[发明专利]页岩气井砂水排送柱塞器

说明书

本发明公开了一种页岩气井砂水排送柱塞器，其包括主轴、水平扇叶组件、扇叶开启轴套、扇叶关闭轴套以及纵向扇叶组件；利用页岩气井内气体的上涌动力，通过气体的上涌动力带动纵向扇叶组件将井底的砂水进行混合并向上翻搅至水平扇叶组件上方，然后利用柱塞器与页岩气井底的碰撞，使扇叶关闭轴套将水平扇叶形成的密封面，在气体的推动下推动页岩气井砂水排送柱塞器整体向上运动，将水平扇叶密封面带上来的砂水自页岩井口处的砂水排送通道流出，接着利用柱塞器与页岩气井顶的碰撞，使扇叶开启轴套将水平扇叶再次开启，如此往复，不停的将页岩气井底的砂水向上排出。

技术领域

本发明涉及页岩气生产开采技术领域，具体涉及一种页岩气井砂水排送柱塞器。

背景技术

随着全球能源结构发生变化，页岩气这种新能源的开发力度正在不断加大，随之而来的一系列问题也亟待解决。在页岩气的开采过程中，存在部分砂和水堵塞在管道中有碍气体的聚集、甚至堵塞气体的逸出，大大降低页岩气采集速率，传统的装置无法解决水和砂的堵塞管道的问题，严重的甚至会导致页岩气井的停产。目前，开采如果遇到了堵塞一般用连续油管冲砂来解决问题，但是冲砂成本昂贵周期长，并且带压作业、不够安全。因此，在开采页岩气中急需一种能够同时提高页岩气收集速率、降低开采成本、去除多余的砂水的装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种页岩气井砂水排送柱塞器，解决现有技术中砂水的装置存在成本昂贵、操作难度大、消耗大量的人力，并且是带压作业，安全系数低、危险性大等技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种页岩气井砂水排送柱塞器，其包括

主轴；

水平轴承套设在所述主轴上、且直径与页岩气井直径配合设置的水平扇叶组件，所述水平扇叶组件包括沿主轴周向均匀分布活动设置的多个水平扇叶，多个所述水平扇叶旋转至水平设置时能够合围形成一与页岩井轴向横截面一致的密封面；

纵向轴承套设在主轴下端的纵向扇叶组件，所述纵向扇叶组件包括纵向涡轮和套设在纵向涡轮外侧的防护网，所述纵向涡轮的旋转中心轴与所述主轴中心轴垂直设置；

弹性套设在水平扇叶组件上方主轴上的扇叶开启轴套，所述扇叶开启轴套上端轴向突出主轴设置，下端周向均匀分布有多个与水平扇叶一一对应的轴向下延部，所述轴向下延部指向水平扇叶旋转支点的一侧设置，并在弹性下压时轴向向下抵接水平扇叶一侧，直至水平扇叶倾斜开启；

弹性套设在水平扇叶组件下方主轴上的扇叶关闭轴套，所述扇叶关闭轴套下端轴向突出于主轴、并与纵向扇叶组件连接设置，上端周向均匀分布有多个与水平扇叶一一对应的轴向上延部，所述轴向上延部相对所述轴向下延部指向水平扇叶旋转支点的另一侧设置，并在弹性上压时轴向向上抵接水平扇叶另一侧，直至水平扇叶水平合围形成密封面。

优选的，所述主轴上端设有水平同轴设置的圆形扶正盘，所述扶正盘沿其中心轴向下延伸出一中心轴套筒，所述中心轴套筒通过第一弹性部件同轴套装在主轴上端，所述中心轴套筒的下端与扇叶开启轴套的上端相对设置。

优选的，所述水平扇叶组件通过一球形轴承套装在主轴上，所述球形轴承包括圆形内环和球形外环，所述内环固定套装在主轴上，所述水平扇叶沿球形外环的最大圆周周向均匀分布活动设置球形外环上，且所述水平扇叶内侧的弧度与球形外环的弧度一致。

优选的，所述球形外环的最大圆周上周向均匀分布有多个安装盲孔，每一个所述安装盲孔的一侧均设有以安装盲孔为中心的弧形旋转槽，所述水平扇叶的内侧径向设有旋转支点，所述旋转支点的一侧设有旋转滑块，所述水平扇叶的旋转支点活动安装在安装盲孔中，且一侧的旋转滑块对应设置在所述弧形旋转槽中。

优选的，所述扇叶开启轴套与所述球形轴承之间的主轴上套设有第二弹性部件，所述第二弹性部件一端抵接扇叶开启轴套内侧设置的阶梯部上，另一端抵接在球形轴承上。