[发明专利]一种柱塞及油气井结构

说明书

本发明涉及天然气和石油开采技术领域，公开了一种柱塞及油气井结构。本发明实施例提供的柱塞，通过在限位件上设置第一限位面、第二限位面和过渡面，使得限位件在第一位置和第二位置之间运动的过程中，将柱塞的工作状态在举升状态和收缩状态之间调节。当柱塞处于收缩状态时，封隔片与井道内周面之间无法形成有效密封，降低了封隔片与井道内周面之间的摩擦，柱塞能够快速下行至井底，克服了现有技术的不足。另外，通过过渡面连接第一限位面和第二限位面，使得柱塞的工作状态的转换更加容易可靠。

技术领域

本发明涉及天然气和石油开采技术领域，尤其涉及一种柱塞及油气井结构。

背景技术

在天然气井或石油井(统称为油气井)开发过程中，为提高天然气或石油的产量，需要将井底的积液举升至地面。

柱塞作为一种举升设备在天然气井或石油井的开发过程中得到了较广的运用。现有的柱塞包括多个封隔片，这些封隔片在弹性件的作用下始终与井道内壁接触摩擦，形成密封。在关井状态下，柱塞下行至井底。在开井时，柱塞下方的流体产生的压力带动柱塞上行，位于柱塞上方的液体被柱塞举升，在柱塞上行至井口时排出柱塞上方的积液。

现有的柱塞存在以下问题：

由于封隔片在弹性件的作用下始终与井道内壁接触摩擦形成密封，导致柱塞在下行时受到很大的阻力。这使得柱塞需要经过较长时间的下行才能到达井底，甚至有可能使得柱塞无法下行至井底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱塞，其能够在下行时使封隔片径向向内收缩，避免封隔片与井道内壁持续接触摩擦，降低了下行阻力，减少了柱塞下行至井底的时间。

本发明的另一个目的在于提供一种油气井结构，其包括上述的柱塞。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种柱塞，包括：芯管；围绕芯管布置，并被构造为沿径向往复运动的多个封隔片；作用于封隔片，并被构造为使封隔片具备沿径向向外运动的趋势的弹性复位件；沿径向可活动的贯穿芯管，且一端与封隔片连接，另一端位于芯管内的导向件；设置在芯管内，并与导向件连接的受力件；位于在受力件与芯管内壁之间的限位件；以及与限位件连接，并被构造为带动限位件沿轴向在第一位置和第二位置之间运动的致动件；

其中，限位件上设置有用于与受力件接触以限制封隔片径向向外运动的第一限位面、过渡面和第二限位面；第一限位面、过渡面和第二限位面沿第二位置至第一位置的方向依次连接；第一限位面与芯管内壁的径向距离小于第二限位面与芯管内壁的径向距离；限位件被构造为在第一位置时第一限位面能够与受力件接触，在第二位置时第二限位面能够与受力件接触；

或者，受力件上设置有用于与限位件接触以限制封隔片径向向外运动的第二限位面、过渡面和第一限位面；第二限位面、过渡面和第一限位面沿第二位置至第一位置的方向依次连接；第一限位面与芯管内壁的径向距离大于第二限位面与芯管内壁的径向距离，限位件被构造为在第一位置时能够与第一限位面接触，在第二位置时能够与第二限位面接触。

进一步的，致动件设置在芯管内，致动件被构造为沿轴向往复运动；致动件包括相对的第一端和第二端；沿第一端至第二端的方向，限位件从第一位置运动至第二位置；沿第二端至第一端的方向，限位件从第二位置运动至第一位置；当限位件位于第一位置时，致动件被构造为至少第一端位于芯管外，以接收沿第一端至第二端的方向的驱动力；当限位件位于第二位置时，致动件被构造为至少第二端位于芯管外，以接收沿第二端至第一端的方向的驱动力。

进一步的，限位件可沿轴向活动的被致动件贯穿；致动件上间隔设置有靠近第一端的第一支撑件和靠近第二端的第二支撑件，限位件位于第一支撑件和第二支撑件之间。

进一步的，柱塞还包括设置在第一支撑件和限位件之间的弹性缓冲件，弹性缓冲件被构造为使限位件具有向第二支撑件运动的趋势。