無底座分體式柱塞及排液采氣工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于低壓氣井壓后排液及排水采氣工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及無底座分體式 柱塞及排液采氣工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 長慶氣田是典型的低"氣藏。隨著國內(nèi)天然氣需求的增大，開發(fā)規(guī)模越來越大， 排液速度及效果嚴(yán)重制約著氣井的產(chǎn)量及完井周期。
[0003] 除氣層的低"因素外，誘噴不通的主要因素，為油管內(nèi)徑大，氣液滑脫效應(yīng)顯 著。
[0004] 對(duì)于低壓低產(chǎn)氣井，主要采用氣舉凡爾排液，連續(xù)油管氣舉，速度管排水采氣等工 藝，成本費(fèi)用大，浪費(fèi)的機(jī)械能量及消耗的天然氣很大，消耗掉的氣體對(duì)大氣也造成了一定 的污染。針對(duì)W上存在的問題，各大油氣田已開展了油氣井的柱塞采油及排水采氣工藝的 研發(fā)試制與試驗(yàn)。 陽〇化]柱塞采油或排液采氣工藝可W有效地利用地層能量進(jìn)行排采，因柱塞的外徑接近 于油管的內(nèi)徑，柱塞體與油管內(nèi)壁面之間的間隙只有1-1. 5mm，致使柱塞要在關(guān)井后，天然 氣不流動(dòng)的情況下，W很小的速度才能下行到油管底部，所需關(guān)井時(shí)間長，開井后，氣井的 產(chǎn)量又低，不能進(jìn)行連續(xù)采氣，致使氣井的產(chǎn)量受到限制。
[0006] 天然氣井柱塞排液時(shí)，要在井內(nèi)下入柱塞座，W此來實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞行程及運(yùn)行時(shí)間 的控制，對(duì)于壓后排液井，因增加運(yùn)道工序后，又要增加額外的排液費(fèi)用，因此，推廣應(yīng)用受 到很大的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有柱塞排液采氣工藝中關(guān)井時(shí)間長、需要下入柱塞底座， 導(dǎo)致的排液費(fèi)用大、排液效率低和完井周期長的問題。
[0008] 為此，本發(fā)明提供了無底座分體式柱塞，包括柱塞體和套接柱塞體下端的柱塞 套； 所述柱塞體包括柱塞桿，柱塞桿的頂端連接有打拱頭，柱塞桿的底端連接有插入頭； 所述柱塞套是兩端開口的圓筒形結(jié)構(gòu)。
[0009] 所述插入頭與柱塞桿連接的一端沿插入頭外壁的周向開設(shè)有定位沿。
[0010] 所述柱塞套與柱塞體套接的一端沿柱塞套的內(nèi)壁開設(shè)有下沉式臺(tái)階。
[0011] 所述插入頭的底端是圓錐形的導(dǎo)向頭。
[0012] 無底座分體式柱塞排液采氣工藝，包括如下步驟： 步驟一：分別將柱塞套和柱塞體夾持在井口捕捉器內(nèi)，先關(guān)井，然后向井內(nèi)投入柱塞 套； 步驟二：At時(shí)間后，向井內(nèi)投入柱塞體； 步驟柱塞體和柱塞套在井內(nèi)液面下結(jié)合形成一個(gè)整體柱塞，在井內(nèi)氣流的向上推 動(dòng)下，整體柱塞將井內(nèi)的積液排出井外，實(shí)現(xiàn)排液； 步驟四：開井，采集油壓、套壓、井深和壓力系數(shù)，判斷油壓是否等于套壓，同時(shí)判斷套 壓和井深的比值是否等于壓力系數(shù)，如果同時(shí)滿足油壓等于套壓，且套壓和井深的比值等 于壓力系數(shù)，則結(jié)束排液采氣工藝，否則，循環(huán)步驟一至步驟S，直到滿足油壓等于套壓，且 套壓和井深的比值等于壓力系數(shù)。
[0013] 所述步驟二中的At,通過如下公式進(jìn)行：
其中，Vi表示柱塞體在液體中的運(yùn)行速度，V2表示柱塞套在液體中的運(yùn)行速度，V3表示 柱塞體在氣體中的運(yùn)行速度，V4表示柱塞套在氣體中的運(yùn)行速度，hi表示油管內(nèi)氣柱高度， 1?表示油管內(nèi)液柱高度。
[0014] Vi的表示公式如下， Vi=O. 2084X值。2-〇2) /〇3Xsqrt(Gi) V2的表示公式如下， V2=0. 2084X值〇2-d2+Di2)Xsqrt佑2) / 值2-D。1'5 V3的表示公式如下， Vs=Ll546X值O2-D2)XSqrt咕/P) /D3 V4的表示公式如下， V4=l.I546X值。2-D2+Di2)XsqrUGz/P)/值2-〇12)1'5 其中，D。表示油管內(nèi)徑，D表示柱塞體外徑，D1表示柱塞套外徑，G1表示柱塞套重量，Gz表示柱塞體重量，P表示油管內(nèi)氣體的壓力。
