气举自动排水循环再利用采气系统的制作方法

1.本发明属于天然气田开发技术领域，具体涉及气举自动排水循环再利用采气系统。


背景技术：

2.随着气田的开发，气井产能逐年降低，部分气井已经进入低压、低产生产阶段，井底能量已不能将气层产水携带至地面，井筒出现积液，井筒积液会增大对地层的回压，并限制其生产能力，最终会导致气井水淹停产，甚至报废，造成巨大的经济损失。排水采气是解决井筒积液的有效方法，也是挖掘有水气藏生产潜力，提高采收率的重要措施，是气田稳产的关键技术。
3.柱塞气举工艺是利用气井自身能量将液体排出井筒，柱塞作为气液之间的机械界面，阻止气体上窜和液体回落，减少液体滑脱效应，增加间歇举升效率。柱塞气举是一种简单高效的排液采气方法，是间歇气举的一种特殊形式，柱塞作为一种固体的密封界面，将举升气体和被举升的液体分开，减少气体窜流和液体回落，提高举升气体的效率。柱塞气举的能量主要来源于地层，但是当地层气能量不足时，也向井内注入一定的高压气。这些气体将柱塞及其上部的液体从井底推向井口，排除井底积液，增大生产压差，延长气井的生产时间。对常规连续气举或间歇气举效率不高的井，采用柱塞气举可以提高生产效率，避免气体的无效消耗。柱塞气举还可用于易结蜡，结垢的油气井，沿油管上下来回的柱塞可以干扰破坏结蜡结垢的过程。这样就省下了清洗蜡，垢的工序节约了生产时间和生产费用。
4.传统的气举自动排水循环再利用采气系统中，由于柱塞与气井油管壁之间存在一定的间隙，会造成液体漏失，常规柱塞应用效果不佳，但该类气井仍需排水采气，否则会导致水淹停产甚至报废。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的气举自动排水循环再利用采气系统。
6.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
7.气举自动排水循环再利用采气系统，包括柱塞主体，所述柱塞主体的内部设置有内腔，所述柱塞主体的下端面开口，连通内腔与外界，所述柱塞主体的内部设置有缓冲弹簧，所述柱塞主体的下端开口处插入有传导件，所述传导件与缓冲弹簧连接，所述传导件可压缩缓冲弹簧，所述柱塞主体的外表面连接有堵塞件，所述堵塞件配合所述柱塞主体可封闭油管。
8.作为本发明的进一步优化方案，该采气系统包括防喷管、上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，所述防喷管与油管连接，所述上置闸阀、下置闸阀均与防喷管连接，所述上置闸阀与下置闸阀之间连接有采气树，所述中置闸阀与采气树的出气口连接；开井时，开启所述上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，所述柱塞主体在井底气体的压力下上移，排出井下积水；关
井时，关闭所述中置闸阀，所述柱塞主体下落于油管的底部。
9.作为本发明的进一步优化方案，所述传导件压缩缓冲弹簧时，扩大所述堵塞件的截面面积，使堵塞件封闭油管。
10.作为本发明的进一步优化方案，所述传导件包括连接底座与限定杆件，所述连接底座与限定杆件固定连接，所述限定杆件插入于所述柱塞主体的内部，所述连接底座位于所述柱塞主体的外部，所述堵塞件包括下环件与上环件，所述下环件、上环件均套于所述柱塞主体的外表面，所述下环件可沿所述柱塞主体的外表面滑动，所述下环件的下端面连接有第一传导杆件，所述第一传导杆件的另一端与传导件的连接底座连接。
11.作为本发明的进一步优化方案，所述上环件的下端面设置有弹性环部，所述弹性环部的内侧与柱塞主体的外表面之间形成凹槽结构，所述弹性环部的内侧设置有楔面结构，所述下环件的外侧壁表面设置有与楔面结构相配合的配合面结构，所述下环件上移后，通过配合面结构与楔面结构的配合，使弹性环部的表面与油管壁面接触。
12.作为本发明的进一步优化方案，所述凹槽结构的槽底壁设为连接环部，所述连接环部的中部为延伸环部，所述延伸环部为橡胶弹性环体。
13.作为本发明的进一步优化方案，所述下环件包括第一下环体与第二下环体；所述上环件包括第一上环体与第二上环体，所述第一下环体的下端固定连接有第二传导杆件，所述第一下环体通过第二传导杆件与所述第二上环体连接，所述第一上环体位于第一下环体的上方，所述第二上环体可沿柱塞主体的表面移动。
14.作为本发明的进一步优化方案，所述柱塞主体的外表面固定连接有环板件，所述环板件与所述柱塞主体的外表面之间形成有滑动腔，所述第二上环体的连接环部外表面连接有连接侧板，所述连接侧板位于所述滑动腔内滑动。
