一种自带缓冲的柱塞和气举排液生产方法以及应用技术领域
本发明属于气田采气技术领域，具体涉及一种自带缓冲的柱塞和气举排液生产方
法以及应用。
背景技术
柱塞气举工艺是利用气井自身能量将液体排出井筒，柱塞作为气液之间的机械界
面，阻止气体上窜和液体回落，减少液体滑脱效应，增加间歇举升效率。柱塞气举是一种简
单高效的排液采气方法，是间歇气举的一种特殊形式，柱塞作为一种固体的密封界面，将举
升气体和被举升的液体分开，减少气体窜流和液体回落，提高举升气体的效率。柱塞气举的
能量主要来源于地层，但是当地层气能量不足时，也向井内注入一定的高压气。这些气体将
柱塞及其上部的液体从井底推向井口，排除井底积液，增大生产压差，延长气井的生产时
间。对常规连续气举或间歇气举效率不高的井，采用柱塞气举可以提高生产效率，避免气体
的无效消耗。柱塞气举还可用于易结蜡，结垢的油气井，沿油管上下来回的柱塞可以干扰破
坏结蜡结垢的过程。这样就省下了清洗蜡，垢的工序节约了生产时间和生产费用。
柱塞气举工艺主要应用于直井，而水平井主要采用的是泡沫排水，泡沫排水采气
工艺是往井里加入表面活性剂的一种注排工艺。表面活性剂又叫起泡剂。向井内注入一定
数量的起泡剂，井底积水与起泡剂接触以后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度的含水
泡沫，随气流从井底携带到地面，达到清除井底积液的目的。同时，在携带气泡流的天然气
上升到地面后，为防止泡沫带入地面工艺设备，影响正常生产。还需在管线加入设备前，向
管线内注入消泡剂，将泡沫除去。但泡沫排水工艺存在有污染、费用高和工作量大、排液效
果差的缺点。
发明内容
本发明的目的是解决现有的用于水平井的泡沫排水工艺存在有污染、费用高和工
作量大、排液效果差等缺点的问题。
为此，本发明提供了一种自带缓冲的柱塞，包括柱塞本体和导向杆，柱塞本体为中
空腔体，中空腔体内设有缓冲弹簧，导向杆的一端伸入中空腔体内，另外一端伸出柱塞本体
外并在该端头套有导向头，柱塞本体的顶部是柱塞打捞头；
所述导向杆上套有挡圈，挡圈位于柱塞本体的内壁底端，挡圈与柱塞本体通过弹簧圆
柱销一连接。
所述导向杆为中空结构。
所述导向杆伸入柱塞本体中空腔体内的一端设有台阶。
所述导向头与导向杆之间通过弹簧圆柱销二连接。
所述导向头螺纹连接在导向杆的底端，且导向头倒有圆角。
一种自带缓冲的柱塞的气举排液生产方法，在关井状态下，将自带缓冲的柱塞下
放入水平井或者大斜度井，自带缓冲的柱塞整体下行，到达水平井的变径接头位置，柱塞的
导向头遇阻停止运动，柱塞本体在惯性作用下继续下行，缓冲弹簧压缩，柱塞本体停止下
行；然后开井，柱塞整体在地层气或者注入气作用下上行，同时将井底液体举升至井口，至
此完成一周期的气举排液再开始下一循环。
所述柱塞本体和导向头的外径均大于水平井水平段油管的内径。
一种自带缓冲的柱塞的应用，所述自带缓冲的柱塞可应用于大斜度井、水平井和
直井。
本发明的有益效果：本发明提供的这种自带缓冲的柱塞，柱塞内部设置弹簧，实现
柱塞自缓冲的功能，替代了传统的井下缓冲器；底部导向杆和挡圈起到固定弹簧位置，防止
弹簧滑脱，并支撑弹簧的作用；导向头起到在柱塞下落过程中导向及在井底支撑柱塞本体
的作用，导向杆设置为中空，弹簧圆柱销起到固定挡圈和导向头的作用。该柱塞主要应用于
大斜度井和水平井，避免了传统的水平井采用泡沫排水工艺带来的有污染、费用高和工作
量大、排液效果差等缺点的问题，同时实现了水平气井应用柱塞气举工艺进行排液采气，解
决了长庆气田1200多口水平气井排液采气的难题。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是自带缓冲的柱塞的结构示意图。
附图标记说明：1、柱塞本体；2、柱塞打捞头；3、导向杆；4、缓冲弹簧；5、导向头；6、
弹簧圆柱销一；7、弹簧圆柱销二；8、挡圈。
具体实施方式
实施例1：
为了解决传统的水平井采用泡沫排水工艺带来的有污染、费用高和工作量大、排液效
