[發明專利]一種天然氣井柱塞、柱塞系統及柱塞提升方法

有效

• 申請號: 202110811948.5
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113323866B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 張華禮;鄭健;余帆;馬輝運;葉長青;孫風景;陳滿;熊杰;陳家曉;朱昆
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F04B53/14
• 分類號: F04B53/14;E21B43/00;E21B43/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 喻英

1.一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，包括天然氣井柱塞，

所述天然氣井柱塞包括：

柱塞本體（100），所述柱塞本體（100）具有封閉的內腔，所述內腔設有將所述內腔分隔為積液腔（110）以及安裝腔（120）的壓板（130）；

所述積液腔（110）遠離所述安裝腔（120）的一端設置有實現所述積液腔（110）與外部空間連通的通孔（111）；

所述安裝腔（120）設置有擋板（121）以及彈性件（122），所述彈性件（122）的一端連接所述壓板（130），所述彈性件（122）的另一端連接所述安裝腔（120）遠離所述積液腔（110）的一端腔壁，所述擋板（121）的一端與所述壓板（130）連接；所述擋板（121）的另一端伸出并位于柱塞本體（100）外，形成用于與天然氣井側壁相互配合的配合端；

在所述壓板（130）受力沿所述柱塞本體（100）軸線方向運動時，所述擋板（121）可在所述壓板（130）的驅動下，實現所述擋板（121）位于所述柱塞本體外的一端相對于所述柱塞本體（100）外側壁的靠近或遠離；

還包括油管（200），所述油管（200）側壁還設置有卡定裝置（210），所述卡定裝置（210）可在所述擋板（121）遠離所述柱塞本體（100）外側壁時，與所述擋板（121）相互配合，實現所述天然氣井柱塞在所述油管（200）位置的固定，避免所述天然氣井柱塞向井底方向運動。

2.根據權利要求1所述的一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，所述積液腔還設置有伸縮管，所述伸縮管的一端與所述擋板（121）連接，所述伸縮管的內腔與所述通孔（111）連通。

3.根據權利要求1所述的一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，所述柱塞本體（100）的一端設置有具有弧面端的導向件（140）。

4.根據權利要求3所述的一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，所述柱塞本體（100）的另一端設置有打撈件（150），所述打撈件（150）包括桿體（151）以及桿徑增大段（152），所述桿體（151）的一端與所述柱塞本體（100）連接，所述桿體（151）與所述桿徑增大段（152）連接。

5.根據權利要求1所述的一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，所述卡定裝置（210）包括限位件（212），所述限位件（212）的一端與所述油管（200）側壁連接；所述限位件（212）的另一端，可在外力的作用下靠近或遠離所述油管（200）的中軸線。

6.根據權利要求5所述的一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，所述限位件（212）與所述油管（200）側壁的連接端，相對于所述限位件（212）的另一端遠離所述油管（200）的井口。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的一種天然氣井柱塞系統，其特征在于，所述擋板（121）與所述壓板（130）連接的連接端相對于所述擋板（121）的配合端遠離井底。

8.一種天然氣井柱塞提升方法，其特征在于，基于權利要求1-7任一所述的一種天然氣井柱塞系統，包括如下步驟：

S1：確認舉升輪次需求；

S2：根據舉升輪次進行卡定裝置（210）安裝；

S3：待井下壓力到達設計值時，開井實現柱塞提升；

S4：待柱塞提升至上限時，關井，待井下充能后再進行開井；

S5：重復步驟S3-S4完成柱塞的提升。

9.根據權利要求8所述的一種天然氣井柱塞提升方法，其特征在于，所述步驟1中，確定舉升輪次需求包括如下步驟：

S11：對天然氣井實施關井，觀察套壓恢復情況，根據預期關井時間，得到設計開井壓力套壓；

S12：根據油套管中壓力平衡狀態，基于設計開井套壓，綜合考慮井內液柱高度，井口油壓、修正參數等因素，計算出柱塞上升高度；

S13：根據天然氣井總高度確定舉升輪次。