[实用新型]接力式柱塞气举采油气装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油及天然气开采领域中，特别是针对高气液比井的接力式柱塞气举采油气装置。

背景技术

在石油和天然气开采工艺中，柱塞气举是一种重要的举升方式。国外早在二十世纪五十年代就有人从事柱塞气举设计方法的研究；1965年，美国的福斯和高尔(Foss & Gaul)总结了文杜里(Ventura)油田使用7″套管2″油管的85口柱塞气举油井的试验数据，提出了一套半经验的柱塞气举设计方法，即福斯-高尔设计方法。自从柱塞气举工艺在国外取得成功后，该技术已经作为重要的人工举升工艺在国内得到了较广泛的宣传，并对柱塞的结构、运动规律、优化设计、在采油和排水采气井中的应用等进行了较广泛的研究。

柱塞气举工艺生产流程基本组成为：井口部分，主要包括控制器、气动阀、防喷盒、减震弹簧，井下部分：主要包括油管、缓冲弹簧、油管卡定器，以及在井口与井下间往复运动的柱塞。柱塞气举的原理为：当油套管环空压力升高到一定值或间隔一定时间后，通过控制器开启气动阀，油管内柱塞以上气体立即排出，形成油套环空高压、油管低压的系统，在压差作用下柱塞从油管底部向井口运动，从而将柱塞以上液体向上举升并通过气动阀排出；当柱塞到达井口后将停留在防喷盒内一定时间，以将井筒内的气、液充分排出；在时间控制器或压力控制器作用下关闭气动阀后，柱塞在其自重作用下下落至油管底部的卡定器和缓冲弹簧处，等待下一次举升。

柱塞气举工艺的最大优点是能充分利用地层自身能量，既可以完全依靠地层产气举升，也可以从环空辅助注气，对于高气油比油井及排水采气井具有较好的适应性，在国内外得到了一定的应用。

但从国内外的文献资料看，目前的柱塞气举均是对柱塞在同一型号油管中的结构、运动规律进行研究与应用，也就是现有柱塞为一整体，柱塞气举工艺只能应用于同一内径的油管中。随着深井中组合油管(内径上大下小)的使用，现有柱塞气举工艺只能用于上部油管中，目前尚未见同时作用于上大下小两种组合油管中的柱塞气举工艺与装置的报道。

发明内容

本实用新型的目的在于：为了克服现有技术的不足，扩大柱塞气举工艺的适用范围，适用于上大下小两种直径的组合油管的柱塞气举，特提供一种接力式柱塞气举采油气装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案。一种接力式柱塞气举采油气装置，主要由井口部分、井下部分及柱塞三部分组成，其技术特征是：井口部分的控制器联接控制气动阀，防喷盒与接力式柱塞相联，减震弹簧安装在防喷盒上面，用于柱塞上行的缓冲；油管为内径上大下小的大直径油管、小直径油管组合油管柱，井下部分的缓冲弹簧、油管卡定器安装在下部小直径油管中，接力式柱塞由大柱塞与小柱塞组成；大柱塞安装在上部大直径油管内，大柱塞中空且下部带弹簧卡爪限位槽，实心小柱塞上部为瓣状弹簧卡爪，小柱塞上弹簧卡爪的自由直径d大于大柱塞上限位槽的入口直径D1，弹簧卡爪的自由直径d同时小于限位槽大直径D2，小柱塞通过弹簧卡爪与限位槽的受力作用与大柱塞自动脱、接；小柱塞安装在下部小直径油管内，小柱塞在小油管内上升至留在大小油管接箍处的大柱塞处时，与大柱塞自动对接并一同在大油管内向上运动到井口；对接后的一大一小柱塞在大直径油管内向下运动至大直径油管底部时大柱塞停止，小柱塞依靠惯性力自动脱出并继续在小直径油管内向下运动。小柱塞与大柱塞脱离后大柱塞中心孔完全打开；小柱塞与大柱塞对接后大柱塞中心孔完全封闭。