒压力恢复到足以举升柱塞以上液体时，气动阀打开，气体将柱塞及其上方液柱推至地面。等达到设定的气井生产时间后，气动阀自动关闭，柱塞下落，如此周而复始。

目前，苏里格气田使用的常规柱塞以衬垫式柱塞、柱状柱塞和刷式柱塞为主。受气井采气树和柱塞结构的制约，部分气井开井后，柱塞往往不能经到位传感器升至防喷管，而滞留在气井采气树大四通以下，产生节流效应，影响气井生产。苏里格气田地层能量低，气井产量小，携液能力弱，部分气井井筒积液较为严重。柱塞投用后，其上方液柱压力过高，导致依靠地层能量无法有效地举升柱塞至井口，液柱全部回落，造成井筒积液无法排出，积液严重，甚至水淹停产。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种气井排水采气涡流平衡式柱塞，其能提高柱塞运行效率，提升柱塞气举排水采气效果。

本实用新型的具体技术内容如下：

本柱塞顶部为打捞头；打捞头下方为杆身上设有螺旋带的绕流器；绕流器下方为球座，球座侧壁上设有观察窗，球座顶盖上设有纵向的泄流孔，球座顶盖下表面与球座内腔底面为对称的两个球面，钢球设在两球面之间，球座下部变径锥体内设有连通球座内腔的进气孔；球座底端连接缓冲尾。

本柱塞在井筒内运行时，气流通过绕流器螺旋带推动其螺旋升至井口，此间，能顺利通过采气树大四通升至捕捉器，不发生柱塞卡阻。柱塞上方的液柱能根据气井地层能量的恢复程度及钢球的上、下自由移动来平衡柱塞的上、下游压力，使多余的液柱滑落至井底，从而能有效解决因柱塞举升液柱高度过高而无法到达井口的问题，提高柱塞举升效率。

附图说明

图1为气井排水采气涡流平衡式柱塞结构示意图。

具体实施方式

实施例：

参照图1对本实用新型的实施例进一步说明：

本柱塞包括打捞头1、螺旋带2、绕流器3、泄流孔4、观察窗5、钢球6、球座7、进气孔8和缓冲尾9：

本柱塞顶部为打捞头1；打捞头1下方为杆身上设有螺旋带2的绕流器3；绕流器3下方为球座7，球座7侧壁上设有观察窗5，球座7顶盖上设有纵向的四个泄流孔4，球座7顶盖下表面与球座内腔底面为对称的两个球面，钢球6设在两球面之间，球座7下部变径锥体内设有连通球座内腔的进气孔8；球座7底端连接缓冲尾9。

本柱塞的打捞头1、绕流器3和球座7采用316L不锈钢整体加工而成，缓冲尾9由塑料加工而成。绕流器3和球座7的最大外径为58mm，绕流器3杆身直径为30mm，泄流孔4直径为5mm，对称泄流孔4中心间距为45mm，进气孔8直径为20mm。

本柱塞的投放及工作过程如下：

1、投放过程：

关闭气井，将井口防喷管管段放空泄压至0MPa。打开防喷管，通过打捞头1下放本柱塞，卡在捕捉器上。然后安装防喷管，导通气井柱塞气举生产流程，松开捕捉器。本柱塞自由下落至井底座落器，而井底积液则通过本柱塞与油管间的间隙缓慢溢至本柱塞上方。

2、举液过程：

达到气井恢复压力的设定时间后，本柱塞控制器打开薄膜阀，地层高压气体通过进气孔8进入球座7腔体，推动钢球6上行至球座7上球面，封堵住泄流孔4，气流通过观察窗5升至绕流器3，作用于螺旋带2上。因为柱塞上方的液柱具有密封作用，所以气流能推动柱塞及其上方液柱整体螺旋上行。

当气流的推力小于本柱塞及其上方液柱的自重时，钢球6下行至球座7下球面，液柱通过泄流孔4进入球座7内，并通过进气口8落至井底。随着液柱的下落，本柱塞上方压力下降。当本柱塞上方压力低于其下方压力时，本柱塞则重新开始上升过程。如此反复，直至本柱塞上行至井口，完成单次举液过程。