CN209354105U - 柱塞气举工艺井下工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及采油气技术领域，提供了一种柱塞气举工艺井下工具。该柱塞气举工艺井下工具包括限位件(1)、螺旋弹簧(2)和本体(3)，本体(3)包括轴向贯通的腔体，腔体包括轴向相连的第一腔体(31)和第二腔体(32)，螺旋弹簧(2)轴向延伸地设置在第一腔体(31)中，第二腔体(32)的内径小于螺旋弹簧(2)的外径；限位件(1)设置在第一腔体(31)远离第二腔体(32)的一端，限位件(1)将螺旋弹簧(2)限制在第一腔体(31)内；本体(3)的两端适于分别与油管(5)相连。该柱塞气举工艺井下工具可与任意位置的油管连接，下放到井内设计位置，即使在深井及大斜度井中也不需要绳索作业，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及采油气技术领域，特别涉及一种柱塞气举工艺井下工具。
背景技术
近年来，随着油气田开发的深入，越来越多的低压小产水量气井不能完全依靠天然能量实现连续自喷生产。柱塞气举排水采气工艺以其工艺简单、投入少、运行维护成本低等优点，成功的解决了该类气井开采经济效益低的难题，目前已在各大油气田广泛应用。
目前柱塞气举工艺井下工具一般分为缓冲弹簧、卡定器、柱塞三大部分，其中缓冲弹簧及卡定器一般为一体式结构，起到缓冲柱塞下行冲击力及限定柱塞下行位置的作用，目前常用的有弹块式、卡瓦式和卡箍式卡定器缓冲弹簧总成三种。采油气之前，先将卡定器缓冲弹簧总成下放到油管内设定位置，再利用柱塞的上下往复运动实现采油气。
在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前常使用的三种卡定器缓冲弹簧均需要绳索作业下入到设计位置，再将卡定器卡装到油管上。在深井及大斜度井中的油管内座放存在较大难度和风险，对绳索作业要求高，安装不方便，作业成本高。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种柱塞气举工艺井下工具，以更方便的将柱塞气举井下工具安装到设定位置。本实用新型的技术方案如下：
本实用新型实施例提供了一种柱塞气举工艺井下工具，包括限位件、螺旋弹簧和本体，其中，
所述本体包括轴向贯通的腔体，所述腔体包括轴向相连的第一腔体和第二腔体，所述螺旋弹簧轴向延伸地设置在所述第一腔体中，所述第二腔体的内径小于所述螺旋弹簧的外径；
所述限位件设置在所述第一腔体远离所述第二腔体的一端，所述限位件将所述螺旋弹簧限制在所述第一腔体内；
所述本体的两端适于分别与油管相连。
可选择地，所述限位件包括限位环，所述限位环为圆环形，所述限位环的内径大于所述柱塞的直径，且所述限位环的内径小于所述螺旋弹簧的外径。
可选择地，限位件还包括承接部，所述承接部为中空的圆柱形，所述承接部设置在所述限位环和所述螺旋弹簧之间。
可选择地，承接部的内腔包括轴向连通的第一通道和第二通道，所述第一通道呈倒置的圆台形，所述第二通道呈圆柱形，且所述第二通道与所述第一腔体连通。
可选择地，所述第一通道的最大内径大于所述限位环的内径，所述第一通道的最小内径小于所述柱塞的直径，所述第一通道的内壁适于承接所述柱塞。
可选择地，所述螺旋弹簧的一端与所述承接部的下端通过焊接连接。
可选择地，所述螺旋弹簧远离所述限位件的一端通过焊接固定在所述第一腔体内靠近所述第二腔体的一端。
可选择地，所述限位环与所述本体通过卡箍连接。
可选择地，所述第一腔体内远离所述第二腔体的一端设置有内螺纹，所述本体通过所述内螺纹与油管连接。
可选择地，所述本体远离所述第一腔体的一端设置有外螺纹，且适于与油管螺纹连接。
本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本实用新型提供的柱塞气举工艺井下工具的本体内设置有第一腔体和第二腔体，将螺旋弹簧轴向设置在第一腔体内，螺旋弹簧可以缓冲柱塞下落产生的冲击力，避免柱塞因冲击力过大而冲击油管，从而对油管和柱塞产生损害。将第二腔体的内径设置为小于螺旋弹簧的外径，从而将螺旋弹簧限制在第一腔体内防止螺旋弹簧的脱落。将限位件设置在第一腔体远离第二腔体的一端，即将限位件设置在螺旋弹簧的上方，从而限制螺旋弹簧上升的位移，保证螺旋弹簧持续在第一腔体内活动，也避免发生螺旋弹簧因上升位移过大超出螺旋弹簧的弹性限度，而导致螺旋弹簧的弹力不可恢复。该工具的本体两端的端口可直接与油管的端口连接，这样即使是在深井或大斜度井内，也可将该工具直接与油管连接再一起下放到井内设定位置。而且该工具结构简单，可操作性强，在安装时不需要绳索作业，作业成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍。