15.作为本发明的进一步优化方案，所述弹性环部包括硬质块，所述硬质块的外表面固定连接有弹性块，所述楔面结构开设于弹性块的内侧表面。
16.作为本发明的进一步优化方案，所述延伸环部包括上置延伸环板、下置延伸环板与支撑杆件，所述支撑杆件位于所述上置延伸环板与下置延伸环板之间，所述支撑杆件为伸缩杆件。
17.本发明的有益效果在于：本发明的系统中设置有柱塞主体，柱塞主体的表面设置有堵塞件，堵塞件包括上环件与下环件，上环件的下端面表面设置有凹槽结构，并且下环件的外边壁开设有配合面结构，在上环件的凹槽结构的槽壁内侧边壁部分，开设有楔面结构，楔面结构与配合面结构相互配合，在柱塞主体的初期使用中，上环件的径长有限，当楔面机构与配合面结构相互配合后，下环件进入凹槽结构内，此时上环件内的延伸环部延伸，上环件的实际径长变长，从而达到封闭效果，在该系统的使用中，在开井状态时，开启上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，柱塞主体在井底气体的压力下上移，排出井下积水；在关井状态时，关闭中置闸阀，柱塞主体通过下落于油管的底部；该系统中的柱塞主体通过下落的冲击力，使传导件中的连接底座受压，通过连接底座作用限定杆件，压缩缓冲弹簧，并且通过第一传导杆件将力传导至下环件，通过挤压下环件进入上环件，来扩大堵塞件的横截面积，充填柱塞与油管壁的间隙，缩小柱塞与井筒间的缝隙，该方式可以有效减少液体滑脱和气体上窜的情况；整个系统结构简单，操作较为方便，且制备成本低，具有较好的防液体滑脱以及气体上窜的功能，该系统可以很好的提高气田采收率，进一步提高了举液效率，便于开采行业
内推广使用。
附图说明
18.图1是本发明的整体结构示意图；
19.图2是本发明的图1内下环体进入上环体内结构示意图；
20.图3是本发明的上环体的仰视结构示意图；
21.图4是本发明另一结构的上环体的仰视结构示意图；
22.图5是本发明的实施例2的整体结构示意图；
23.图6是本发明的实施例2中的上环体侧面的结构示意图；
24.图7是本发明的实施例2中的上环体内延伸环部的结构示意图；
25.图8是本发明的第一传导杆件一种结构示意图。
26.图中：1、柱塞主体；11、内腔；12、固定板件；13、缓冲弹簧；14、环板件；15、滑动腔；2、连接头；3、传导件；31、连接底座；32、限定杆件；33、连通孔；4、堵塞件；41、下环件；411、第一下环体；412、第二下环体；42、上环件；421、第一上环体；422、第二上环体；43、第一传导杆件；44、第二传导杆件；451、楔面结构；452、凹槽结构；453、弹性环部；4531、弹性块；4532、硬质块；454、延伸环部；4541、上置延伸环板；4542、下置延伸环板；4543、支撑杆件；455、连接环部；456、连接侧板。
具体实施方式
27.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
28.实施例1
29.如图1、图2所示，气举自动排水循环再利用采气系统，包括柱塞主体1，柱塞主体1的内部设置有内腔11，柱塞主体1的下端面开口，连通内腔11与外界，柱塞主体1的内部设置有缓冲弹簧13，柱塞主体1的下端开口处插入有传导件3，传导件3与缓冲弹簧13连接，传导件3可压缩缓冲弹簧13，柱塞主体1的外表面连接有堵塞件4，堵塞件4配合柱塞主体1可封闭油管。
30.该采气系统还包括防喷管、上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，各种闸阀选用采气用常规闸阀即可，并无其他特殊需求，防喷管与油管连接，上置闸阀、下置闸阀均与防喷管连接，上置闸阀与下置闸阀之间连接有采气树，中置闸阀与采气树的出气口连接；开井时，开启上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，柱塞主体1在井底气体的压力下上移，排出井下积水；关井时，关闭中置闸阀，柱塞主体1下落于油管的底部。
31.传导件3压缩缓冲弹簧13时，扩大堵塞件4的截面面积，使堵塞件4封闭油管，该系统中的柱塞通过下落的冲击力，来扩大堵塞件4的横截面积，充填柱塞与油管壁的间隙，缩小柱塞与井筒间的缝隙，有效减少液体滑脱和气体上窜的情况。传导件3包括连接底座31与限定杆件32，连接底座31与限定杆件32固定连接，限定杆件32插入于柱塞主体1的内部，连接底座31位于柱塞主体1的外部，堵塞件4包括下环件41与上环件42，下环件41、上环件42均套于柱塞主体1的外表面，下环件41可沿柱塞主体1的外表面滑动，下环件41的下端面连接
