專(zhuān)利名稱(chēng)：溫控彈簧傘式氣舉柱塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油氣田設(shè)備領(lǐng)域，涉及油氣田開(kāi)發(fā)與開(kāi)采生產(chǎn)井中用于舉升液體的裝置，尤其是一種溫控彈簧傘式氣舉柱塞。
背景技術(shù)：
氣舉柱塞是應(yīng)用在油氣田開(kāi)發(fā)井中隔離氣液的裝置，用作氣液的固體界面，以減少油氣的竄液和液體的滑脫。目前，國(guó)內(nèi)外柱塞舉升原油和排液采氣都是間歇式工作方式， 即當(dāng)柱塞舉升液體到達(dá)井口后，需要關(guān)井停產(chǎn)才能使柱塞重新落到井底。所用閥體的開(kāi)合靠撞擊上、下卡定器或其它方式完成。當(dāng)柱塞下行時(shí)，由于柱塞與油管的間隙及旁通都很小，使柱塞下行速度很慢，也不能在開(kāi)井生產(chǎn)時(shí)依靠自重自動(dòng)下落到井底，即工況為間歇式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。目前，對(duì)于氣舉柱塞的研究，在國(guó)內(nèi)基本上是本申請(qǐng)人進(jìn)行的，例如，一種溫控傘式氣舉柱塞(CN1632^0)，特點(diǎn)是利用傘的開(kāi)合能大幅改變其遮擋面積的原理來(lái)改變氣舉柱塞的工況，而控制傘開(kāi)合的時(shí)機(jī)和能量是溫度。這是一種可用于連續(xù)生產(chǎn)(不關(guān)井停產(chǎn)) 的氣舉柱塞，利用井下的溫度和熱能使磁溫材料的磁性變化，將氣舉柱塞上的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生位移來(lái)控制傘的開(kāi)合。柱塞下行時(shí)，保持合攏直達(dá)井下開(kāi)啟溫度段，上行時(shí)保持張開(kāi)直到井口。由于此柱塞在傘片收攏時(shí)的橫截面積只有油管內(nèi)截面積的1/3左右，因此正常生產(chǎn)的狀態(tài)下，依靠自重下落到井底，并且下行速度較快，循環(huán)周期短，工作效率高，使氣舉柱塞的應(yīng)用面變得更加寬泛。但上述專(zhuān)利沒(méi)有特定的技術(shù)方案，只是對(duì)氣舉柱塞原理的說(shuō)明；此外，上述專(zhuān)利也沒(méi)有陳述與本專(zhuān)利申請(qǐng)的溫控彈簧氣舉柱塞相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的溫控彈簧傘式氣舉柱塞。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種溫控彈簧傘式氣舉柱塞，由無(wú)磁不銹鋼外筒、中心桿、溫控彈簧、撞擊帽及傘片組成，外筒內(nèi)中心同軸安裝中心桿，傘片均布設(shè)置在外筒中部外緣，其特征在于在外筒內(nèi)的中心桿的一端同軸固裝溫控彈簧，并通過(guò)撞擊帽封裝在外筒內(nèi)，該溫控彈簧也與撞擊帽固裝；在中心桿另一端的外筒外制有一限位凸環(huán)；外筒中部根據(jù)傘片的數(shù)量均布制有傘片開(kāi)合槽，在每一開(kāi)合槽內(nèi)安裝傘片，該傘片在外筒的開(kāi)合槽位置里面制有與傘片鉸裝端進(jìn)行滑動(dòng)配合的配合面。而且，所述傘片的鉸裝端與中心桿通過(guò)鉸裝座鉸裝在鉸裝座上，鉸裝座固裝在中心桿徑向，傘片的外緣制成圓弧狀或者漸開(kāi)線狀。