[发明专利]混合动力气举柱塞

说明书

提供一种混合动力气举柱塞，在柱塞本体上下两端均同轴设有在回转方向上呈角度设置的机架，柱塞本体上端的机架端部同轴设有固定座；机架靠近柱塞本体端设有爬行机构，柱塞本体内部设有与爬行机构连接的顶升驱动装置，机架远离柱塞本体端设有与爬行机构连接的动力驱动装置，与动力驱动装置和顶升驱动装置电性连接的发电储能装置的动作部分设于固定座内，发电储能装置的储控部分设于柱塞本体内。本发明实现了气举柱塞在狭小管道内运动的目的，解决了传统装置因缺少行走机构造成柱塞气举效率欠佳的问题，实现了所需电能的持续长期供给，用于低压低产致密气井，防止柱塞上升过程中因井底压力不足以推动积液到达井口，大幅度提高柱塞排水采气效率。

技术领域

本发明属于石油天然气开采设备技术领域，具体涉及一种混合动力气举柱塞。

背景技术

随着我国气田开采的逐渐深入，部分气井进入生产中、后期，压力和产能普遍偏低，不能满足气井生产的连续携液要求，导致部分气井井底或井筒内产生积液，水淹现象，严重时，甚至会出现低压低产致密气井，对气井产能的稳固释放产生了极其重大的影响。

气举柱塞排水采气技术是以柱塞作为气、液之间的机械界面,利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水，推动柱塞在油管内进行周期地举液，能够有效地阻止气体上窜和液体回落,减少液体“滑脱”效应,提升间歇气举效率,气举柱塞不需其它动力设备，生产成本低，曾经一度被认为是最佳的排水采气工艺，引起了国内外日益广泛的重视和现场应用，取得了明显的生产效益。气举柱塞利用气井自身能量推动柱塞，不需其它动力设备，是一种利用储层本身能量来携液的间歇式举升方法；但是在气井实际开采过程中，气压和产能会随着气田开采进行而逐渐变低，气井自身能量有时并不足以推动柱塞至井口。

现有气举柱塞大都缺少辅助爬行机构，在运动过程中易卡顿，影响柱塞气举的工作效率，且密封性较差，经常出现液体漏出、井底积液的情况，此外缺少辅助打捞的部件，不易被打捞，常规柱塞在应用效果及经济效益上已不能满足气井开发实际需求，因此，针对上述问题，有必要进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种混合动力气举柱塞，通过在上下两端均设有机架的柱塞本体上设置与机架上的爬行机构连接并用于控制爬行机构与油管壁紧密贴合或分离的顶升驱动装置，并在设于机架上动力驱动装置驱动爬行机构旋转的情况下，实现气举柱塞在狭小管道内运动的目的，解决了传统装置因缺少行走机构造成柱塞气举效率欠佳的问题，具有发电功能的气举柱塞可应用于低压低产致密气井，能防止柱塞上升过程中，因井底压力不足以推动积液到达井口，能够大幅度提高柱塞排水采气效率。

本发明采用的技术方案：混合动力气举柱塞，包括柱塞本体,所述柱塞本体上下两端均同轴设有在回转方向上呈角度设置的机架，所述柱塞本体上端的机架端部同轴设有固定座，且固定座上端同轴固定有打捞头；所述机架靠近柱塞本体端设有爬行机构，且柱塞本体内部设有与爬行机构连接并控制爬行机构与油管壁紧密贴合或分离的顶升驱动装置，所述机架远离柱塞本体端设有与爬行机构连接并用于驱动爬行机构旋转的动力驱动装置，与所述动力驱动装置和顶升驱动装置电性连接并用于对动力驱动装置和顶升驱动装置供电的发电储能装置的动作部分设于固定座内，所述发电储能装置的储控部分设于柱塞本体内。

其中，所述动力驱动装置包括驱动电机，所述机架远离柱塞本体端为环形套状结构，而机架靠近柱塞本体端为板状结构，所述驱动电机安装于机架远离柱塞本体端的内部，所述驱动电机输出轴端部伸出机架环形套与爬行机构的输入端固定连接。

进一步地，所述爬行机构包括蜗杆、蜗轮、行进轮和齿轮箱，所述机架板状结构的两端板面上分别制有安装槽和导向槽，所述蜗杆一端转动安装于机架板状结构的安装槽内，且驱动电机的输出轴与蜗杆另一端固定连接，所述机架靠近柱塞本体端的板状结构两侧均设有齿轮箱，且位于机架安装槽内并与蜗杆适配啮合的蜗轮的转轴与对应侧的齿轮箱输入端连接，所述齿轮箱输出端固定有行进轮，且行进轮的转轴与顶升驱动装置一端转动连接，并通过顶升驱动装置控制行进轮向外或向内微移后，实现驱动电机驱动旋转的行进轮与油管壁紧密贴合或分离。