[实用新型]一种气井排水采气用的可控柱塞

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可控柱塞，具体为一种气井排水采气用的可控柱塞，属于天然气开采技术领域。

背景技术

天然气井的开采后期，气井的产量降低，携液能力变差，不采用其他措施的情况下，井筒积液靠该井自身能力无法将积液排到地面，如采用泡排等其他措施又存在成本高和效率低的问题，由于积液的回压影响，导致气井的产量降低，缩短了气井的开采周期；利用柱塞作为分隔气液的界面，通过井底自身的气体集聚能量，对积液进行举升是气田常用的举升方式之一。在现有技术中，中国专利申请（公开号：CN104790917A，公开日：2015年7月22日）“智能柱塞式排水采气装置”所公开的技术核心是，通过在柱塞上加装压力传感器，通过压力传感器接受到的液柱压力，来判断柱塞所处在气井中的位置，确定由电池组和电路板驱动的电机，执行阀门打开或关闭的动作，从而实现柱塞的上行或下落。不足之处是，由于气井中的液柱在井筒中是一种气液多相流，且以动态的形式存在，通过液柱压力来判断位置，时间上容易滞后和误判，因此，单靠压力传感器提供的数据，不能够准确感知柱塞在井筒中的实际位置，无法确保柱塞在井筒中适当位置，使电机驱动阀门执行相应开或者关的动作，同时亦未体现电池供电能耗的补充问题；且现有技术中使用的机械柱塞，普遍存在与油管密封的接触面摩阻大、自动化程度低、无法得知柱塞真实工况，如：实际下沉速度、实际上升速度、上升阶段速度变化曲线，获悉这些数据有利于对产品的性能及井况和区块的储层能量情况以及多相流体力学的整体分析，具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种气井排水采气用的可控柱塞。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种气井排水采气用的可控柱塞，包括太阳能电池板、井口数据接收器、柱塞捕捉器和自定位柱塞本体；所述自定位柱塞本体的外壁设有线性轴承密封环、位移传感器和温度传感器，其中位移传感器来监测自定位柱塞本体的速度和定位、温度传感器来监测周围环境的温度；且自定位柱塞本体的底部外壁设有扶正器；所述自定位柱塞本体的内部设有可充电池组，且可充电池组的顶部设有内部带有数据处理器的真空杯，其中数据处理器放置在真空杯内，保护数据处理器免受高低温冲击的损害；所述自定位柱塞本体的顶部设有出液口、内部中间位置设有通道阀门，且出液口的外壁设有数据对接环；所述通道阀门的底部设有进液口；所述出液口与通道阀门、进液口组成一个可以控制开启和关闭的液气通道；所述通道阀门由分别带有双扇形孔的上阀片和下阀片重叠而成，上阀片固定不动，微电机驱动带有动力输出轴的减速器转动下阀片，使扇形孔的位置重合与错开，来实现开启与关闭；所述柱塞捕捉器内置缓冲弹簧、对接触点和柱塞防落电控固定器，且柱塞捕捉器通过导线连接至井口数据接收器。

优选的，所述自定位柱塞本体上部为多层组合的线性轴承密封环与油管内壁紧密结合，且所述线性轴承密封环为环形金属上整齐排列的圆珠，以金属环为球架，以油管内壁为轴承外圈的原理，各层重叠交错，形成一个活塞状的密封界面。

优选的，所述数据处理器是一种自带时钟电路的数据处理器。

优选的，所述太阳能电池板是一种具有发电与蓄电功能的太阳能电池板，作为电源用导线与所述井口数据接收器相连，且所述井口数据接收器内置电路板，用导线与所述柱塞捕捉器内置的对接触点相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实现了柱塞自动能量补充，工况数据上传，自动判断自身在井筒中的准确位置，适时执行举升和下落的工序，记录实际下沉速度、实际上升速度、免打捞自动捕捉，将密封方式改为多层线性轴承组合的密封方式，解决了摩阻和漏失的问题；当自定位柱塞本体在油管内壁移动时，位移传感器能够向数据处理器提供油管长度数据，温度传感器能够向数据处理器提供环境温度值，数据处理器存储这两种数据并与自带的时钟电路分析，当油管位移长度和温度数据与设定位置一致时, 数据处理器向微电机发出打开或关闭通道阀门的指令，微电机驱动通道阀门关闭，自定位柱塞本体在井底气压作用下开始向上举升；本实用新型具有系统自动化程度高，举升过程中摩阻低，能够清楚了解可控柱塞的工作动态和实时数据，降低了油气田的开发成本，有助于提高油气田的技术管理水平，方便了实现数字化油田建设。

附图说明