图1是本实用新型实施例提供的柱塞气举工艺井下工具的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的柱塞气举工艺井下工具安装到油管上的结构示意图；
图3是本实用新型提供实施例的柱塞气举工艺井下工具中承接部的左视图；
图4是本实用新型提供实施例的柱塞气举工艺井下工具中限位环的俯视图。
图中的附图标记分别表示：
1—限位件；11—限位环；111—卡箍槽；12—承接部；121—第一通道；122—第二通道；
2—螺旋弹簧；
3—本体；31—第一腔体；32—第二腔体；
4—柱塞；
5—油管。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型实施例提供的柱塞气举工艺井下工具包括限位件、螺旋弹簧和本体。本体包括轴向贯通的腔体，腔体包括轴向相连的第一腔体和第二腔体，螺旋弹簧轴向延伸地设置在第一腔体内，第二腔体的内径小于螺旋弹簧的外径；限位件设置在第一腔体远离第二腔体的一端，限位件将螺旋弹簧限制在第一腔体内；本体的两端适于分别与油管相连。
本实用新型提供的柱塞气举工艺井下工具的本体内设置有第一腔体和第二腔体，将螺旋弹簧轴向设置在第一腔体内，螺旋弹簧可以缓冲柱塞下落产生的冲击力，避免柱塞因冲击力过大而冲击油管，从而对油管和柱塞产生损害。将第二腔体的内径设置为小于螺旋弹簧的外径，从而将螺旋弹簧限制在第一腔体内防止螺旋弹簧的脱落。将限位件设置在第一腔体远离第二腔体的一端，即将限位件设置在螺旋弹簧的上方，从而限制螺旋弹簧上升的位移，保证螺旋弹簧持续在第一腔体内活动，也避免发生螺旋弹簧因上升位移过大超出螺旋弹簧的弹性限度，而导致螺旋弹簧的弹力不可恢复。该工具的本体两端的端口可直接与油管的端口连接，这样即使是在深井或大斜度井内，也可将该工具直接与油管连接再一起下放到井内设定位置。而且该工具结构简单，可操作性强，在安装时不需要绳索作业，作业成本低。
本实用新型实施例提供了一种柱塞气举工艺井下工具，图1是该柱塞气举工艺井下工具的结构示意图，图2是将该柱塞气举工艺井下工具安装到油管上的示意图，图3是该柱塞气举工艺井下工具中承接部的左视图，图4是本实用新型提供实施例的柱塞气举工艺井下工具中限位环的俯视图。
如图1所示，柱塞气举工艺井下工具包括限位件1、螺旋弹簧2和本体3。
在本实施例中，本体3可为等圆柱形的空心钢管，材料可优选为35CrMo合金钢管或9Cr1Mo型号的马氏耐热钢，这几类钢的耐热性很好、质量高，在深井及大斜度井内使用时可以很好地延长使用寿命。当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，可以采用其他的材料来制作本体3。
本体3内包括轴向贯通的腔体，而腔体又分为轴向相连的第一腔体31和第二腔体32，螺旋弹簧2为轴向延伸地设置在第一腔体31内。例如，如图1所示，第一腔体31的内径可略大于螺旋弹簧2的外径，这样就可以保证螺旋弹簧2在第一腔体31内可以上下活动自如，而第二腔体32的内径小于螺旋弹簧2的外径，从而将螺旋弹簧2限制在第一腔体31内，保证螺旋弹簧2不会从第一腔体31内脱落。
如图1所示，限位件1可设置在第一腔体31内远离第二腔体32的一端。例如，在本实施例中，可将限位件1设置在螺旋弹簧2的远离第二腔体32的一端的上方，从而将整个螺旋弹簧2限制在第一腔体31内，而且当柱塞4上升时，螺旋弹簧2也会向上弹起，该限位件1可限制螺旋弹簧2上升的位移，避免螺旋弹簧2因为上升位移过大超出弹性限度，而导致螺旋弹簧2的弹力不可恢复。在本实施例中，限位件1可通过焊接的方式固定在本体3内，当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以通过螺钉或其他合理的方式进行固定。
在本实施例中，参见图1，限位件1可包括限位环11。在本实施例中，参见图4，限位环12即为中空的环状。例如可将限位环11的内径设置为小于螺旋弹簧2的外径，这样可以限定螺旋弹簧2在第一腔体31内活动。当然对于限位环11的材料和尺寸，本申请并不仅限于此。另外，如图2所示，在本实施例中，限位环11的内径可略大于柱塞4的直径，确保柱塞4在上下往复的过程中可以自如穿过限位环11，避免柱塞4在上下往复过程中与限位环11产生摩擦，对柱塞4和限位环11产生损坏。
