高含水井双柱塞节流排水井下工具的制作方法

本发明涉及油气开采，特别是高含水井双柱塞节流排水井下工具。

背景技术：

1、在气井开采过程中，随着生产井开采时间的逐渐延长，地层的压力会下降，导致气流速降低，使得携液能力降低，井下的积液却增加(通俗地说，在气开采过程中，井内会存在无用的积液，由于地层压力的存在，气具有足够的压力将积液喷涌带出；但随着开采时间增加，地层压力降低后，气无法将积液带出，导致井下的积液越来越多，不利于气的聚集)。

2、需要说明的是，实践证明，气井积液对气井特别是中后期低压井的生产寿命影响极大，只有气井产层流入液体持续排出，才能获得较高的采收率并获得更长生命周期。

3、为此，为了将井下的积液排出，目前采用柱塞排水采气工艺解决该问题。工作原理是：从井口向下投入柱塞，柱塞在重力作用下落到井底，当开采一段时间后具有积液时，从环空注入高压气体，高压气体在井底进入油管，在高压气体的作用下将柱塞向上托举，柱塞在向上移动的过程中将柱塞上方的液柱向上推动，从而让液柱移动到井口，排出井口。

4、但存在的问题是：1、由于柱塞的移动，是通过高压气体从井外注入的，高压气体的注入会影响地层的缝隙结构，频繁地注入高压气体会造成井的生产寿命降低，让井无法得到充分地开采；2、由于在利用柱塞排水的过程中，柱塞是从井底移动至井口的，在这个时间段是无法进行气开采的，因此影响开采效率；3、高压气体注入的时机是人为选择的，并不是自动执行的，过早地排水则会影响开采效率(没有等到足够多的积液便排水)，过晚地排水则使得气无法良好地聚集(积液太多，气无法良好聚集)。

5、基于现有柱塞排水采气工艺的不足，设计一高含水井双柱塞节流排水井下工具，通过结构的设计，让其根据井下积液的情况自动地进行排水，既不影响开采效率、又能让气良好地从地层聚集到气内，并且有足够大的携液能提。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供高含水井双柱塞节流排水井下工具，解决现有柱塞排水采气工艺中开采效率低、井开采寿命不高的问题，能通过机械结构根据实际情况进行自动化地排水，既能保证具有良好的开采效率，还能让油气良好地从地层聚集在井内，还不影响井的生产寿命。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：高含水井双柱塞节流排水井下工具，包括在井管内从上至下依次设置的第二限位器、一级柱塞、第一限位器；

3、所述第二限位器、第一限位器之间具有一段管腔，一级柱塞能上下滑动地放在该管腔内；

4、所述第二限位器具有上下贯穿的中心腔c；第二限位器的下端具有对接头，对接头的端头和侧壁处分别开有气通道、液通道，气通道、液通道与中心腔c相连通；

5、所述一级柱塞包括中心杆、塞套；中心杆具有将其上端贯穿的中心腔b，中心杆的下端具有通道口；塞套能上下滑动地套设在中心杆上，当塞套相对于中心杆向上移动时通道口被打开，当塞套相对于中心杆向下移动时通道口被关闭；

6、所述第一限位器具有上下贯穿的中心腔a；

7、当井内的压力不够时，一级柱塞回落并被第一限位器抵住，此时塞套回落并将通道口堵住；井内的气液被一级柱塞堵住，实现井内憋压；

8、当井内具有足够的压力时，气液经过通道腔a作用在一级柱塞的下端面并将一级柱塞向上推动；一级柱塞的上端套在对接头上，并且气通道与中心腔b对接，一级柱塞的上端将液通道封闭；随着压力气液的继续作用，推动塞套相对于中心杆向上移动，通道口被打开；大量的气、以及少量的液体经通道口、中心腔b、气通道流进中心腔c内，并最终涌向井口排出；

9、当大量的气、以及少量的液体排出一段时间后，井内压力降低，于是一级柱塞回落；一级柱塞回落时，此时通道口是打开的，并且此时一级柱塞的上端与对接头分离，液通道被打开，那么大量液体会经过通道口、中心腔b、液通道、中心腔c向井口涌出；

10、当一级柱塞完全回落后，一级柱塞被第一限位器抵住。

11、作为本申请优选的技术方案，所述的第二限位器中，中心腔c内设置有单向阀，气通道处设置有节流器。

12、作为本申请优选的技术方案，所述的第二限位器中，对接头呈肩颈状；所述一级柱塞中，中心杆的上端安装有套筒；当塞套相对于中心杆向上滑动时，塞套的上端抵在套筒上形成限位；当一级柱塞向上移动时，套筒套在对接头上抵在肩颈处将液通道堵住。

