[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油气井结构和柱塞在工作中，在扶正条的作用下，柱塞能够保持在与井道基本同轴的位置。这样当柱塞在井道内下行时，柱塞与井道在径向上的相对位置是基本不变的，如此避免了柱塞与井道发生剧烈碰撞的问题，大大降低了柱塞内运动机构被误触发的可能性。当柱塞下行至斜井段或水平段时，在扶正条的支撑下，柱塞依然能够维持在于井道基本同轴的位置。这样，聚集在井道径向底部的异物能够从通过间隔通过，大大降低了柱塞端部与异物的接触面积，降低了柱塞的下行阻力，提高了柱塞的下行速度。

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

在油气井生产过程中，柱塞是一种较为常用的举升井底液体的装置。柱塞具有封隔片，封隔片在弹性件的作用下与井道内壁紧贴形成密封，从而将柱塞上方的空间和柱塞下方的空间分隔开。在开井状态下，柱塞能够在上下压力差的作用下上行，并将柱塞上方的液体举升至井口。封隔片在弹性件的作用下始终与井道内壁紧贴，因此要使柱塞下行，需要关井以平衡柱塞的上下压力，让柱塞能够在重力的作用下下行。

在相关技术中存在一种可以主动使封隔片径向向内收缩的柱塞，当需要柱塞下行时，使封隔片径向向内收缩。这样，柱塞的外径小于井道的内径，使得柱塞和井道之间形成供流体通过的流道，降低了柱塞下行的阻力。这样，柱塞能够以更快的速度下行，甚至能够在不关井的状态下下行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱塞，其能够在封隔片径向向内收缩后通过扶正条保持与井道的基本同轴，且能够避免柱塞与井道发生剧烈的碰撞，并且能够降低柱塞在油气井的水平段或斜井段的下行阻力。

本发明的另一个目的在于提供一种包括上述柱塞的油气井结构。

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：围绕芯管间隔布置，并被构造为沿径向往复运动的多个扶正条，相邻的扶正条之间形成供物体通过的通过间隔，扶正条的延伸方向与芯管的延伸方向相同；作用于扶正条，并被构造为使扶正条具备径向向外运动的趋势的第一弹性复位件；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第二弹性复位件；以及与封隔片连接，并被构造为可选择性的带动封隔片径向向内运动至收缩位置并保持在收缩位置的执行机构。

进一步的，柱塞还包括第一导向件；第一导向件可径向活动的贯穿芯管，第一导向件位于芯管外的一端与扶正条连接，第一导向件位于芯管内的一端设置有用于与芯管抵靠的第一限位部。

进一步的，扶正条朝向芯管的表面开设有第一外容纳槽，芯管的外周面开设有第一内容纳槽，第一弹性复位件为弹簧，第一弹性复位件的两端分别设置在第一外容纳槽和第一内容纳槽内。

进一步的，沿径向向外的方向，扶正条的长度和宽度逐渐减小。

进一步的，沿径向扶正条的外侧面构成圆弧形的接触面。

进一步的，接触面的直径小于柱塞工作的井道的内径。

进一步的，芯管上设置有位于扶正条两侧的限位环；限位环靠近扶正条的一端的外径小于限位环远离扶正条的一端的外径。

进一步的，沿轴向限位环包括依次连接的小外径段、过渡段和大外径段；小外径段靠近扶正条；沿小外径段至大外径段的方向，过渡段的外径逐渐增大。

进一步的，执行机构包括致动件和弹性储能装置；致动件设置在芯管内，并被构造为沿轴向在膨胀位置和收缩位置之间往复运动；弹性储能装置可径向活动的贯穿芯管，且一端与封隔片连接，另一端与致动件连接；弹性储能装置被构造为对致动件施加沿从收缩位置至膨胀位置方向的弹性力；弹性储能装置被构造为当致动件位于收缩位置时被压缩或拉伸，并带动封隔片径向向内运动。