[发明专利]一种适应复杂井筒结构的组合式快速柱塞

说明书

本发明公开了一种适应复杂井筒结构的组合式快速柱塞，包括多组弹块式柱塞，相邻组弹块式柱塞之间通过连接管连接，最上端的弹块式柱塞连接打捞头，最下端的弹块式柱塞连接卸载逃逸装置，在多组弹块式柱塞形成的管柱内部设有内活动杆，所述内活动杆包括上撞杆和下撞杆，每个弹块式柱塞的弹块上固设有径向滑销，在内活动杆上对应每组弹块式柱塞设有内收机构，在内收机构上设有与径向滑销端头相配置的内收槽，通过内收槽与径向滑销端头的相互嵌合，实现弹块式柱塞外径收缩变小。本发明可以改变传统柱塞要依靠关井才能使柱塞下行至井底的状态，实现气井连续生产，提高气井柱塞的举升效率，适应低产页岩气井高效生产。

技术领域

本发明涉及一种页岩气开采工具，尤其涉及一种适应复杂井筒结构的组合式快速柱塞。

背景技术

柱塞排采是一种充分利用地层能量实现气井排水采气的举升方式。在实施柱塞排采的页岩气井内，柱塞的作用主要是作为液体和气体的界面，依靠来自于气井自身形成的油套压差，使柱塞能够从井底运行至井口并带出井筒内积液，降低井底流压。通常情况下，柱塞与油管采取过盈配合，上下运行主要是通过地面装置控制气动阀打开或关闭气井实现，即气动阀开启气井生产时，柱塞带液上行至井口，气动阀关闭气井时，柱塞上下压力平衡，并依靠自身重量克服井内流体的托举力，下行至油管设定位置，在这一过程中，柱塞始终与油管保持贴合。由地面装置控制气井开关实现柱塞运行状态切换的这一控制方式带来了两个实际问题：一是需要关闭气井才可以使柱塞下行至油管设定位置，在一定程度上缩短了气井持续生产时间；二是柱塞即使在关闭气井的状况下下行，也会因油管内的气井的托举作用，导致柱塞会下行缓慢，也影响力整个技术的生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种适应复杂井筒结构的组合式快速柱塞，以提高气井柱塞的举升效率，适应低产页岩气井高效生产。

本发明所采用的技术方案为：适应复杂井筒结构的组合式快速柱塞，其特征在于：包括多组弹块式柱塞，相邻组弹块式柱塞之间通过连接管连接，最上端的弹块式柱塞连接打捞头，最下端的弹块式柱塞连接卸载逃逸装置，在多组弹块式柱塞形成的管柱内部设有内活动杆，所述内活动杆包括上撞杆和下撞杆，每个弹块式柱塞的弹块上固设有径向滑销，在内活动杆上对应每组弹块式柱塞设有内收机构，在内收机构上设有与径向滑销端头相配置的内收槽，通过内收槽与径向滑销端头的相互嵌合，实现弹块式柱塞外径收缩变小。

按上述技术方案，所述内收槽为燕尾槽，径向滑销的端头形状与燕尾槽相配置。

按上述技术方案，所述弹块式柱塞包括柱塞本体，在柱塞本体上至少设有一组弹块，每组弹块包括沿柱塞本体周向方向均匀布置的多个弹块，所述弹块内壁与柱塞本体外壁之间抵接复位弹簧，弹块的两端通过其两端的连接件压装在柱塞本体的两端凹槽内，每组弹块对应设置一组径向滑销，在柱塞本体上对应每组径向滑销设有径向通孔，径向滑销的外端头伸出径向通孔外，并与径向通孔滑移配置。

按上述技术方案，所述内收机构为安设在内活动杆上的花键，在花键的周向设有多个燕尾槽，燕尾槽的数量与弹块式柱塞上的径向滑销的数量相同，滑销外端为一楔形凸台，滑销的楔形凸台的两侧为翼侧面，翼侧面的上下端为向弹块侧倾斜的斜面，所述燕尾槽的下端为与滑销翼侧面相配合的向外倾斜的斜面。

按上述技术方案，上撞杆的上部设有限位凸台，与打捞头的台阶孔相配置，下撞杆的下部设有限位凸台，与卸载逃逸装置的台阶孔相配置。

按上述技术方案，锁爪8的上端为带有内螺纹的环形件，在环形件的下端沿周向设有多个爪手，爪手的下端内壁设有向中心线方向凸起的凸台，与撞杆上的凹槽相配置。

按上述技术方案，所述内活动杆包括依次相连的上撞杆、套环、储存管、联动杆、下撞杆，设有两组弹块式柱塞，第一组弹块式柱塞对应设置在上撞杆处，在上撞杆处设有内收机构，在联动杆处设置第二组弹块式柱塞，并对应设置内收机构。