[发明专利]气井排液采气用柱塞工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种柱塞工具，尤其涉及一种用于大斜度的天然气定向开发井排液采气工艺的新型气举柱塞工具。

背景技术

近年来，天然气开发利用获得了快速发展。随着气田的采出程度提高，许多气井已进入低压低产的阶段。气井流速过低，不能达到气井的临界携液流量，井底逐步产生积液，井筒压力升高，最终导致井被压死，无法生产。因此，必须采取有效的清除积液工艺以保证气井的长期稳产。

目前现场使用多种排液采气工艺，柱塞气举是一种利用储层本身能量来携液的间歇式举升方法(如图1所示)。柱塞是一个与油管相匹配的可在油管内自由游动的活塞。工作时，先关井提高井底压力，压力上升到能满足举升要求时再开井，井底的柱塞5依靠气井的压力在油管内上升，一直升至井口防喷管1。管线的开关由电动开关阀3和电子控制器4来控制，位于主阀门8上方的是柱塞到达传感器9，当柱塞5经过柱塞到达传感器9时，柱塞到达传感器9向电子控制器4发送信号，电子控制器4打开电动开关阀3，液体从管线三通2排出，天然气从油套环空产出。随着天然气不断采出，井筒压力下降，电动开关阀3重新关井，柱塞5依靠自身重力下落至井底，开始下一个压力恢复过程。井筒底部有底部减震器6，防止柱塞5下落后损坏。气井开井和关井形成一个柱塞气举的工作周期，循环重复这一周期性动作就可以把井底积液和天然气不断采出。通过柱塞气举，在气体与采出的液体之间形成一个固定的界面，能有效防止液体的回落。与其它排液采气工艺相比，柱塞气举完全利用储层能量进行工作，系统整体结构简单，成本大约只有有杆泵的1/5-1/4，非常适合气田中后期开采的需要。

目前，现场除了采用传统的直井以外，还普遍采用定向井对天然气资源进行开发，通过增大井筒与气藏的接触面积而有效提高单井产量，提高气田的采收率。传统的柱塞气举工具可以在直井中有效工作，但是在定向井中运行时，由于柱塞本身是刚性装配体，在通过造斜段或狗腿度较大的井段时摩擦阻力较大，可能导致上下行速度下降，柱塞本体磨损严重，并造成柱塞上部的液体漏失，系统无法正常工作，工作效率下降。

目前已有多项柱塞气举的专利，这些申请保护的专利技术只能用于直井，可适应大斜度定向井的特殊柱塞工具尚未见公开的报道。

专利号为CN200971772的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。它适用于上大下小两种直径的组合油管的柱塞气举，扩大了柱塞气举工艺的适用范围。它主要由井口部分、井下部分及柱塞三部分组成，其特征是：油管为内径上大下小的组合油管柱，井下部分的缓冲弹簧、油管卡定器安装在下部小油管中；接力式柱塞由大柱塞与小柱塞间通过瓣状弹簧卡爪连接，大柱塞安装在上部大油管内，大柱塞中空并能与小柱塞上的对接接头自动脱、接，小柱塞安装在下部小油管内。小柱塞在小油管内举升，小柱塞与大柱塞对接后在大直径油管内举升，小、大柱塞的脱、接依靠惯性力自动实现，充分利用地层产出气推动柱塞运动来采油或排水采气。

专利号为2010201230050涉及一种双元件分体式柱塞气举工具，主要由顶杆、柱塞本体和钢球组成，其特征在于：顶杆为圆柱体形，顶杆的上端有螺纹，柱塞本体的外径与井下油管直径相同，柱塞本体为圆柱体形，柱塞本体有中心孔，中心孔的直径大于顶杆的外径1-25mm，柱塞本体中心孔的下端为锥形口，形成球阀的阀座，钢球的直径大于柱塞本体中心孔直径2-30mm，柱塞本体的外壁上均匀分布有环形凹槽。

专利号为200310111081涉及一种温控伞式气举柱塞，该工具特点是利用伞的开合能大幅改变其遮挡面积的原理来改变气举柱塞的工况，而控制伞开合的时机和能量是温度。这是一种可用于连续生产(不关井停产)的气举柱塞，利用井下的温度和热能使材料产生热变形或磁温材料的磁性变化，使气举柱塞上的机构产生位移来控制伞的开合。柱塞在下行时保持合拢直到井下开启温度段，上行时保持张开直到井口。由于此柱塞在伞片收拢时的横截面积只有油管内截面积的1/3左右，因此正常生产的状态下，依靠自重下落到井底。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种气井排液采气用柱塞工具，以改善或克服在大斜度天然气定向开发井中现有柱塞气举工具适应性差的缺点。

本发明的技术方案是：一种气井排液采气用柱塞工具，其特征在于，该柱塞工具具有挠性，该柱塞工具包括挠性柱塞总成，所述挠性柱塞总成包括挠性中心体，所述挠性中心体外周套设有多个串联的柱塞单元体；当挠性柱塞总成通过斜井段时，挠性中心体发生弯曲，各个柱塞单元体发生相对位移，柱塞单元体之间依然保持密合接触。