[发明专利]一种适用于凝析气藏水平井排水采气及清蜡的可加药柱塞

说明书

本发明提供了一种适用于凝析气藏水平井排水采气及清蜡的可加药柱塞，其由捕捉器、柱塞段、万向节和座落器组成，其中捕捉器包含加药装置和捕捉装置两个部分。加药装置包含加药管和加药弹簧，捕捉装置包括启动器、阻挡条、阻挡条放置装置、六边体、爪子和爪子连接部；柱塞段包括进药口按压装置、按压装置环、按压弹簧、按压底板和柱塞底板；万向节包括软管、滚珠、轴承、连接装置、万向轮和固定螺栓；座落器包括排水顶杆、座落器中段、座落器弹簧和螺旋系统。该柱塞可同时实现排水采气和清蜡的功能，同时加药系统的设计实现了化学排水采气、清蜡与机械排水采气、清蜡的复合功能，大大提高了气井的排水和清蜡效果，实现了凝析气藏的高效开采。

技术领域

本发明涉及凝析气藏排水采气及清蜡领域，尤其涉及一种适用于凝析气藏水平井排水采气及清蜡的可加药柱塞。

技术背景

凝析气藏是我国重要的油气资源，主要集中在我国中、西部地区以及东、南海的近海海域。对于高含蜡凝析气藏的开采，总是面临着积液和结蜡两个难题。在气井生产的中后期，由于地层压力衰竭、边底水锥进，导致气井产水，在井底形成积液，严重影响正常生产，甚至造成水淹停产。同时，高含蜡的凝析气藏的开采也伴随着凝析油的产生，当温度低于析蜡点后，凝析油中就会析出固态石蜡结晶颗粒，从而在井筒中结蜡。井筒结蜡不仅影响气井正常生产，同时也会增大地层回压，甚至存在堵塞管道的风险。目前针对高含蜡凝析气藏，通常将排水采气工艺技术和井筒清蜡技术分开实施，达到单一的排液或清蜡目的，但单一解决积液或结蜡问题增加了现场成本投入，造成了资源浪费，同时效率较低。因此，非常有必要研发一种可同时解决气井积液和结蜡的工艺技术。

柱塞排水采气是目前解决气井积液的一种重要工艺，该工艺具有工艺简单、成本低、智能化程度高的优点。2010年申晓莉等人研发了气井排水采气柱塞，该柱塞能够实现连续的排水采气生产。但这种柱塞由于壁面凹槽部分都是水平的，与井筒接触面积大，磨损程度也大，防漏失的效果也差，且并不能适应大斜度井、水平井；2011年，燕迎飞等人研发了自动气井排水采气柱塞，该柱塞可以将直井的井筒积液问题解决，但是由于柱塞形状的缘故，还是不能解决水平井及大斜度井的井筒积液问题。2011年，燕迎飞等人研发了可用于弯曲气井的柱塞，这种柱塞通过销钉将连接块与打捞头、座落器连接，并且连接块和座落器可以围绕销钉旋转，从而实现了在弯曲管道中的应用，但该柱塞只能是用于小弯曲度的井，大斜度井和水平井中这个柱塞还是无法使用；2017年刘永辉等人研发适用于定向井和水平井的举升用新型柱塞，这种柱塞可以适应了水平井的弯曲现象，并且可以实现变径，但这种柱塞由于形状的缘故，表面没有设计防漏失的凹槽，此漏失现象会比较严重。

柱塞排水采气解决了井底积液问题，而解决井筒结蜡问题是利用柱塞进行机械清蜡。2016年，朱洪征等人研发了一种水平井清蜡管柱，该柱塞通过抽油杆上的刮蜡器实现机械清蜡，并且也能够适用于水平井，但该柱塞只采用了机械清蜡，无法通过向柱塞内加药来实现化学清蜡，无法结合两种清蜡方式，清蜡效率低；2020年，郭道忠等人研发了一种新型清蜡柱塞，该柱塞利用柱塞的螺旋凹槽实现了上、下运行过程进行机械清蜡，但该柱塞无法适应大斜度井以及水平井的清蜡。

对于高含蜡凝析气藏的开采中后期，如何实现积液与结蜡技术的有效治理是高效开发高含蜡凝析气藏的关键，因此，针对目前为止所出现的用于凝析气藏水平井的柱塞会出现在清蜡的同时无法实现气井的排水采气或者在进行排水采气的同时无法实现清蜡的问题，提出了一种适用于凝析气藏水平井排水采气及清蜡的可加药柱塞，这柱塞拥有能够在凝析气藏水平井中同时进行清蜡和排水采气，能够有效防止漏失，循环加药等多方面的优点。

此次发明的一种适用于凝析气藏水平井排水采气及清蜡的可加药柱塞，有着以下几个方面的优点：

(1)此次设计从两个方面来解决柱塞在水平井中的转向问题。一是万向节，通过增加万向节这一结构，让柱塞能够在水平井的弯曲井段中实现转向；二是将一个长柱塞设计成三个短柱塞，短柱塞更容易通过水平井的弯曲井段，更不容易出现卡顿。