[發明專利]一種大斜度及含砂氣井用防漏防砂卡排水采氣柱塞

在審

• 申請號: 202111157209.5
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113719260A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 鐘海全;鄭傳根;程長坤;李志偉;杜竟;許鷙宇;趙利康;趙玉;陳君
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種大斜度及含砂氣井用防漏防砂卡排水采氣柱塞。涉及氣井排水采氣領域，該發明包括打撈頭、柱塞、氣囊、單向閥、嵌入式防砂塊、彈性防漏圈、彈性連接段等構件；柱塞下降過程中，內部氣囊收縮變形，井底積水進入柱塞內部中空區域，實現水的暫時儲存，柱塞在上升過程中，內部氣囊膨脹變形，將暫存水從柱塞毛細射孔中射出，在柱塞外部形成移動液膜，實現液封，同時避免砂礫在柱塞凹陷處沉積固化，彈性防漏圈與波紋管在彎曲處受壓膨脹，減少環空面積，形成物理防漏，具有雙重防漏措施，柱塞連接處用波紋管、彈簧連接，提高柱塞通過彎曲處的靈活程度，同時波紋管保護彈簧避免砂卡，提高排水效率，擁有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及氣井排水采氣領域，特別涉及在漏失嚴重的大斜度、含砂氣井情況下，減少柱塞舉升時液體漏失、柱塞表面砂礫沉積固化，提高柱塞排水采氣效率的一種工具。

背景技術

柱塞氣舉工藝被廣泛應用于排水采氣的開采當中，其具有高效、經濟、環保的優勢。目前，大多數氣舉柱塞屬于單節柱塞，密封防漏失性不強，對大斜度井的適用性低，容易產生砂卡、腐蝕的現象，導致井筒摩阻增加，柱塞損壞更換頻繁等問題，例如專利公開號CN106014346A，雖然此柱塞氣舉能夠解決氣井整個生命周期內的積液問題，但適用范圍小，對于大斜度井來說，單節柱塞不靈活，容易在彎斜處發生阻塞。專利公開號CN109653712A，裝置的成本低廉、輕便，但是對于中部彈簧連接保護弱，在含砂氣井井筒流動過程中，彈簧容易被砂石等造成腐蝕、阻塞，使彈簧彈性失效，導致柱塞卡井，發生停井，停壓等情況。

針對上述問題及大斜度、含砂氣井柱塞排水采氣漏失嚴重等問題，提出一種大斜度及含砂氣井用防漏防砂卡排水采氣柱塞，采用多節柱塞的形式，搭配彈簧裝置，靈活度提升，能夠解決大斜度井彎斜處易阻塞的現象；彈簧外壁處增加波紋管，可有效保護彈簧，同時波紋管與彈性防漏圈在壓縮過程中膨脹，減少環空面積，形成物理防漏；此外柱塞內部設計有氣囊，在上升過程中，氣囊膨脹，內部液體射出，避免柱塞表面砂礫沉積，同時形成液封，具有雙重防漏工藝。因此本發明能夠在大斜度、含砂氣井情況下適用，減少柱塞舉升時液體漏失、柱塞表面砂礫沉積固化，提高柱塞排水采氣效率，擁有良好的應用前景與效果。

發明內容

本發明的目的是為了解決大斜度、含砂氣井情況下，單節柱塞不靈活易在彎斜處造成阻塞、漏失嚴重等問題。在井筒流動過程中，柱塞凹槽處與連接彈簧處易沉積雜物造成彈簧柱塞失效，更換頻繁，工期變長等問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種大斜度及含砂氣井用防漏防砂卡排水采氣柱塞。包括打撈頭1、柱塞3、氣囊4、單向閥5、嵌入式防砂塊6、彈性防漏圈7、彈性連接段8和底座10等構件組成；所述的打撈頭1設計為沉頭中空結構，便于撈頭螺栓2安裝通過，減輕工具總重量；

所述的柱塞3可多個安裝，柱塞3上方中心處，開設有與撈頭螺栓2配合螺紋孔，柱塞3表面凹凸相間，且凹陷處留有柱塞毛細射孔301，所述柱塞3內部有中空區域，中空區域內安裝有氣囊4，柱塞3下方與柱塞座306，形成柱塞引水通道303，柱塞引水通道303內端與柱塞3中空區域相通，柱塞引水通道303外端與柱塞外部空間相通，柱塞引水通道303外端與柱塞外部空間接觸處設有嵌入式防砂塊安裝區305，用于嵌入式防砂塊6的安裝，所述柱塞引水通道303中間有單向閥安裝區304，用于單向閥5的安裝；

所述的單向閥5由單向閥彈簧501、閥球502兩部分組成；

所述的嵌入式防砂塊6由彈帽601、彈帽彈簧602、防砂塊固定體603、過濾膜604四部分組成，所述防砂塊固定體603頂部中間留有沉孔，用于彈帽601、彈帽彈簧602的安裝，所述過濾膜604位于嵌入式防砂塊6中間，由防砂塊固定體603固定；

所述的彈性防漏圈7由彈性材料制成，安裝位于柱塞3與彈性連接段8連接處，受壓時發生彈性變形膨脹；