13、作为本申请优选的技术方案，所述的中心杆下端具有塞头，塞头的直径大于中心杆直径；当塞套相对应中心杆向下滑动时，塞套的下端抵在塞头上；此时通道口被封闭。

14、作为本申请优选的技术方案，所述的中心杆和塞套之间设置有密封圈。

15、作为本申请优选的技术方案，所述的第一限位器的上部具有缓冲部a，缓冲部a上开有将其上下贯穿的流体流道；当一级柱塞回落时，撞击在缓冲部a上，起到缓冲作用；而井内的气液经中心腔a、流体流道后作用在一级柱塞的下端处。

16、作为本申请优选的技术方案，所述的井管内，在第二限位器的上方还设置有能上下滑动的二级柱塞；二级柱塞的结构与一级柱塞的结构一致。

17、作为本申请优选的技术方案，所述的井口处设置有采气树，采气树开有与井管竖直相连的管通道；所述管通道的顶部处设置有缓冲部b；二级柱塞的顶部能抵在缓冲部b上。

18、作为本申请优选的技术方案，所述的第二限位器、第一限位器能经连续油管作业设备投放并固定在井管内的任意位置。

19、本发明具有以下优点：

20、传统的柱塞排水采气工艺，由于是将柱塞投放在井底，然后通过人为地注入高压气体将柱塞顶起，然后实现排液；注入的高压气体会导致地层缝隙的损坏，导致井的生产寿命降低；在注入高压气体期间，只能实现排液、无法采气，并且柱塞会从井底移动至井口，需要较长时间，影响采气的效率；无法自动化地进行排液，是人为控制，不容易掌握排液的实际，过早排液影响采气效率，过晚地排液则影响井的生产寿命；

21、当井下压力不够时，一级柱塞回落与第一限位器接触，实现井下的自动憋压；当憋压达到一定程度时，能够推动柱塞先上移动与第二线限位器对接，实现采气；当采气后井压减小时，柱塞向下回落，在回落的过程中，实现排水；

22、因此本发明能够根据井压的实际情况，自动地实现憋压、采气、排液，工作简单方便，无需人为操控；

23、并且由于无需注入高压气体，不会对地层缝隙造成破会，不影响井的生产寿命；

24、并且由于柱塞在第一限位器、第二限位器之间位移(相比于从井底至井口的传统方式)，，柱塞位移时间短，不影响开采效率；此外，采气、排液是连续的，当采气完成后立马就能排液(传统的方式排液过程中必须等柱塞回落至井底才能采气)，也能进一步提高开采效率。

技术特征：

1.高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：包括在井管(10)内从上至下依次设置的第二限位器(30)、一级柱塞(40)、第一限位器(50)；

2.根据权利要求1所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的第二限位器(30)中，中心腔c(31)内设置有单向阀(35)，气通道(33)处设置有节流器(36)。

3.根据权利要求1所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的第二限位器(30)中，对接头(32)呈肩颈状；

4.根据权利要求1或3所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的中心杆(41)下端具有塞头(46)，塞头(46)的直径大于中心杆(41)直径；

5.根据权利要求1所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的中心杆(41)和塞套(42)之间设置有密封圈(47)。

6.根据权利要求1所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的第一限位器(50)的上部具有缓冲部a(52)，缓冲部a(52)上开有将其上下贯穿的流体流道；

7.根据权利要求1所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的井管(10)内，在第二限位器(30)的上方还设置有能上下滑动的二级柱塞(20)；二级柱塞(20)的结构与一级柱塞(40)的结构一致。

8.根据权利要求7所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的井口处设置有采气树(60)，采气树(60)开有与井管(10)竖直相连的管通道(61)；

9.根据权利要求1所述的高含水井双柱塞节流排水井下工具，其特征在于：所述的第二限位器(30)、第一限位器(50)能经连续油管作业设备投放并固定在井管(10)内的任意位置。

技术总结
本发明涉及高含水井双柱塞节流排水井下工具，包括在井管内从上至下依次设置的第二限位器、一级柱塞、第一限位器；所述第二限位器、第一限位器之间具有一段管腔，一级柱塞能上下滑动地放在该管腔内；所述第二限位器具有上下贯穿的中心腔C；第二限位器的下端具有对接头，对接头的端头和侧壁处分别开有气通道、液通道，气通道、液通道与中心腔C相连通；所述一级柱塞包括中心杆、塞套；中心杆具有将其上端贯穿的中心腔B，中心杆的下端具有通道口；塞套能上下滑动地套设在中心杆上，当塞套相对于中心杆向上移动时通道口被打开，当塞套相对于中心杆向下移动时通道口被关闭；所述第一限位器具有上下贯穿的中心腔A。本发明达到的有益效果是：能够根据井压的实际情况自动地进行采气、排液；能提高井的生产寿命；能提高开采效率；整个工具通过机械结构便实现自动化开采，简单、方便。

技术研发人员：王立永,金芳,常书豪,汤竣棋,王泓博
受保护的技术使用者：成都旌宇科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8