[发明专利]用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱及其方法

权利要求书

1.一种用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱，其特征在于，包括柱塞防喷管(1)、柱塞地面控制系统(2)、采气树(3)、柱塞(4)、速度管柱(5)、管柱接头(6)、封隔器(7)和球座(8)；其中，

柱塞防喷管(1)设置在采气树(3)上方并与采气树(3)连接，柱塞地面控制系统(2)与柱塞防喷管(1)连接；速度管柱(5)的顶端与采气树(3)连接、底端通过管柱接头(6)与封隔器(7)的顶端连接，球座(8)螺纹连接在封隔器(7)底端；

柱塞(4)设置在速度管柱(5)内，其柱塞(4)包括柱塞(4-1)、减震弹簧(4-2)和减震筒(4-4)；柱塞本体(4-1)为柱形结构，其包括由自上而下依次连接的捞径部(4-6)、鱼骨形部(4-5)和圆柱形部(4-3)一体成型构成，其鱼骨形部(4-5)的最大外径处略大于圆柱形部(4-3)的下部外径，并与速度管柱(5)的内径相适应；自圆柱形部(4-3)的底面上沿轴向开设有盲孔，且在盲孔的对侧孔壁上沿轴向对称开设有两个条形通孔(4-7)，在两个条形通孔底侧分别自外向内插装有两个紧定螺钉；减震筒(4-4)为一顶部设有开口、底部封闭的筒体结构，且其顶部的对侧侧壁上对称开设有两个螺孔；减震筒(4-4)的顶部套装在柱塞本体底端的盲孔内侧并通过安装在其侧壁上的两个紧定螺钉活动固定在圆柱形部(4-3)上；减震弹簧(4-2)上部设置在插装在盲孔内、下部设置在减震筒(4-4)内；

封隔器(7)采用憋压坐封、上提解封型的封隔器；管柱接头(6)、封隔器(7)和球座(8)的最大外径均与速度管柱(5)的内径一致；

还包括配套使用的一个可溶球(9)和多个泡腾球(10)；其中，可溶球(9)采用能够被井底积液溶解的材料制成，且其球径在球座(8)的最大内径和最大内径之间；泡腾球(10)采用能够遇水反应生成气体的材料制成，泡腾球(10)的外径小于球座(8)的最小内径，使其能够落入井底。

2.根据权利要求1所述的用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱，其特征在于，可溶球(9)为镁铝合金球。

3.根据权利要求1所述的用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱，其特征在于，封隔器(7)采用Y241型封隔器。

4.根据权利要求1所述的用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱，其特征在于，速度管柱(5)采用市售的φ38.1mm的连续油管，并在连接前根据下入深度进行适应性切割；速度管柱(5)顶端与采气树(3)通过法兰连接。

5.根据权利要求1所述的用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱，其特征在于，管柱接头(6)包括均为筒体结构的接头本体(6-1)、垫圈(6-2)、锥形环(6-3)、锁紧环(6-4)和下接头(6-5)；其中，接头本体(6-1)下部内壁凹陷并形成有第一环形台阶，且在底端内壁上设有连接内螺纹；垫圈(6-2)和锥形环(6-3)自上而下套装在接头本体(6-1)内，且垫圈(6-2)的顶端抵在第一环形台阶的下端面上，锥形环(6-3)的顶端抵在垫圈(6-2)的下端面上；锁紧环(6-4)套装在锥形环(6-3)内侧，且锥形环(6-3)的内壁和锁紧环(6-4)的外壁加工有相互配合的斜面；锁紧环(6-4)的内径与速度管柱(5)的外径相适应，且在其内壁行加工有多排倒齿；下接头(6-5)螺纹连接在接头本体(6-1)底端内壁上，且其顶端抵在锁紧环(6-4)的底面上。

6.一种采用如权利要求1～5中任一项所述的用于“躺井”井下积液排出的复合排水采气管柱实现的排水采气方法，其特征在于，步骤如下：

S1、将速度管柱(5)、管柱接头(6)、封隔器(7)和球座(8)自上而下依次连接，组成井下复合采气管串；

S2、根据井下积液液面深度，根据液面深度、井身结构、储层位置的测量结果，设计该井下复合采气管串的下入位置；

S3、利用速度管柱(5)下入配套设备将该采气管串下入到井筒设计位置，并截断速度管柱(5)上部多余的部分，并通过井口装置将其与采气树(3)连接；

S4、向该井下复合采气管串中投入可溶球(9)，可溶球(9)落至球座(8)的环形凸台上端面上并进行憋压，使井下封隔器(7)坐封在套管上，实现密封该复合采气管串与套管环空的上下空间；

S5、安装柱塞防喷管(1)和柱塞地面控制系统(2)；且在该安装过程中，可溶球(9)逐渐溶解，使该复合采气管串与井底重新形成连通；

S6、在采气树(3)关闭条件下，从柱塞防喷管投入一定量的泡腾球(10)后，再将柱塞(4)放入柱塞防喷管(1)内；此时，柱塞(4)通过柱塞捕捉器固定在防喷管内；

S7、利用柱塞地面控制系统(2)将井筒与生产管线通道关闭，并先后依次打开采气树(3)和柱塞防喷管(1)的捕捉器，使柱塞(4)、泡腾球(10)在重力作用下在速度管柱(5)内下落，柱塞(4)在球座(8)的限位作用下停止下行，落到球座(8)上停止下降，泡腾球(10)在柱塞(4)的推压作用下压入球座(8)位置以下的井底；

S8、泡腾球(10)在井下剧烈反应并生成气体；当达到泡腾球(10)完全反应时间时，利用柱塞地面控制系统(2)开井，柱塞(4)在井下气体压力的作用下向井口运动，以实现将其以上大部分液柱顶出井筒；当柱塞地面控制系统(2)检测到柱塞到达防喷管内时，关闭采气树主阀门，打开柱塞防喷管(1)将柱塞(4)取出；

S9、重复步骤S6～S8，直至将井底积液排出井筒，井筒举通，即依靠井筒产气压力能够将柱塞气举到井筒；再在速度管柱(5)内设计合理的生产制度，使“躺井”能够恢复生产。