有第一传导杆件43，第一传导杆件43的另一端与传导件3的连接底座31连接。在使用中，通过连接底座31下落接触油管底部的冲击力，带农第一传导杆件43以及下环件41上移，从而将下环件41插入于上环件42内，在该实施例中，上环件42与柱塞主体1的外表面固定连接，上环件42的外表面可以开设一定的通孔，便于下环件41卡入后，排液使用，下环件41的内环表面可以设置一定的密封圈垫，用于提高下环件41的密闭性能。
32.如图3与图4所示，上环件42的下端面设置有弹性环部453，弹性环部453的内侧与柱塞主体1的外表面之间形成凹槽结构452，弹性环部453的内侧设置有楔面结构451，下环件41的外侧壁表面设置有与楔面结构451相配合的配合面结构，下环件41上移后，通过配合面结构与楔面结构451的配合，使弹性环部453的表面与油管壁面接触。凹槽结构452的槽底壁设为连接环部455，连接环部455的中部为延伸环部454，延伸环部454为橡胶弹性环体。下环件41插入于上环件42的凹槽结构452内后，延伸环部454得到了拉伸，弹性环部453与油管的壁面接触，从而达到扩大堵塞件4的横截面积的效果。
33.在本实施例中，柱塞主体1的上端连接连接头2，其中，连接头2为柱塞打捞头，柱塞主体1的内部固定连接有固定板件12，固定板件12的下端与缓冲弹簧13的上端头固定连接，固定连接的方式可以为焊接，缓冲弹簧13下端头与传导件3的限定杆件32固定连接，在限定杆件32的外表面可以开设台阶结构，通过该台阶结构与缓冲弹簧13的下端头连接，该处的固定连接的方式同样可以为焊接，限定杆件32的其他部分插入于该缓冲弹簧13的内部，用于防止缓冲弹簧13在压缩过程中可能发生的变形，还需要说明的是，限定杆件32内开设有连通孔33，该连通孔33贯穿限定杆件32；在该系统中，通过缓冲弹簧13，代替了传统的井下缓冲器，十分方便。
34.实施例2
35.在上述实施例1的基础上，为了更好的达到封闭的效果，做如下内容的改进：如图1、图2所示，气举自动排水循环再利用采气系统，包括柱塞主体1，柱塞主体1的内部设置有内腔11，柱塞主体1的下端面开口，连通内腔11与外界，柱塞主体1的内部设置有缓冲弹簧13，柱塞主体1的下端开口处插入有传导件3，传导件3与缓冲弹簧13连接，传导件3可压缩缓冲弹簧13，柱塞主体1的外表面连接有堵塞件4，堵塞件4配合柱塞主体1可封闭油管。
36.该采气系统还包括防喷管、上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，各种闸阀选用采气用常规闸阀即可，并无其他特殊需求，防喷管与油管连接，上置闸阀、下置闸阀均与防喷管连接，上置闸阀与下置闸阀之间连接有采气树，中置闸阀与采气树的出气口连接；开井时，开启上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，柱塞主体1在井底气体的压力下上移，排出井下积水；关井时，关闭中置闸阀，柱塞主体1下落于油管的底部。
37.传导件3压缩缓冲弹簧13时，扩大堵塞件4的截面面积，使堵塞件4封闭油管，该系统中的柱塞通过下落的冲击力，来扩大堵塞件4的横截面积，充填柱塞与油管壁的间隙，缩小柱塞与井筒间的缝隙，有效减少液体滑脱和气体上窜的情况。传导件3包括连接底座31与限定杆件32，连接底座31与限定杆件32固定连接，限定杆件32插入于柱塞主体1的内部，连接底座31位于柱塞主体1的外部，堵塞件4包括下环件41与上环件42，下环件41、上环件42均套于柱塞主体1的外表面，下环件41可沿柱塞主体1的外表面滑动，下环件41的下端面连接有第一传导杆件43，第一传导杆件43的另一端与传导件3的连接底座31连接。在使用中，通过连接底座31下落接触油管底部的冲击力，带农第一传导杆件43以及下环件41上移，从而
将下环件41插入于上环件42内。
38.如图3与图4所示，上环件42的下端面设置有弹性环部453，弹性环部453的内侧与柱塞主体1的外表面之间形成凹槽结构452，弹性环部453的内侧设置有楔面结构451，下环件41的外侧壁表面设置有与楔面结构451相配合的配合面结构，下环件41上移后，通过配合面结构与楔面结构451的配合，使弹性环部453的表面与油管壁面接触。凹槽结构452的槽底壁设为连接环部455，连接环部455的中部为延伸环部454，延伸环部454为橡胶弹性环体。下环件41插入于上环件42的凹槽结构452内后，延伸环部454得到了拉伸，弹性环部453与油管的壁面接触，从而达到扩大堵塞件4的横截面积的效果。