如图1所示，限位件1还可包括承接部12。在本实施例中，可将承接部12放置在限位环11和螺旋弹簧2之间，承接部12也可为中空的圆柱形，例如参见图3所示，承接部12的内腔可分为轴向连通的第一通道121和第二通道122。第一通道121可呈倒置的圆台形，第二通道122可呈圆柱形，且第二通道122与第一腔体31之间连通，从而保证井内产生的气体及液体流通顺畅。
例如，在本实施例中，第一通道121的最大内径可大于限位环11的内径，从容保证柱塞在上下往复过程中活动自如，当然本申请并不仅限于此，第一通道121的最小内径可小于柱塞4的直径，即第一通道121的最小内径小于限位环11的内径，从而可将承接部12设置在限位环11的下方，第二通道122的内径可等于第一通道121的最小内径，这样就可以保证柱塞4在下落时会落在承接部12圆台形的内壁上，从而达到承接部12承接柱塞4的作用。当然本实施例并不仅限于此，在其他实施例中，例如可将第二通道122的内径设置为小于或者大于第一通道的最小内径也可以起到承接柱塞4防止柱塞4下落的作用。另外，对于承接部12的形状，本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以将承接部12的内腔也设置为圆柱形，将第二通道122的内径设置为小于柱塞4的内径，这样柱塞4会落到第二通道122的端口，也可起到承接柱塞4防止柱塞4下落，并将柱塞4下落的冲击力均匀传递到弹簧上的作用。
在本实施例中，本体3和限位环11之间可采用卡箍的方式固定连接，限位环11通过卡箍槽111将限位环11卡箍到本体3上，本体3设置限位环11的一端的内径可略大于第一腔体31的内径，从而防止限位环11会在第一腔体31内发生上下位移影响对柱塞4限位的准确性。当该工具与油管5通过本体的螺纹连接时，油管5将会将限位环11顶到第一腔体31上外螺纹的底部，将限位环11固定在油管5与本体3之间，从而进一步将限位环11固定。当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用焊接或其他合理的方式固定连接，本体3和限位环11的材料也可优选为相同的材料，这样也可以使得本体3和限位环11之间的连接更稳固。承接部12与螺旋弹簧2之间也可采用焊接的方式，例如参见图3所示，承接部12的中间可为空心，两侧可为实心，这样就可将螺旋弹簧2固定在承接部12下侧的实心处，从而保证螺旋弹簧2与承接部12之间为一体结构。但是承接部12与限位环11之间可为分离结构，这样在承接部12承接下落的柱塞4后，可以随着柱塞4的下落，将柱塞4下落的冲击力均匀传递到螺旋弹簧2上，从而螺旋弹簧2对柱塞4的下落起到缓冲作用，螺旋弹簧2的另一端也可通过焊接的方式与第一腔体31靠近第二腔体32的一端，保证螺旋弹簧2在活动时不会因固定不稳固而影响柱塞4的活动。当然对于螺旋弹簧2与承接部12、第一腔体31端口之间的连接方式，以及承接部12的材料，本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用螺栓或其他合理的方式将螺旋弹簧2固定连接在第一腔体31端口与承接部12之间连接，以及其他的材料作为承接部12。
如图1所示，在本实施例中，本体3内第一腔体31远离第二腔体32的一端可设置内螺纹，这样本体3可通过第一腔体31的内螺纹与油管5连接，当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以将第一腔体31远离第二腔体32的端口处设置为外螺纹或者通过其他合理的方式与油管5连接。
参见图1所示，第二腔体32远离第一腔体31的一端可设置为外螺纹，从而通过外螺纹与油管5连接。当然本申请并不仅限于此。另外，对于本实施例中提供的本体3的形状，本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用其他合理的形状与油管5连接。
本实用新型实施例提供的柱塞气举工艺井下工具的工作原理为：
在将该工具下放到井内前，先将该工具的两端分别与油管5连接。然后将该工具与油管5一起下放到井内设计位置，将该工具及油管5在井内安装完成后，下放柱塞4，柱塞4在重力的作用下急速下降，穿过限位环11与承接部12接触，承接部12承接柱塞4后将柱塞4下落的冲击力均匀传递给螺旋弹簧2，螺旋弹簧2收缩，对柱塞4的下落起到缓冲作用，同时限制柱塞4下落的位移，既避免柱塞4会因速度过快而撞击油管5对油管5和柱塞4产生损害，又将柱塞4限制在设计位置。