而且，在外筒外緣徑向均布安裝有上、下扶正器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為[0011]1、本實(shí)用新型以傘的張開(kāi)和合攏可以大幅改變其遮擋面積的特征來(lái)改變氣舉柱塞的工況，利用井筒中的溫度和熱能使溫控彈簧產(chǎn)生熱變形或磁溫材料的磁性變化，使氣舉柱塞上的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生位移來(lái)控制傘的開(kāi)合，并為傘的開(kāi)合提供能量；同時(shí)，傘式柱塞中傘的開(kāi)合動(dòng)作只在井底和井口發(fā)生，即傘在油管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，下行保持合攏直達(dá)井下開(kāi)啟溫度段， 上行時(shí)保持張開(kāi)直到井口。由于溫控彈簧傘式氣舉柱塞在傘片收合在一起時(shí)，柱塞體的橫截面積只有油管柱內(nèi)截面積的1/3或更小，因此可以在不關(guān)井連續(xù)生產(chǎn)的狀態(tài)下，依靠自重下落到井底，并且下行速度很快，使循環(huán)周期較短。2、本實(shí)用新型改變了現(xiàn)有氣舉柱塞進(jìn)行排液舉升時(shí)只能用間歇方式進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程，使間歇式生產(chǎn)變?yōu)檫B續(xù)不間斷(不關(guān)井)的生產(chǎn)方式，工作效率大幅提高，氣舉柱塞的應(yīng)用面也變得更加寬泛。

圖1為本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向截面示意圖；圖3為圖2的傘片閉合狀態(tài)截面示意圖；圖4為圖2的B部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明；下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型的應(yīng)用原理是利用井筒中的溫度和熱能使溫控彈簧產(chǎn)生熱變形或磁溫材料的磁性變化，來(lái)控制傘的開(kāi)合，并為傘的開(kāi)合提供能量；當(dāng)柱塞在下行時(shí)，使柱塞的橫截面積與油管的內(nèi)橫截面積的差值增大；或者說(shuō)當(dāng)柱塞下行時(shí)，柱塞的橫截面要小，而舉升液體時(shí)能有效地封堵整個(gè)油管截面，以防止液體滑脫而下落。一種溫控彈簧傘式氣舉柱塞，由無(wú)磁不銹鋼外筒4、中心桿2、溫控彈簧10、撞擊帽 7及傘片5組成，如圖1和圖2所示，外筒內(nèi)中心同軸安裝中心桿，傘片為4-16片并均布設(shè)置在外筒中部外緣，在外筒內(nèi)的中心桿的一端同軸固裝溫控彈簧，并通過(guò)撞擊帽封裝在外筒內(nèi)，該溫控彈簧也與撞擊帽固裝；在中心桿另一端的外筒外制有一限位凸環(huán)1。下面分別敘述各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)(1)傘片為傘片狀，均布鉸裝在外筒內(nèi)的中心桿上，傘片的鉸裝端與中心桿通過(guò)鉸裝座9鉸裝在鉸裝座上，鉸裝座固裝在中心桿徑向；傘片的外緣制成圓弧狀或者漸開(kāi)線狀， 通過(guò)傘片鉸裝端與外筒所制的配合面8的滑動(dòng)配合，利用中心桿軸向位移，實(shí)現(xiàn)傘片的閉合及打開(kāi)。(2)外筒中部根據(jù)傘片的數(shù)量均布制有傘片開(kāi)合槽6，在每一開(kāi)合槽內(nèi)安裝傘片， 該傘片在外筒的開(kāi)合槽位置里面制有與傘片鉸裝端進(jìn)行滑動(dòng)配合的配合面。本實(shí)用新型還在外筒外緣徑向均布安裝有上、下扶正器3。本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)本實(shí)用新型中心桿的撞擊帽到達(dá)井口并撞擊上卡定器時(shí)，溫控彈簧在低溫下失去彈性，柱塞中心桿相對(duì)外筒上移，外筒壓緊傘片，依據(jù)配合面的配合使傘片收攏，使?fàn)顟B(tài)保持圖3中的狀態(tài)，此時(shí)柱塞的外筒外徑與油管的間隙變大，下落時(shí)受到上升流體的阻力變小。