一种高产水井自动柱塞举升系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种高产水井自动柱塞举升系统，属于石油天然气开采领域。


背景技术：

2.油气井在生产进入中后期，可能面临井底积液、产量降低的问题，柱塞气举工艺是解决井筒积液的重要手段，具有经济、高效、清洁、自动化程度高的特点。该工艺主要是利用关井期间气井恢复的压力能，将油管中的柱塞推至井口实现排液。然而为了提高生产时率，该工艺通常关井时间不会太长，压力恢复有限，举升的液柱高度有限，只适用于小产水量井举升，当产水量高、井筒液柱高的时候，柱塞启动困难。


技术实现要素：

3.针对现有技术中所存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种高产水井自动柱塞举升系统，可以通过阀门自动平衡油套管压力，降低积液高度，从而使柱塞能够顺利启动，解决大水量井柱塞启动难题；利用第二个阀实现开关井控制，最终达到大水量井自动柱塞气举排液的目的。
4.本实用新型的一个方面，提出了一种高产水井自动柱塞举升系统，包括：
5.井下部分，所述井下部分包括套管和设置在所述套管内的油管，所述油管内设置有柱塞；以及
6.井上部分，所述井上部分包括设置在井口的采气树，以及连接所述采气树的管线系统；
7.其中，所述管线系统通过管线和阀门能够连通所述油管而实现生产，连通所述油管和套管实现油管和套管的压力平衡，从而使油管的液位能够降低，柱塞能够启动。
8.本实用新型的进一步改进在于，所述管线系统包括第一管线，所述第一管线分别连接第二管线和第三管线；
9.其中，所述第一管线连接所述采气树的生产闸门，所述第二管线连接所述采气树的套管闸门。
10.本实用新型的进一步改进在于，所述第二管线上设置有第一自动阀。
11.本实用新型的进一步改进在于，所述第三管线上设置有第二自动阀。
12.本实用新型的进一步改进在于，所述采气树上连接有井口防喷器。
13.本实用新型的进一步改进在于，所述油管内设置有卡定器。
14.本实用新型的进一步改进在于，所述第一自动阀和所述第二自动阀均连接控制器，所述控制器控制所述第一自动阀和第二自动阀的关闭、开启以及开关时间。
15.本实用新型的进一步改进在于，所述自动阀为气动薄膜阀。
16.本实用新型的进一步改进在于，所述自动阀为电动阀。
17.本实用新型的进一步改进在于，拆除井口放喷管、卡定器和柱塞后，还能作为高产水井自动间歇开关井排液系统使用。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
19.本实用新型所述一种高产水井自动柱塞举升系统，能够显著降低柱塞上部液柱高度，解决大水量井柱塞启动难题，拓宽柱塞工艺技术边界；并且通过控制器自动控制，无需人工助能，仅依靠自身能量即可实现大水量井的排液。本实施例所述方法采用设备配件少、投资低、自动化程度高，可靠性好。
附图说明
20.下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述，在图中：
21.图1所示为本实用新型的一个实施例的高产水井自动柱塞举升系统的结构示意图。显示了第一自动阀和第二自动阀均关闭的状态；
22.图2所示为本实用新型的一个实施例的高产水井自动柱塞举升系统的结构示意图。显示了第一自动阀打开状态；
23.图3所示为本实用新型的一个实施例的高产水井自动柱塞举升系统的结构示意图。显示了第二自动阀打开状态；
24.在附图中各附图标记的含义如下：
25.1、油管，2、套管，3、采气树，4、第一管线，5、第二管线，6、第三管线，7、第一自动阀，8、第二自动阀，9、井口防喷管，10、柱塞，11、卡定器，12、液柱。
具体实施方式
26.为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
27.图1示意性地显示了根据本实用新型的一个实施例的高产水井自动柱塞举升系统，包括井上部分，所述井上部分包括套管2和油管1，所述套管2和油管1的下部设置有连通口，并且所述油管1内设置有柱塞10。柱塞10能够在油管1内移动，通过向上移动将油管1内的液体推至井口排出，实现排液。本实施例所述高产水井自动柱塞举升系统还包括井上部分，所述井上部分包括设置在井口的采气树3，所述采气树3连接所述套管2和油管1。井上部分还包括管线系统。所述管线系统通过管线和阀门调节所述采气树3的接口的连接关系。
