阅读说明：本技术 一种皮碗胶筒密封结构柱塞 (Rubber cup rubber cylinder sealing structure plunger ) 是由 李旭日 田伟 李耀德 贾友亮 惠艳妮 宋洁 谈泊 李丽 李在顺 杨亚聪 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种皮碗胶筒密封结构柱塞,包括中心管和中心杆,中心管外连接有连接体、上隔套和下隔套,连接体下端与上隔套上端相连,上隔套下端与下隔套上端相连,连接体上端连接有打捞头,打捞头内部开有密封球座腔,密封球座腔内连接有密封球座,密封球座腔与中心管相连通,密封球座腔上还开有与外界连通的中心管出气口,下隔套下端连接有柱塞底,柱塞底上开有与中心管相连通的中心管进气口,其中经过密封球座腔的中心杆上连接有密封球,上隔套外部连接有上密封胶筒,以连通中心管和上密封胶筒。密封胶筒在气流力作用下膨胀密封举升液体,具有密封效果好,能够有效防止液体滑脱,可节省柱塞举升积液能量。(The invention discloses a rubber cup packing element sealing structure plunger piston, which comprises a central tube and a central rod, wherein a connecting body, an upper spacer sleeve and a lower spacer sleeve are connected outside the central tube, the lower end of the connecting body is connected with the upper end of the upper spacer sleeve, the lower end of the upper spacer sleeve is connected with the upper end of the lower spacer sleeve, a fishing head is connected with the upper end of the connecting body, a sealing ball seat cavity is formed in the fishing head, a sealing ball seat is connected in the sealing ball seat cavity, the sealing ball seat cavity is communicated with the central tube, a central tube air outlet communicated with the outside is formed in the sealing ball seat cavity, the lower end of the lower spacer sleeve is connected with a plunger piston bottom, a central tube air inlet communicated with the central tube is formed in the plunger piston bottom, the central tube passing through the sealing ball seat cavity is connected with a sealing ball, and. The sealing rubber cylinder expands, seals and lifts liquid under the action of airflow force, has good sealing effect, can effectively prevent the liquid from slipping, and can save the energy of lifting accumulated liquid by the plunger.)

一种皮碗胶筒密封结构柱塞

技术领域

本发明属于天然气开采领域，具体涉及一种皮碗胶筒密封结构柱塞。

背景技术

气井生产中会伴随有液体产出，当气井能量生产至小于临界携液流量后，将无法有效携带出液体，随着生产继续进行，液体将在井筒内聚积形成积液，积液存在使气井无法正常生产，严重时会使气井停产。因此，在气井出现积液时就需要及时开展排水采气技术，保证气井稳定生产。

柱塞气举技术是一种经济有效的排水采气方法，在气井井筒中投放柱塞，利用气井生产气量推动柱塞在油管内周期运行，柱塞在举升气液之间形成机械封隔界面，能够有效阻止气体上窜和液体回落，减少液体“滑脱”效应，增加气井排液效率。柱塞气举技术应用中，根据气井不同生产阶段、气井生产管柱、气井管壁、出砂等状况，应用了柱状、刷式和衬垫式等一系列柱塞，有效提高了柱塞气举技术适用范围和技术应用时间。

对于大管柱或直接采用套管作为生产管柱的气井，该类井生产积液后采用柱塞气举排水采气技术，由于管柱尺寸大及无油套环空能量补充等特点，对柱塞气举井和柱塞提出了更高要求，要求气井产量更好，同时要求柱塞密封性能更好。但现有柱塞举液密封性差，漏失严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种皮碗胶筒密封结构柱塞，以解决现有技术当中柱塞举液密封性差，漏失严重的问题。

一种皮碗胶筒密封结构柱塞，包括中心管和中心杆，中心管外连接有连接体、上隔套和下隔套，连接体下端与上隔套上端相连，上隔套下端与下隔套上端相连，连接体上端连接有打捞头，打捞头内部开有密封球座腔，密封球座腔内连接有密封球座，密封球座腔与中心管相连通，密封球座腔上还开有与外界连通的中心管出气口，下隔套下端连接有柱塞底，柱塞底上开有与中心管相连通的中心管进气口，中心杆贯通打捞头、中心管和柱塞底，其中经过密封球座腔的中心杆上连接有密封球，上隔套外部连接有上密封胶筒，上隔套上还开有通气孔，以连通中心管和上密封胶筒。

进一步的，所述连接体外部连接有多个上扶正器，柱塞底外部连接有多个下扶正器。

进一步的，所述柱塞底为倒角结构。

进一步的，所述中心杆的长度大于打捞头、连接体、上隔套、下隔套和柱塞底的总长度。

进一步的，所述下隔套外部还连接有下密封胶筒，下密封胶筒下部为用于进气的碗状开口。

进一步的，所述上隔套外部连接有多个上密封胶筒，每个上密封胶筒通过通气孔与中心管连通。

本发明的有益效果在于：用两级或多级密封胶筒密封结构，密封胶筒在气流力作用下膨胀密封举升液体，具有密封效果好，能够有效防止液体滑脱，可节省柱塞举升积液能量，同时密封胶筒膨胀与生产管柱间形成软接触，防止皮碗密封胶筒摩擦损害，保证柱塞应用寿命。

附图说明

图1是本皮碗胶筒密封结构柱塞下落时结构示意图；

图2是本皮碗胶筒密封结构柱塞上行时结构示意图；

附图标记说明：1、打捞头；2、密封球座；3、密封球；4、连接体；5、上扶正器；6、上密封胶筒；7、中心杆；8、中心管；9、上隔套；10、下密封胶筒；11、下隔套；12、下扶正器；13、中心管出气口；14、柱塞底。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

