本發(fā)明屬于氣田采氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自帶緩沖的柱塞和氣舉排液生產(chǎn)方法以及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
柱塞氣舉工藝是利用氣井自身能量將液體排出井筒，柱塞作為氣液之間的機械界面，阻止氣體上竄和液體回落，減少液體滑脫效應(yīng)，增加間歇舉升效率。柱塞氣舉是一種簡單高效的排液采氣方法，是間歇氣舉的一種特殊形式，柱塞作為一種固體的密封界面，將舉升氣體和被舉升的液體分開，減少氣體竄流和液體回落，提高舉升氣體的效率。柱塞氣舉的能量主要來源于地層，但是當(dāng)?shù)貙託饽芰坎蛔銜r，也向井內(nèi)注入一定的高壓氣。這些氣體將柱塞及其上部的液體從井底推向井口，排除井底積液，增大生產(chǎn)壓差，延長氣井的生產(chǎn)時間。對常規(guī)連續(xù)氣舉或間歇氣舉效率不高的井，采用柱塞氣舉可以提高生產(chǎn)效率，避免氣體的無效消耗。柱塞氣舉還可用于易結(jié)蠟，結(jié)垢的油氣井，沿油管上下來回的柱塞可以干擾破壞結(jié)蠟結(jié)垢的過程。這樣就省下了清洗蠟，垢的工序節(jié)約了生產(chǎn)時間和生產(chǎn)費用。
柱塞氣舉工藝主要應(yīng)用于直井，而水平井主要采用的是泡沫排水，泡沫排水采氣工藝是往井里加入表面活性劑的一種注排工藝。表面活性劑又叫起泡劑。向井內(nèi)注入一定數(shù)量的起泡劑，井底積水與起泡劑接觸以后，借助天然氣流的攪動，生成大量低密度的含水泡沫，隨氣流從井底攜帶到地面，達(dá)到清除井底積液的目的。同時，在攜帶氣泡流的天然氣上升到地面后，為防止泡沫帶入地面工藝設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。還需在管線加入設(shè)備前，向管線內(nèi)注入消泡劑，將泡沫除去。但泡沫排水工藝存在有污染、費用高和工作量大、排液效果差的缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的用于水平井的泡沫排水工藝存在有污染、費用高和工作量大、排液效果差等缺點的問題。
為此，本發(fā)明提供了一種自帶緩沖的柱塞，包括柱塞本體和導(dǎo)向桿，柱塞本體為中空腔體，中空腔體內(nèi)設(shè)有緩沖彈簧，導(dǎo)向桿的一端伸入中空腔體內(nèi)，另外一端伸出柱塞本體外并在該端頭套有導(dǎo)向頭，柱塞本體的頂部是柱塞打撈頭；
所述導(dǎo)向桿上套有擋圈，擋圈位于柱塞本體的內(nèi)壁底端，擋圈與柱塞本體通過彈簧圓柱銷一連接。
所述導(dǎo)向桿為中空結(jié)構(gòu)。
所述導(dǎo)向桿伸入柱塞本體中空腔體內(nèi)的一端設(shè)有臺階。
所述導(dǎo)向頭與導(dǎo)向桿之間通過彈簧圓柱銷二連接。
所述導(dǎo)向頭螺紋連接在導(dǎo)向桿的底端，且導(dǎo)向頭倒有圓角。
一種自帶緩沖的柱塞的氣舉排液生產(chǎn)方法，在關(guān)井狀態(tài)下，將自帶緩沖的柱塞下放入水平井或者大斜度井，自帶緩沖的柱塞整體下行，到達(dá)水平井的變徑接頭位置，柱塞的導(dǎo)向頭遇阻停止運動，柱塞本體在慣性作用下繼續(xù)下行，緩沖彈簧壓縮，柱塞本體停止下行；然后開井，柱塞整體在地層氣或者注入氣作用下上行，同時將井底液體舉升至井口，至此完成一周期的氣舉排液再開始下一循環(huán)。
所述柱塞本體和導(dǎo)向頭的外徑均大于水平井水平段油管的內(nèi)徑。
一種自帶緩沖的柱塞的應(yīng)用，所述自帶緩沖的柱塞可應(yīng)用于大斜度井、水平井和直井。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的這種自帶緩沖的柱塞，柱塞內(nèi)部設(shè)置彈簧，實現(xiàn)柱塞自緩沖的功能，替代了傳統(tǒng)的井下緩沖器；底部導(dǎo)向桿和擋圈起到固定彈簧位置，防止彈簧滑脫，并支撐彈簧的作用；導(dǎo)向頭起到在柱塞下落過程中導(dǎo)向及在井底支撐柱塞本體的作用，導(dǎo)向桿設(shè)置為中空，彈簧圓柱銷起到固定擋圈和導(dǎo)向頭的作用。該柱塞主要應(yīng)用于大斜度井和水平井，避免了傳統(tǒng)的水平井采用泡沫排水工藝帶來的有污染、費用高和工作量大、排液效果差等缺點的問題，同時實現(xiàn)了水平氣井應(yīng)用柱塞氣舉工藝進(jìn)行排液采氣，解決了長慶氣田1200多口水平氣井排液采氣的難題。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
附圖說明
