中空柱塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及油田開采技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及中空柱塞。
【背景技術(shù)】
[0002]柱塞氣舉采油是油田使用的采油工藝方法之一。當(dāng)油井中原油的自噴產(chǎn)量很低或原油已喪失了自噴能力時(shí)，采用柱塞氣舉采油的工藝方法能夠提高原油產(chǎn)量，維持油氣井的自噴生產(chǎn)。柱塞的工作原理是:柱塞位于井口采油樹和油管直通的內(nèi)孔中，柱塞與油管內(nèi)壁接觸的外圓部分具有一定的徑向浮動量，當(dāng)油管管柱中的氣液壓力和流量減小到不足以舉升柱塞時(shí)，柱塞在自身重力的作用下，由井口逐漸下落到固定于井下油管中的承接器上，在此過程中，位于柱塞下端的氣、液體通過柱塞外圓與油管內(nèi)壁間的浮動間隙不斷地轉(zhuǎn)移到柱塞的上端，當(dāng)柱塞下端氣體的壓力升至一定程度或在外來壓力(如注入套管內(nèi)孔與油管外圓之間的高壓空氣)的作用下，柱塞將被逐漸舉升至井口，同時(shí)柱塞將其上端的氣液混合體推送至地面管道中，使油氣井維持自噴生產(chǎn)。其柱塞氣舉工作循環(huán)周期需根據(jù)油層出油情況定時(shí)控制，屬于用時(shí)間控制氣舉循環(huán)周期的一種工作方式。
[0003]由于目前使用的氣舉柱塞絕大多數(shù)為實(shí)心結(jié)構(gòu)，柱塞外圓與油管內(nèi)壁之間的浮動間隙又較小，使得柱塞下落時(shí)兩端氣、液體的轉(zhuǎn)移速度較低，柱塞下落時(shí)間較長，且其下落時(shí)對油管液柱的壓力，會影響到井底油層的出油量，使具有一定自噴能力油井中油氣自噴過程中斷，無自噴能力井中的液面高度降低，柱塞在承接器上還需要等待井中液面高度的恢復(fù)時(shí)間，其結(jié)果就造成了目前的柱塞氣舉工作周期較長，采油效率不高的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于油田柱塞氣舉采油工藝中的中空柱塞，以改善上述問題。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本中空柱塞包括柱塞芯和懸掛桿，所述柱塞芯呈階梯軸形，包括從上到下依次連接的打撈圓柱部、過渡圓錐部以及安裝圓柱部，所述柱塞芯內(nèi)設(shè)置有軸心通孔，所述軸心通孔包括從上到下依次連通的上圓柱孔、中圓柱孔以及下圓柱孔，所述上圓柱孔和下圓柱孔的孔徑均大于所述中圓柱孔，所述過渡圓錐部上設(shè)置有多個(gè)圓孔，多個(gè)圓孔與下圓柱孔連通從而形成流體通道，所述安裝圓柱部的外壁上設(shè)置有多個(gè)具有徑向張力的浮動瓦，所述安裝圓柱部的底部設(shè)置有連接頭，所述連接頭內(nèi)設(shè)置有連通孔，所述連通孔與所述下圓柱孔連通，所述懸掛桿的頂部設(shè)置有與所述上圓柱孔滑動配合的圓柱頭，底部依次穿過上圓柱孔、中圓柱孔、下圓柱孔并連接有堵頭，所述堵頭與所述連通孔配合形成用于開閉所述流體通道的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
[0007]作為優(yōu)選的，所述懸掛桿上設(shè)置有扶正結(jié)構(gòu)，所述扶正結(jié)構(gòu)包括多個(gè)U型鋼條，所述U型鋼條的底部焊接于所述懸掛桿上，所述U型鋼條開口的兩端分別與下圓柱孔的內(nèi)壁滑動連接。
[0008]設(shè)置扶正結(jié)構(gòu)的目的在于對中空柱塞內(nèi)的懸掛桿起扶正作用，有效防止懸掛桿在軸心通孔中晃動，限制其始終沿軸向相對柱塞芯滑動，保證開關(guān)結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0009]作為優(yōu)選的，所述U型鋼條包括底條和兩個(gè)側(cè)條，所述底條焊接于所述懸掛桿上，兩個(gè)側(cè)條與底條的夾角均為鈍角，兩個(gè)側(cè)條遠(yuǎn)離底條的一端均向外彎折形成弧形部，所述弧形部與所述下圓柱孔的內(nèi)壁滑動連接。
[0010]這樣設(shè)置扶正結(jié)構(gòu)的目的在于優(yōu)化扶正結(jié)構(gòu)對懸掛桿的扶正效果，保證扶正結(jié)構(gòu)在下圓柱孔中滑動的穩(wěn)定性。
[0011]作為優(yōu)選的，所述安裝圓柱部和連接頭之間以及懸掛桿和堵頭之間均通過螺紋連接。
[0012]采用螺紋連接的目的在于其結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。
[0013]作為優(yōu)選的，所述懸掛桿的底部設(shè)置有外螺紋，所述外螺紋上旋接有螺母，所述堵頭上設(shè)置有與所述外螺紋匹配的螺紋孔。