井关闭期间，井内的液体会进入油管，流到柱塞上方，井底能量蓄积后开井，井底的气体达到一定的气压会将柱塞4和液体顶起，从而柱塞4起到将液体与气体分离的作用，当柱塞4上升后，螺旋弹簧2也会放松，限位环11此时又可以对螺旋弹簧12起到限定位置的作用，避免螺旋弹簧12因为上升位移过大超出弹性限度，而导致螺旋弹簧12的弹力不可恢复，影响该工具的使用和井内后期的产气运行。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，包括限位件(1)、螺旋弹簧(2)和本体(3)，其中，
所述本体(3)包括轴向贯通的腔体，所述腔体包括轴向相连的第一腔体(31)和第二腔体(32)，所述螺旋弹簧(2)轴向延伸地设置在所述第一腔体(31)中，所述第二腔体(32)的内径小于所述螺旋弹簧(2)的外径；
所述限位件(1)设置在所述第一腔体(31)远离所述第二腔体(32)的一端，所述限位件(1)将所述螺旋弹簧(2)限制在所述第一腔体(31)内；
所述本体(3)的两端适于分别与油管(5)相连。
2.根据权利要求1所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述限位件(1)包括限位环(11)，所述限位环(11)为圆环形，所述限位环(11)的内径大于所述柱塞(4)的直径，且所述限位环(11)的内径小于所述螺旋弹簧(2)的外径。
3.根据权利要求2所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述限位件(1)还包括承接部(12)，所述承接部(12)为中空的圆柱形，所述承接部(12)设置在所述限位环(11)和所述螺旋弹簧(2)之间。
4.根据权利要求3所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述承接部(12)的内腔包括轴向连通的第一通道(121)和第二通道(122)，所述第一通道(121)呈倒置的圆台形，所述第二通道(122)呈圆柱形，且所述第二通道(122)与所述第一腔体(31)连通。
5.根据权利要求4所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述第一通道(121)的最大内径大于所述限位环(11)的内径，所述第一通道(121)的最小内径小于所述柱塞(4)的直径，所述第一通道(121)的内壁适于承接所述柱塞(4)。
6.根据权利要求3-5其中任一项所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述螺旋弹簧(2)的一端与所述承接部(12)的下端通过焊接连接。
7.根据权利要求1所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述螺旋弹簧(2)远离所述限位件(1)的一端通过焊接固定在所述第一腔体(31)内靠近所述第二腔体(32)的一端。
8.根据权利要求2所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述限位环(11)与所述本体(3)通过卡箍连接。
9.根据权利要求1所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述第一腔体(31)内远离所述第二腔体(32)的一端设置有内螺纹，所述本体(3)通过所述内螺纹与油管(5)连接。
10.根据权利要求1所述的柱塞气举工艺井下工具，其特征在于，所述本体(3)远离所述第一腔体(31)的一端设置有外螺纹，且适于与油管(5)螺纹连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112196499A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-08 | 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院 | 一种随油管下入的定位工具的举水方法 |
| CN115217752A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-10-21 | 中国石油大学(北京) | 柱塞 |
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