[发明专利]用于天然气采气井的柱塞

说明书

本发明公开了用于天然气采气井的柱塞，属于天然气开采技术领域，其主要通过布置流体通道开关，以使柱塞在伸入至液面后，可以自动隔断弹性套的上下两侧，之后柱塞再在弹性套下方不断聚集的天然气的作用下上行，从而推动位于弹性套上方的水层至采气井的顶端排出；在柱塞的整个运行过程中，采气井无须进行关井处理，从而有效提高了采气井的运行效率。

技术领域

本发明涉及天然气采气井技术领域，具体而言，尤其涉及用于天然气采气井的柱塞。

背景技术

在天然气采气井的开采后期，采气井会出现压力下降、产量降低、地层水沉积等问题。目前为了解决采气井内地层水沉积的问题，常用的技术手段主要是：将实芯的柱塞投入井筒内后关井，当实心柱塞受自重作用下落到井内水下预定深度时突然开井，实心柱塞在聚集于其下方的高压力天然气的作用下，上行并推动位于其上方的水层上行，从而达到排水采气目的。在这种工艺中，实芯柱塞在井内下行需要对采气井进行关井处理，致使采气井只能间断产气，影响气井产量。

发明内容

综上所述，本发明所解决的技术问题是：提供一种在运行时井筒无须关井，即可将带沉积的地层水带出的柱塞。

而本发明为解决上述技术问题所采用的方案为：

用于天然气采气井的柱塞，所述采气井包括有井筒，所述柱塞可沿井筒轴向上下滑动的布置于井筒内，所述柱塞的外周上套有用于与井筒内壁相互挤压滑动接触形成密封的弹性套，所述柱塞内设有流体腔，而其侧部则设置有分别与流体腔相连通的流体入口和流体出口，流体出口设于流体入口的上方，而弹性套则位于两者之间，所述流体腔中设有将其分隔为与流体出口相连通的上腔体，以及与流体入口相连通的下腔体的流体通道，所述柱塞内还设置有用于在柱塞伸入至液面以下一定深度后自动封闭流体通道的流体通道开关。

进一步的，所述流体通道开关主要由设于下腔体下方的浮动腔，可上下移动的收容在浮动腔中的浮动杆所构成，所述浮动杆的顶端插入至下腔体中，且其插入部位上设置有封头；

进一步的，所述柱塞的外侧壁上设有与浮动腔相连通的进水口，当浮动腔内的水达到预设液位后，所述浮动杆可在浮动腔内的水所提供的浮力作用下向上滑动，以使封头塞入在流体通道中，从而隔断上腔体和下腔体；其中，所述进水口高于预设液位。

进一步的，所述流体通道呈较小端朝上的锥孔形状，所述封头对应构成有与流体通道内锥面相适配的外锥面，当封头塞入至流体通道中时，所述外锥面和内锥面形成锥面密封。

进一步的，所述浮动杆具有收容在浮动腔内并呈中空腔体形状的浮子部。

进一步的，所述浮动腔的底部设有放水阀门。

进一步的，所述柱塞还包括有设于浮动腔下方并设有放水孔的放水腔，以及构成柱塞顶部的撞击机构，所述放水腔与浮动腔之间通过放水阀门相连通，所述放水阀门则包括有阀体，及可上下滑动的套设于阀体内的阀芯所构成，所述阀芯具有使放水阀门开启的开启位置，和使放水阀门关闭的关闭位置，所述阀芯可由关闭位置向下移动至开启位置，当所述撞击机构与井筒顶部端盖相撞时，其可带动浮动杆向下移动并与阀芯相接触，以使阀芯由关闭位置移动至开启位置，所述放水腔内设有用于使阀芯具有由开启位置复位至关闭位置趋势的第一弹性元件。

进一步的，所述撞击机构主要由构成柱塞顶部且可相对于浮动腔上下滑动的撞击头，以及其顶端与撞击头固连而其底端则插入至上腔体中的撞击杆所构成，所述撞击杆可在撞击头的带动下向下移动；所述撞击杆在其向下移动的过程中，可与塞入至流体通道中的封头相接触，并带动浮动杆一并向下移动，以开启流体通道，并使浮动杆通过与阀芯相接触，以让阀芯能由关闭位置移动至开启位置。

进一步的，所述撞击机构还包括有用于使撞击头具有向上移动复位的趋势的第二弹性元件。