28.其中，所述管线系统通过管线和阀门能够连通所述油管1而实现生产，连通所述油管1和套管2实现油管1和套管2的压力平衡，从而使油管2的液位能够降低，柱塞10能够启动。所述管线系统根据阀门的开关以及管线的通断分成几种状态，分别为生产状态，只连通所述油管1；关闭状态，油管1和套管2均处于关闭状态，油管1内的液面较高；油套连通状态，连接油管1和套管2，使油管1和套管2之间的压力平衡，从而使柱塞10能够启动。
29.在一个实施例中，所述管线系统包括第一管线4、第二管线5和第三管线6，第一管线4的一端连接采气树3的生产闸门，另一端通过三通接头连接第二管线5和第三管线6，第二管线5连接采气树3的套管2闸门。
30.在一个优选的实施例中，所述第二管线5上设置有第一自动阀7，第一自动阀7控制第二管线5的导通或关闭；所述第三管线6上设置有第二自动阀8，第二自动阀8控制第三管
线6的导通或关闭。
31.在根据本实施例所述的高产水井自动柱塞举升系统中，当第一自动阀7关闭、第二自动阀8打开时，第二管线5处于关闭状态，第一管线4和第三管线6连通，油管1内的液体通过采气树3、第一管线4、第三管线6流出。当第一自动阀7打开、第二自动阀8关闭时，第三管线6关闭，第一管线4和第二管线5连通，生产闸门与套管2闸门连通，从而在井口建立套管2与油管1的连通口，套管2和油管1连通，内部的压力平衡，使套管2和油管1的液位持平，此时柱塞10容易启动。
32.在一个实施例中，所述采气树3上连接有井口放喷管9。所述井口放喷管9安装在采气树3上，用于放置井喷事故发生。
33.在一个实施例中，所述油管1内设置有卡定器11；对柱塞10起到定位和缓冲的作用。
34.所述第一自动阀7和所述第二自动阀8均连接控制器，所述控制器控制所述第一自动阀7和第二自动阀8的关闭、开启以及开关时间。所述控制器设置第二自动阀8的关闭时长t
off
，打开时长为t
on
，第二自动阀8关闭到第一自动阀7打开的间隔时间为t。通过设置第二自动阀8和第一自动阀7的开关时间，能够控制整个自动柱塞举升方法的流程，实现自动控制，不需要人员值守。
35.所述自动阀优选为气动薄膜阀或电动阀。
36.根据本实用新型所述的一种高产水井自动柱塞举升系统的使用方法，其包括：
37.初始状态时，第一自动阀7关闭、第二自动阀8打开，油气井处于生产状态；
38.第二自动阀8关闭后，油管1内的液柱较高，柱塞10启动困难；
39.打开第一自动阀7，油管1和套管2连通，油管1和套管2压力平衡，油管1液位与套管2液位平衡，启动柱塞10；
40.地层压力得到恢复后，关闭第一自动阀7、打开第二自动阀8，油气井重新处于生产状态，重复上述步骤。
41.在一个优选的实施例中，所述控制器设置第二自动阀8的关闭时长t
off
，打开时长为t
on
，第二自动阀8关闭到第一自动阀7打开的间隔时间为t。
42.在第二自动阀8关闭后，经过t时长后，第一自动阀7自动打开；
43.经过t
off
时长后，地层压力得到恢复，第一自动阀7先自动关闭，第二自动阀8再打开。
44.经过t
on
时长后第二自动阀8关闭，重复上述步骤。
45.通过控制器能够实现自动控制，能够控制整个自动柱塞举升方法的流程，实现自动控制，不需要人员值守。
46.在一个优选的实施例中，拆除井口放喷管9、卡定器11和柱塞10后，还能作为高产水井自动间歇开关井排液系统使用。
47.在一个具体的实施例中，所述高产水井自动柱塞举升方法包括以下步骤：
48.步骤一、初始状态下，第一自动阀7关闭，第二自动阀8打开，油气井处于生产状态。
49.步骤二、通过控制器设置第二自动阀8的关闭时长t
off
、打开时长t
on
，阀启动间隔时长t，随后触发自动模式。
50.步骤三、第二自动阀8自动关闭，此时油管1液柱较高，柱塞10启动困难(图1)；
51.步骤四、t时长后，第一自动阀7自动打开，油、套管2连通形成连通器，套管2气进入油管1，油管1、套管2压平衡，油管1液位降低，并与套管2液位持平，此时柱塞10更容易启动(图2)。
52.步骤五、t
off
时长后，地层压力得到恢复，第一自动阀7先自动关闭，第二自动阀8再自动打开，开井生产，柱塞10从井底位置开始上升排液(图3)。
53.步骤六、t
on
时长后，回到步骤三，重复上述过程。
54.通过根据本实施例所述方法，能够显著降低柱塞10上部液柱高度，解决大水量井柱塞10启动难题，拓宽柱塞10工艺技术边界；并且通过控制器自动控制，无需人工助能，仅依靠自身能量即可实现大水量井的排液。本实施例所述方法采用设备配件少、投资低、自动化程度高，可靠性好。
55.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和/或修改，根据本实用新型的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。