[0015] hi的表示公式如下： h2的表示公式如下： 其中，H表示管柱深度，Ps表示井底壓力，P1表示油管壓力。
[0016] 所述柱塞體在井內(nèi)的下行速度大于柱塞套在井內(nèi)的下行速度。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的運(yùn)種無底座分體式柱塞及排液采氣工藝，針對(duì) 低壓氣井柱塞式排水采氣遇到的問題，對(duì)于采氣井可W在不關(guān)井的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)連續(xù)排水 采氣生產(chǎn)，對(duì)于壓后排液井，可W提高排液效率，加快低產(chǎn)氣井的排液速度，縮短完井周期， 降低生產(chǎn)成本，加快天然氣井的有效開發(fā)。
[001引 W下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0019] 圖1是無底座分體式柱塞排液采氣工藝的流程示意圖。
[0020] 圖2是柱塞體的示意圖。
[0021] 圖3是柱塞套的示意圖。
[0022] 圖4是柱塞體和柱塞套結(jié)合后的整體柱塞的示意圖。
[0023] 附圖標(biāo)記說明：1、打拱頭；2、柱塞桿；3、定位沿；4、插入頭；5、導(dǎo)向頭；6、柱塞體； 7、柱塞套；8、下沉式臺(tái)階。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例1: 如圖2、圖3和圖4所示，無底座分體式柱塞，包括柱塞體6和套接柱塞體6下端的柱塞 套7 ;所述柱塞體6包括柱塞桿2,柱塞桿2的頂端連接有打拱頭1，柱塞桿2的底端連接有 插入頭4 ;所述柱塞套7是兩端開口的圓筒形結(jié)構(gòu)。
[0025] 在使用該無底座分體式柱塞進(jìn)行排水采氣時(shí)，先關(guān)井，然后將柱塞套7投入井內(nèi)， 柱塞套7落入井內(nèi)，間隔At時(shí)間后，再投入柱塞體6,當(dāng)柱塞套7與柱塞體6在井下合為一 體后，打開井口釋放井內(nèi)油管天然氣的壓力，柱塞套7與油管壁的間隙只有1-1. 5mm，在井 內(nèi)氣、液的作用下，柱塞套7與柱塞體6會(huì)形成一個(gè)整體柱塞向上移動(dòng)，將井內(nèi)的積液帶出 井外。
[0026] 實(shí)施例2: 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述插入頭與柱塞桿2連接的一端沿插入頭4外壁的周向開設(shè) 有定位沿3。所述柱塞套7與柱塞體6套接的一端沿柱塞套7的內(nèi)壁開設(shè)有下沉式臺(tái)階8。 所述插入頭的底端是圓錐形的導(dǎo)向頭5。
[0027] 在使用該無底座分體式柱塞進(jìn)行排水采氣時(shí)，先關(guān)井，然后將柱塞套7投入井內(nèi)， 柱塞套7落入井內(nèi)，間隔At時(shí)間后，再投入柱塞體6,當(dāng)柱塞套7與柱塞體6在井下合為一 體后，打開井口釋放井內(nèi)油管天然氣的壓力，柱塞套7與油管壁的間隙只有1-1. 5mm，在井 內(nèi)氣、液的作用下，柱塞套7與柱塞體6會(huì)形成一個(gè)整體柱塞向上移動(dòng)，將井內(nèi)的積液帶出 井外。具體的，定位沿3與下沉式臺(tái)階8卡合，使柱塞套7與柱塞體6形成一個(gè)整體柱塞。 陽0測 實(shí)施例3: 如圖1所示，本發(fā)明提供了無底座分體式柱塞排液采氣工藝，包括如下步驟： 步驟一：分別將柱塞套7和柱塞體6夾持在井口捕捉器內(nèi)，先關(guān)井，然后向井內(nèi)投入柱 塞套7 ; 步驟二：At時(shí)間后，向井內(nèi)投入柱塞體6 ; 步驟=:柱塞體6和柱塞套7在井內(nèi)液面下結(jié)合形成一個(gè)整體柱塞，在井內(nèi)氣流的向上 推動(dòng)下，整體柱塞將井內(nèi)的積液排出井外，實(shí)現(xiàn)排液； 步驟四：開井，采集油壓、套壓、井深和壓力系數(shù)，判斷油壓是否等于套壓，同時(shí)判斷套 壓和井深的比值是否等于壓力系數(shù)，如果同時(shí)滿足油壓等于套壓，且套壓和井深的比值等 于壓力系數(shù)，則結(jié)束排液采氣工藝，否則，循環(huán)步驟一至步驟S，直到滿足油壓等于套壓，且 套壓和井深的比值等于壓力系數(shù)。
[0029]該無底座分體式柱塞排液采氣工藝由柱塞體6和柱塞套7組成，應(yīng)用時(shí)，先關(guān)井， 然后將柱塞套7投入井內(nèi)，柱塞套7落入井內(nèi)，間