圖1是自帶緩沖的柱塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明：1、柱塞本體；2、柱塞打撈頭；3、導(dǎo)向桿；4、緩沖彈簧；5、導(dǎo)向頭；6、彈簧圓柱銷一；7、彈簧圓柱銷二；8、擋圈。
具體實施方式
實施例1：
為了解決傳統(tǒng)的水平井采用泡沫排水工藝帶來的有污染、費用高和工作量大、排液效果差等缺點的問題，本實施例提供了如圖1所示的一種自帶緩沖的柱塞，包括柱塞本體1和導(dǎo)向桿3，柱塞本體1為中空腔體，中空腔體內(nèi)設(shè)有緩沖彈簧4，導(dǎo)向桿3的一端伸入中空腔體內(nèi)，另外一端伸出柱塞本體1外并在該端頭套有導(dǎo)向頭5，柱塞本體1的頂部是柱塞打撈頭2；所述導(dǎo)向桿3上套有擋圈8，擋圈8位于柱塞本體1的內(nèi)壁底端，擋圈8與柱塞本體1通過彈簧圓柱銷一6連接。
本實施例提供的這種柱塞的工作過程是：
在關(guān)井狀態(tài)下，將自帶緩沖的柱塞下放入水平井或者大斜度井等，自帶緩沖的柱塞整體下行，到達(dá)水平井的變徑接頭位置，柱塞的導(dǎo)向頭5遇阻停止運動，柱塞本體1在慣性作用下繼續(xù)下行，緩沖彈簧4壓縮，柱塞本體1停止下行；然后開井，柱塞整體在地層氣或者注入氣作用下上行，同時將井底液體舉升至井口，至此完成一周期的氣舉排液再開始下一循環(huán)。
需要說明的是，緩沖彈簧4的設(shè)置替代了傳統(tǒng)柱塞使用的井下緩沖器，使得柱塞結(jié)構(gòu)更加簡單實用，且降低了成本；底部導(dǎo)向桿3和擋圈8起到固定緩沖彈簧4位置，防止緩沖彈簧4滑脫，并支撐緩沖彈簧4的作用；導(dǎo)向頭5起到在柱塞下落過程中導(dǎo)向及在井底支撐柱塞本體1的作用；彈簧圓柱銷一6起到固定擋圈8和導(dǎo)向頭5的作用，擋圈8與柱塞本體1通過彈簧圓柱銷一6或者螺紋連接。氣舉排液結(jié)束后，利用打撈工具抓住柱塞打撈頭2將其打撈上來。
本發(fā)明提供的這種自帶緩沖的柱塞，柱塞內(nèi)部設(shè)置彈簧，實現(xiàn)柱塞自緩沖的功能，替代了傳統(tǒng)的井下緩沖器；底部導(dǎo)向桿和擋圈起到固定彈簧位置，防止彈簧滑脫，并支撐彈簧的作用；導(dǎo)向頭起到在柱塞下落過程中導(dǎo)向及在井底支撐柱塞本體的作用，導(dǎo)向桿設(shè)置為中空，彈簧圓柱銷起到固定擋圈和導(dǎo)向頭的作用。該柱塞主要應(yīng)用于大斜度井和水平井（或者直井），便免了傳統(tǒng)的水平井采用泡沫排水工藝帶來的有污染、費用高和工作量大、排液效果差等缺點的問題，同時實現(xiàn)了水平氣井應(yīng)用柱塞氣舉工藝進(jìn)行排液采氣，解決了長慶氣田1200多口水平氣井排液采氣的難題。
實施例2：
在實施例1的基礎(chǔ)上，為了減輕整個柱塞的重量，以及排出井底液體所含砂子，所述導(dǎo)向桿3為中空結(jié)構(gòu)。為了固定緩沖彈簧4的位置，防止緩沖彈簧4滑脫，所述導(dǎo)向桿3伸入柱塞本體1中空腔體內(nèi)的一端設(shè)有臺階。所述導(dǎo)向頭5與導(dǎo)向桿3之間通過彈簧圓柱銷二7或者螺紋連接，彈簧圓柱銷二7起到固定導(dǎo)向頭5的作用。為了達(dá)到在關(guān)井狀態(tài)下，柱塞本體1能在自重下下行并最終停止運行，所述柱塞本體1和導(dǎo)向頭5的外徑均大于水平井水平段油管的內(nèi)徑。為了使柱塞本體1下落順利，所述導(dǎo)向頭5螺紋連接在導(dǎo)向桿3的底端，且導(dǎo)向頭5倒有圓角。
實施例3：
本實施例提供了一種自帶緩沖的柱塞的氣舉排液生產(chǎn)方法，在關(guān)井狀態(tài)下，將自帶緩沖的柱塞下放入水平井（或者大斜度井和直井），自帶緩沖的柱塞整體下行，到達(dá)水平井的變徑接頭位置，柱塞的導(dǎo)向頭5遇阻停止運動，柱塞本體1在慣性作用下繼續(xù)下行，緩沖彈簧4壓縮，柱塞本體1停止下行；然后開井，柱塞整體在地層氣或者注入氣作用下上行，同時將井底液體舉升至井口，至此完成一周期的氣舉排液再開始下一循環(huán)。安全實現(xiàn)了水平氣井自帶緩沖的柱塞氣舉排液采氣。本裝置在長慶氣田已經(jīng)成功投放運行，應(yīng)用效果顯著。
實施例4：
本實施例提供了一種自帶緩沖的柱塞的應(yīng)用，所述自帶緩沖的柱塞可應(yīng)用于水平井、大斜度井和直井。大斜度井是定向井的一種，其井斜達(dá)到了45°至85°。
為了在水平井應(yīng)用柱塞，針對水平井的井身結(jié)構(gòu)特點，本發(fā)明提供了一種自帶緩沖的新型柱塞，利用31/2″管柱與27/8″管柱連接的變徑短節(jié)作為限位臺階，井筒內(nèi)不需要再投放井下工具，避免了大井斜角無法投放井下工具的問題，柱塞下落深度大幅增加，可進(jìn)一步降低井筒液柱高度。
以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。