39.如图5所示，上环件42与下环件41在上述结构的基础上，下环件41应当包括第一下环体411与第二下环体412；上环件42包括第一上环体421与第二上环体422，第一下环体411与第二下环体412的结构基本与下环件41相同，第一上环体421与第二上环体422的结构基本与上环件42相同，其中，不同的是，第一下环体411的下端固定连接有第二传导杆件44，第一下环体411通过第二传导杆件44与第二上环体422连接，第一上环体421位于第一下环体411的上方，第二上环体422可沿柱塞主体1的表面移动。
40.如图6与图7所示，柱塞主体1的外表面固定连接有环板件14，环板件14与柱塞主体1的外表面之间形成有滑动腔15，第二上环体422的连接环部455外表面连接有连接侧板456，连接侧板456位于滑动腔15内滑动。弹性环部453包括硬质块4532，硬质块4532的外表面固定连接有弹性块4531，楔面结构451开设于弹性块4531的内侧表面。延伸环部454包括上置延伸环板4541、下置延伸环板4542与支撑杆件4543，支撑杆件4543位于上置延伸环板4541与下置延伸环板4542之间，支撑杆件4543为伸缩杆件。
41.在本实施例中，柱塞主体1的表面设置有第一上环体421与第二上环体422，两组环体相互配合，可以具有较好的封闭效果，并且，环板件14的数量为两组，贴合柱塞主体1的表面设置，连接环部455连接的连接侧板456，在环板件14与柱塞主体1的表面形成的滑动腔15内上下滑动，该实施例中的第二传导杆件44用于传导第一传导杆件43给予的冲击力，在本实施例中还需要说明的是，如图6所示，硬质块4532可以由硬质塑料制备，楔面结构451开设于该硬质块4532的边壁，在下环件41进入上环件42内时，上环件42的弹性环部453向外扩张，弹性块4531延伸也好，翻折(翻折角度有限)也好，上环件42的投影面积均会由于弹性块4531改变，弹性块4531其同样环绕设置，其具有一定的厚度。并且，在本实施例中，还设置了支撑杆件4543来提高该弹性环部453向外延伸时的稳定性，支撑杆件4543为由内置杆与外置管构成的简易伸缩结构，且仅提供横向上的稳定性，降低延伸环部454由于弹性作用，使外部的弹性环部453下塌的情况发生；且其位移较小，在该柱塞主体1内，也可以由其他构件替换设置，满足上述基本限定要求即可，并无其他特殊需求。
42.在上述两实施例中，需要说明的是，在为了更好的适应性，在第一传导杆件43中可以设置一段弹性伸缩杆件，该弹性伸缩杆件可以为橡胶棒，也可以如图8所示，为弹簧杆体结构，即将第一传导杆件43分为两段结构，两段结构之间设置弹簧，用于减少柱塞落底时的冲击，并且，柱塞落底时，缓冲弹簧13先被压缩至极限状态后再恢复一定的长度，设置弹性伸缩杆件的结构，可以有效的降低该过程对上环件42的影响，同时柱塞落底时，其主要依靠自身重量压缩缓冲弹簧13，此时应当确保下环件41可卡于上环件42内。
43.该气举自动排水循环再利用采气系统，在使用时，该柱塞主体1的表面设置有堵塞
件4，堵塞件4包括上环件42与下环件41，上环件42的下端面表面设置有凹槽结构452，并且下环件41的外边壁开设有配合面结构，在上环件42的凹槽结构452的槽壁内侧边壁部分，开设有楔面结构451，楔面结构451与配合面结构相互配合，在柱塞主体1的初期使用中，上环件42的径长有限，当楔面结构451与配合面结构相互配合后，下环件41进入凹槽结构452内，此时上环件42内的延伸环部454延伸，上环件42的实际径长变长，从而达到封闭效果，在该系统的使用中，在开井状态时，开启上置闸阀、中置闸阀与下置闸阀，柱塞主体1在井底气体的压力下上移，排出井下积水；在关井状态时，关闭中置闸阀，柱塞主体1通过下落于油管的底部；该系统中的柱塞主体1通过下落的冲击力，使传导件3中的连接底座31受压，通过连接底座31作用限定杆件32，压缩缓冲弹簧13，并且通过第一传导杆件43将力传导至下环件41，通过挤压下环件41进入上环件42，来扩大堵塞件4的横截面积，充填柱塞与油管壁的间隙，缩小柱塞与井筒间的缝隙，该方式可以有效减少液体滑脱和气体上窜的情况；整个系统结构简单，操作较为方便，且制备成本低，具有较好的防液体滑脱以及气体上窜的功能，该系统可以很好的提高气田采收率，进一步提高了举液效率，便于开采行业内推广使用。
44.本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
49.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。