[0014]設(shè)置螺母的目的在于壓緊連接于懸掛桿上的堵頭，提高懸掛桿和堵頭的連接穩(wěn)定性。
[0015]作為優(yōu)選的，所述外螺紋上還套設(shè)有鎖母和鎖片，所述鎖母和鎖片位于所述螺母和堵頭之間，所述鎖母呈圓環(huán)狀且內(nèi)壁上設(shè)置有與所述外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，所述鎖母的側(cè)壁上設(shè)置有四個(gè)卡槽，所述堵頭的頂部設(shè)置有四個(gè)鍵槽，所述鎖片上設(shè)置有四個(gè)矩形卡齒，其中兩個(gè)矩形卡齒向下彎折并卡入堵頭上的兩個(gè)鍵槽內(nèi)，另外兩個(gè)矩形卡齒向上彎折并卡入鎖母上的兩個(gè)卡槽內(nèi)。
[0016]設(shè)置鎖母和鎖片的目的在于有效防止堵頭的旋轉(zhuǎn)松動，進(jìn)一步提高堵頭和懸掛桿的連接穩(wěn)定性。
[0017]作為優(yōu)選的，所述堵頭的外壁和連通孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有0型密封圈。
[0018]設(shè)置0型密封圈的目的在于防止流體通道關(guān)閉時(shí)，中空柱塞上下兩端的流體穿過堵外壁和連通孔內(nèi)壁之間的間隙，從而保證開關(guān)結(jié)構(gòu)的正常工作。
[0019]作為優(yōu)選的，所述安裝圓柱部頂部設(shè)置有第一環(huán)形鋼套，中部設(shè)置有環(huán)形凸臺，所述環(huán)形凸臺上套設(shè)有第二環(huán)形鋼套，所述浮動瓦包括上下兩組，上下兩組浮動瓦均包括多個(gè)浮動瓦，上組浮動瓦位于第一環(huán)形鋼套和第二環(huán)形鋼套之間，下組浮動瓦位于第二環(huán)形鋼套和連接頭之間，每個(gè)浮動瓦的頂部和底部分別一體成型有鍵條，每個(gè)浮動瓦的內(nèi)壁和柱塞芯的外壁之間設(shè)置有浮動彈簧，在浮動彈簧的作用力下，上組浮動瓦頂部的鍵條抵住第一環(huán)形鋼套的內(nèi)壁，底部的鍵條抵住第二環(huán)形鋼套的內(nèi)壁，下組浮動瓦頂部的鍵條抵住第二環(huán)形鋼套的內(nèi)壁，底部的鍵條抵住連接頭的內(nèi)壁。
[0020]這樣設(shè)置浮動瓦的目的在于增大浮動瓦在柱塞芯上的覆蓋面積，優(yōu)化浮動瓦的徑向張力，提高中空柱塞在油管中下落和上升時(shí)的穩(wěn)定性。
[0021]作為優(yōu)選的，上下兩組浮動瓦均包括四個(gè)浮動瓦，同組的四個(gè)浮動瓦通過一個(gè)環(huán)形套沿圓周方向分四等分軸向切割而成。
[0022]這樣設(shè)置的目的在于保證上下兩組浮動瓦徑向張力的均勻性，提高中空柱塞在油管中下落和上升時(shí)的穩(wěn)定性。
[0023]作為優(yōu)選的，所述浮動瓦的內(nèi)壁上設(shè)置有第一安裝孔，所述柱塞芯的外壁上設(shè)置有第二安裝孔，所述浮動彈簧沿柱塞芯徑向設(shè)置且一端抵住第一安裝孔底部，另一端抵住第二安裝孔底部。
[0024]設(shè)置第一安裝孔和第二安裝孔的目的在于對浮動彈簧進(jìn)行限位，保證浮動彈簧的安裝穩(wěn)定性，從而保證所有浮動瓦的正常工作。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0026]本中空柱塞能夠保持自噴井中原油的連續(xù)自噴，穩(wěn)定無自噴能力油井中油管內(nèi)的液面高度，縮短柱塞的氣舉循環(huán)周期，提高柱塞氣舉的出油產(chǎn)量。實(shí)際工作時(shí)，可以依據(jù)井底油層的出油情況，合理選擇本中空柱塞的氣舉循環(huán)周期的控制方式，使得本中空柱塞氣舉獲得最佳的產(chǎn)油效率。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0028]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的中空柱塞的剖視圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的中空柱塞的正視圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柱塞芯的剖視圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柱塞芯的正視圖。
[0032]附圖標(biāo)記匯總:
[0033]懸掛桿100 ;螺母110 ;鎖母120 ;鎖片130 ；
[0034]柱塞芯200 ;第一環(huán)形鋼套300 ;
[0035]第二環(huán)形鋼套400 ；U型剛條