而當(dāng)柱塞下落到井底時(shí)，由于溫度升高，溫控彈簧恢復(fù)彈性，在溫控彈簧恢復(fù)力的作用下柱塞中心桿相對(duì)外筒發(fā)生下移，外筒配合面滑動(dòng)配合傘片根部使傘片翹起(傘面張開(kāi))，并封堵油管截面，彈簧的彈性力將使傘面保持張開(kāi)(圖1、圖2中的狀態(tài))。本實(shí)用新型非常適合于氣井排水或氣舉采油，目前使用的常規(guī)柱塞的最大缺陷是只能在關(guān)井狀態(tài)下，即井內(nèi)油氣不運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能在重力的作用下落到井底，是間歇工作方式。而傘形柱塞在傘面收攏時(shí)，柱塞橫截面積只有油管柱內(nèi)截面積的1/3或更小，因此可以在不關(guān)井的狀態(tài)下，依靠自重下落到井底，并且下行速度更快，循環(huán)周期數(shù)更多，實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作方式，大大提高泵的工作效率。本實(shí)用新型中，柱塞中心桿由300到400mm長(zhǎng)的小直徑的金屬柱體構(gòu)成，中部可分別加工出限位凸臺(tái)和鉸接凸臺(tái)。外筒由無(wú)磁不銹鋼材質(zhì)制成，外筒內(nèi)一端固裝溫控彈簧，另一端加工出用于控制傘片限位運(yùn)動(dòng)的限位凸環(huán)。外筒直徑為油管內(nèi)徑的1/2到2/3，這樣就可以保證傘片張開(kāi)時(shí)能封閉整個(gè)柱塞和油管組成的環(huán)形空間。
權(quán)利要求1.一種溫控彈簧傘式氣舉柱塞，由無(wú)磁不銹鋼外筒、中心桿、溫控彈簧、撞擊帽及傘片組成，外筒內(nèi)中心同軸安裝中心桿，傘片均布設(shè)置在外筒中部外緣，其特征在于在外筒內(nèi)的中心桿的一端同軸固裝溫控彈簧，并通過(guò)撞擊帽封裝在外筒內(nèi)，該溫控彈簧也與撞擊帽固裝；在中心桿另一端的外筒外制有一限位凸環(huán)；外筒中部根據(jù)傘片的數(shù)量均布制有傘片開(kāi)合槽，在每一開(kāi)合槽內(nèi)安裝傘片，該傘片在外筒的開(kāi)合槽位置里面制有與傘片鉸裝端進(jìn)行滑動(dòng)配合的配合面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控彈簧傘式氣舉柱塞，其特征在于所述傘片的鉸裝端與中心桿通過(guò)鉸裝座鉸裝在鉸裝座上，鉸裝座固裝在中心桿徑向，傘片的外緣制成圓弧狀或者漸開(kāi)線狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控彈簧傘式氣舉柱塞，其特征在于在外筒外緣徑向均布安裝有上、下扶正器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫控彈簧傘式氣舉柱塞，由無(wú)磁不銹鋼外筒、中心桿、溫控彈簧、撞擊帽及傘片組成，外筒內(nèi)中心同軸安裝中心桿，傘片均布設(shè)置在外筒中部外緣，在外筒內(nèi)的中心桿的一端同軸固裝溫控彈簧，并通過(guò)撞擊帽封裝在外筒內(nèi)，該溫控彈簧也與撞擊帽固裝；在中心桿另一端的外筒外制有一限位凸環(huán)；外筒中部根據(jù)傘片的數(shù)量均布制有傘片開(kāi)合槽，在每一開(kāi)合槽內(nèi)安裝傘片，該傘片在外筒的開(kāi)合槽位置里面制有與傘片鉸裝端進(jìn)行滑動(dòng)配合的配合面。本實(shí)用新型可以在不關(guān)井連續(xù)生產(chǎn)的狀態(tài)下，依靠自重下落到井底，并且下行速度很快，使循環(huán)周期較短。
文檔編號(hào)E21B43/00GK202194634SQ20112029293
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者伊向藝, 盧淵 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)