[发明专利]一种水平井柱塞井下定位装置及其定位方法

说明书

本发明公开了一种水平井柱塞井下定位装置及其定位方法，包括投放头、打捞颈、锁紧机构、导向头和控制杆；所述的投放头连接端连接有中心管，中心管与控制杆连接；投放头连接端外侧套设打捞颈，打捞颈另一端外侧连接锁紧机构，锁紧机构通过连接套与导向头连接，导向头套设在控制杆外壁上；所述的打捞颈的端部设置有伸缩爪；所述的锁紧机构包括锁帽、锁块体和锁块，锁帽设置在打捞颈上，锁块体与锁帽连接，锁块嵌入锁块体且锁块的外部伸出锁块体；锁块能够压缩伸缩爪，锁块的外径自然状态时大于油管的内径。本发明易投放，易打捞，且坐封位置灵活，特别适合于水平气井大斜度井段的应用。

技术领域

本发明属于天然气井排水采气领域，涉及一种水平井柱塞井下定位装置及其定位方法，特别涉及一种适用于天然气水平井柱塞气举排液生产的井下定位装置。

背景技术

鄂尔多斯盆地长庆气区目前有水平气井1300余口，预计10年后达到2700口，产气量在20000m³/d以下气井将占76.7％，积液问题也逐渐显现。

柱塞气举排水采气技术是长庆气区低产低效井提高采收率的最经济合理技术。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。

现有柱塞装置在井底投放井下工具，主要实现柱塞下落定位的功能，防止柱塞穿出油管。由于水平井从造斜点开始到达井底入窗点井斜逐渐增大，而现有井下工具既难以进入大斜度井段，也不能在大斜度井段卡定，只能应用于直井段。无法实现水平井全井筒积液举升，严重影响了柱塞气举排液效率。因此现有的柱塞气举技术应用于水平井排液效果有限。研制适用水平气井柱塞气举排液技术井下定位装置，对于提高排液效率具有重要的现实意义。

发明内容

为了在水平井应用柱塞气举技术，本发明提供了一种水平井柱塞井下定位装置及其定位方法，该定位装置实现了在水平气井大斜度井段卡定的目的，可大幅增加柱塞下入深度，降低了井筒液柱高度，增加了产气量，解决水平气井排液采气的难题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种水平气井的柱塞井下定位装置，包括投放头、打捞颈、锁紧机构、导向头和控制杆；

所述的投放头连接端连接有中心管，中心管与控制杆连接；投放头连接端外侧套设打捞颈，打捞颈另一端外侧连接锁紧机构，锁紧机构通过连接套与导向头连接，导向头套设在控制杆外壁上；

所述的打捞颈的端部设置有伸缩爪；

所述的锁紧机构包括锁帽、锁块体和锁块，锁帽设置在打捞颈上，锁块体与锁帽连接，锁块嵌入锁块体且锁块的外部伸出锁块体；锁块能够压缩伸缩爪，锁块的外径自然状态时大于油管的内径。

所述的打捞颈的外壁上设置有环形槽，环形槽内设置有半圆环，锁帽通过半圆环限位。

所述的环形槽的轴向长度大于锁块的轴向长度；控制杆靠近伸缩爪一侧端部外径小于伸缩爪的内径。

所述的锁块体内壁设置有限制伸缩爪和控制杆轴向位置的限位环。

所述的投放头、中心管与控制杆均通过销依次连接。

所述的打捞颈的外壁上设置有定位环。

所述的锁块的端部设置倒角。

所述的控制杆外壁设置有与连接套与导向头配合的马牙扣与锁环。

所述的锁块体上设置有操作口。