果差等缺点的问题，本实施例提供了如图1所示的一种自带缓冲的柱塞，包括柱塞本体1和
导向杆3，柱塞本体1为中空腔体，中空腔体内设有缓冲弹簧4，导向杆3的一端伸入中空腔体
内，另外一端伸出柱塞本体1外并在该端头套有导向头5，柱塞本体1的顶部是柱塞打捞头2；
所述导向杆3上套有挡圈8，挡圈8位于柱塞本体1的内壁底端，挡圈8与柱塞本体1通过弹簧
圆柱销一6连接。
本实施例提供的这种柱塞的工作过程是：
在关井状态下，将自带缓冲的柱塞下放入水平井或者大斜度井等，自带缓冲的柱塞整
体下行，到达水平井的变径接头位置，柱塞的导向头5遇阻停止运动，柱塞本体1在惯性作用
下继续下行，缓冲弹簧4压缩，柱塞本体1停止下行；然后开井，柱塞整体在地层气或者注入
气作用下上行，同时将井底液体举升至井口，至此完成一周期的气举排液再开始下一循环。
需要说明的是，缓冲弹簧4的设置替代了传统柱塞使用的井下缓冲器，使得柱塞结
构更加简单实用，且降低了成本；底部导向杆3和挡圈8起到固定缓冲弹簧4位置，防止缓冲
弹簧4滑脱，并支撑缓冲弹簧4的作用；导向头5起到在柱塞下落过程中导向及在井底支撑柱
塞本体1的作用；弹簧圆柱销一6起到固定挡圈8和导向头5的作用，挡圈8与柱塞本体1通过
弹簧圆柱销一6或者螺纹连接。气举排液结束后，利用打捞工具抓住柱塞打捞头2将其打捞
上来。
本发明提供的这种自带缓冲的柱塞，柱塞内部设置弹簧，实现柱塞自缓冲的功能，
替代了传统的井下缓冲器；底部导向杆和挡圈起到固定弹簧位置，防止弹簧滑脱，并支撑弹
簧的作用；导向头起到在柱塞下落过程中导向及在井底支撑柱塞本体的作用，导向杆设置
为中空，弹簧圆柱销起到固定挡圈和导向头的作用。该柱塞主要应用于大斜度井和水平井
（或者直井），便免了传统的水平井采用泡沫排水工艺带来的有污染、费用高和工作量大、排
液效果差等缺点的问题，同时实现了水平气井应用柱塞气举工艺进行排液采气，解决了长
庆气田1200多口水平气井排液采气的难题。
实施例2：
在实施例1的基础上，为了减轻整个柱塞的重量，以及排出井底液体所含砂子，所述导
向杆3为中空结构。为了固定缓冲弹簧4的位置，防止缓冲弹簧4滑脱，所述导向杆3伸入柱塞
本体1中空腔体内的一端设有台阶。所述导向头5与导向杆3之间通过弹簧圆柱销二7或者螺
纹连接，弹簧圆柱销二7起到固定导向头5的作用。为了达到在关井状态下，柱塞本体1能在
自重下下行并最终停止运行，所述柱塞本体1和导向头5的外径均大于水平井水平段油管的
内径。为了使柱塞本体1下落顺利，所述导向头5螺纹连接在导向杆3的底端，且导向头5倒有
圆角。
实施例3：
本实施例提供了一种自带缓冲的柱塞的气举排液生产方法，在关井状态下，将自带缓
冲的柱塞下放入水平井（或者大斜度井和直井），自带缓冲的柱塞整体下行，到达水平井的
变径接头位置，柱塞的导向头5遇阻停止运动，柱塞本体1在惯性作用下继续下行，缓冲弹簧
4压缩，柱塞本体1停止下行；然后开井，柱塞整体在地层气或者注入气作用下上行，同时将
井底液体举升至井口，至此完成一周期的气举排液再开始下一循环。安全实现了水平气井
自带缓冲的柱塞气举排液采气。本装置在长庆气田已经成功投放运行，应用效果显著。
实施例4：
本实施例提供了一种自带缓冲的柱塞的应用，所述自带缓冲的柱塞可应用于水平井、
大斜度井和直井。大斜度井是定向井的一种，其井斜达到了45°至85°。
为了在水平井应用柱塞，针对水平井的井身结构特点，本发明提供了一种自带缓
冲的新型柱塞，利用31/2″管柱与27/8″管柱连接的变径短节作为限位台阶，井筒内不需要再
投放井下工具，避免了大井斜角无法投放井下工具的问题，柱塞下落深度大幅增加，可进一
步降低井筒液柱高度。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡
是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部
件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。