【实施例1】

如图1和图2所示，一种皮碗胶筒密封结构柱塞，包括中心管8和中心杆7，中心管8外连接有连接体4、上隔套9和下隔套11，连接体4下端与上隔套9上端相连，上隔套9下端与下隔套11上端相连，连接体4上端连接有打捞头1，打捞头1内部开有密封球座腔，密封球座腔内连接有密封球座2，密封球座腔与中心管8相连通，密封球座腔上还开有与外界连通的中心管出气口13，下隔套11下端连接有柱塞底14，柱塞底14上开有与中心管8相连通的中心管进气口，中心杆7贯通打捞头1、中心管8和柱塞底14，其中经过密封球座腔的中心杆7上连接有密封球3，上隔套9外部连接有上密封胶筒6，上隔套9上还开有通气孔，以连通中心管8和上密封胶筒6。

包括中心管8，用于通过通过气体，中心管8外连接有连接体4、上隔套9和下隔套11，并且连接体4、上隔套9和下隔套11从上到下互相连接。

连接体4上端连接有打捞头1，打捞头1为中空结构，中空部分为密封球座腔，密封球座腔上还开有与外界连通的中心管出气口13。打捞头1和连接体4相连，连接体4内的中心管8上端与打捞头1的密封球座腔相连通，采出的气体就可以由中心管8进入密封球座腔，再由中心管出气口13从密封球座腔到外界。而密封球座腔内的密封球座2可以与密封球3配合形成密封，阻止密封球座腔内的气体经中心管出气口13与外界连通。

密封球座2与密封球3配合密封时，将整个密封球座腔分为上密封球座腔和下密封球座腔，中心管出气口13连通外界和上中心管出气口13，中心管8与下密封球座腔连通。

底部的气体由中心管进气口进入中心管8，再进入下密封球座腔、上密封球座腔，最终由中心管出气口13排出打捞头1，形成一条气流通道。

下隔套11下端连接有柱塞底14，柱塞底14上开有与中心管8相连通的中心管进气口，下隔套11内部的中心管8也与柱塞底14相连通，并通过柱塞底上的中心管进气口与外界连通。

还包括了中心杆7，中心杆7从打捞头1、中心管8和柱塞底14中贯穿而过，并且可以自由上下移动，其中中心杆7经过打捞头1密封球座腔室的部分还连接有密封球3，这样中心杆7上下移动时，就可以带动密封球3与密封球座2密封或脱离。

上隔套9外部连接有上密封胶筒6，上隔套9上还开有通气孔，以连通中心管8和上密封胶筒6

上密封胶筒6与中心管8相连通，中心管8的气体经通气孔进入上密封胶筒6中，上密封胶筒6膨胀变大，并与生产管柱的内壁接触形成密封圈一样的第一道密封面，同时上密封胶筒6与生产管柱内壁形成软接触，避免上密封胶筒6被摩擦损害。

【实施例2】

在实施例1的基础上，所述连接体4外部连接有多个上扶正器5，柱塞底14外部连接有多个下扶正器12。

连接体4外部连接有多个上扶正器5，柱塞底14外部连接有多个下扶正器12，来稳定整个柱塞的位置，保证柱塞处于生产管柱的中间而不会偏斜。

所述柱塞底14为倒角结构。起导入柱塞向下正常运行作用。

所述中心杆7的长度大于打捞头1、连接体4、上隔套9、下隔套11和柱塞底14的总长度。这样柱塞上行到顶部时，中心杆7高出打捞头1的部分被向下撞，带动密封球3向下运动，密封球3和密封球座2分离，不再密封，使得气流通道被打开，上密封胶筒6因为泄流后压力减小而收缩，不再与生产管柱内壁接触，又可以落下。

所述下隔套11外部还连接有下密封胶筒10，下密封胶筒10下部为用于进气的碗状开口。

所述上隔套9外部连接有多个上密封胶筒6，每个上密封胶筒6通过通气孔与中心管8连通。

综上所述，在工作时，本柱塞可分为上行和下行两个状态。

如图2所示，柱塞上行。柱塞到达生产管柱底时，因为中心杆7长于柱塞，所以中心杆7被向上推，中心杆7上的密封球3随之上移与密封球座2接触形成密封，至此，本该由下密封球座腔进入上密封球座腔的气体无法排出，此时气流顺着中心管8上的通气孔进入上密封胶筒6，上密封胶筒6膨胀与生产管柱内壁接触，形成第一道密封圈，而本来在上密封胶筒6上方的液体也就不会留下来，同时气流从柱塞外部向上，从下密封胶筒10下端的碗状开口进入下密封胶筒10，使得下密封胶筒10膨胀与生产管柱内壁相接触形成第二道密封面，在气流力的推动下，推动柱塞和上密封胶筒6上方的液体一起向井口运动，这是密封球3被密封球座2卡主，中心杆7不会下落。上密封胶筒6上方的积液最终最井口被排出。

如图1所示，柱塞下行。柱塞上行到井口后，积液被从井口排走，中心杆7上端撞击到井口装置上，中心杆7被向下压，此时密封球3向下与密封球座2分开，气流通道打通，上密封胶筒6和下上密封胶筒10在泄压的情况下收缩，无法再与生产管柱内壁接触，整个柱塞就此下落。下落过程中生产管柱内的气液沿从气流通道内通过，不会妨碍柱塞的下落，直至柱塞下落到生产管柱底部，则又如柱塞上行的过程，柱塞进行周期性上行和下行。