所属技术领域
本实用新型涉及柱塞捕捉和投放技术领域，具体涉及一种柱塞自动捕捉投放装置。
背景技术：
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，需要定期对柱塞进行取出检测和更换，目前采用手动柱塞捕捉器对运行的柱塞进行捕捉，捕捉时需要先将柱塞气举井进行关井达到柱塞到达井口条件，操作人员到达气井现场通过手动操作将柱塞捕捉器打开，开井后柱塞到达井口被捕捉住。投放柱塞时，操作人员手动将柱塞安装于捕捉器上，采用捕捉器悬挂住柱塞，开井流程完成后，再通过手动操作关闭捕捉器释放柱塞，柱塞在重力作用下掉落。人工操作过程中，因手动捕捉器弹簧力不易控制，会出现捕捉和投放失效，影响技术应用情况。
在柱塞运行过程中，手动柱塞捕捉器处于关闭状态，柱塞到达井口后不被捕捉，在气井流体作用下柱塞停在顶部，受气流变化影响，柱塞会出现震荡，当气流量不足以顶住柱塞时，柱塞将会下落至采气树阀门或四通位置处，严重时将下落至油管中，并在气体作用下不断震荡或上下运动。
采用手动柱塞捕捉器，需要人工操作工作量大，捕捉器投放可靠性能差，增加操作难度；另外，柱塞掉落至采气树或油管中时，会减小气流通道，严重时形成节流效应，冬季温度低时会出现水合物冻堵；对于应用胶筒结构柱塞时，震荡现象将对胶筒性能产生破坏作用，缩短胶筒密封柱塞应用时间。
对于大管柱生产气井采用柱塞气举时，由于柱塞重量大，采用手动捕捉投放装置时，人工无法操作，同时生产气量不能持续有效将柱塞顶在柱塞防喷管顶部，柱塞掉落将严重堵塞气流生产通道，因此需要考虑应用操作方便的柱塞自动捕捉投放装置，实现柱塞到达后稳定捕捉和自动投放，保证操作简便性和气井运行可靠性。
因此，针对大管柱生产井柱塞气举技术应用，研制了能够自动捕捉和投放柱塞的装置，对于常规柱塞气举井也满足应用。
技术实现要素：
本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种柱塞自动捕捉投放装置，该装置能够实现柱塞自动捕捉和投放，具有控制稳定、操作简便等特点。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种柱塞自动捕捉投放装置，包括
柱塞气举防喷管，柱塞气举防喷管一侧壁上设置有柱塞气举井气流通道，柱塞气举防喷管顶部设置有撞击块，柱塞气举井气流通道上连接第一开关井薄膜阀，第一开关井薄膜阀内设置有第一开关井薄膜阀杆，柱塞气举防喷管内部设置有柱塞，柱塞的侧壁上开有捕捉凹槽，柱塞气举防喷管另一侧壁上开有捕捉口；
柱塞捕捉投放装置，柱塞捕捉投放装置连接在捕捉口外的柱塞气举防喷管侧壁上；
微电磁阀，微电磁阀通过供气管线与第一开关井薄膜阀和柱塞捕捉投放装置连通，所述微电磁阀还连接有气源管线和泄气管线；
柱塞气举控制器，柱塞气举控制器通过电缆线与微电磁阀连接。
所述的微电磁阀为两位三通结构，第一个端口与气源管线连通，第二个端口与柱塞捕捉投放装置和第一开关井薄膜阀连通，第三个端口与泄气管线连通。
所述的柱塞捕捉投放装置包括壳体，壳体的一侧与捕捉口外的柱塞气举防喷管侧壁固定连接，壳体的另一侧位于底部的侧壁上连接有第二开关井薄膜阀，第二开关井薄膜阀内设置有第二开关井薄膜阀杆，所述壳体中心位置贯穿连接有轴向与柱塞气举防喷管垂直的铰接轴，铰接轴上转动连接有捕捉块，捕捉块一端与第二开关井薄膜阀杆固定连接，捕捉块另一端延伸至捕捉凹槽内，捕捉块与铰接轴连接的位置和捕捉块与第二开关井薄膜阀杆连接位置之间固定连接有捕捉弹簧，捕捉弹簧另一端与壳体内壁相接触，捕捉弹簧与捕捉块固定连接的一侧形成大于90°且小于180°的夹角。
所述的第二开关井薄膜阀通过供气管线10与微电磁阀的第二个端口连通。
所述的捕捉弹簧具有反向弹力，捕捉弹簧一端与捕捉块固定连接，捕捉弹簧另一端在反向弹力的作用下与壳体内壁相接触。
所述的第二开关井薄膜阀内的第二开关井薄膜阀杆可以上下移动，第二开关井薄膜阀充气后第二开关井薄膜阀杆向上移动，第二开关井薄膜阀泄气后第二开关井薄膜阀杆向下移动。
所述的第一开关井薄膜阀内的第一开关井薄膜阀杆可以上下移动，第一开关井薄膜阀充气后第一开关井薄膜阀杆向上移动，第一开关井薄膜阀泄气后第一开关井薄膜阀杆向下移动。
所述的捕捉凹槽至少设置一个。
本实用新型的有益效果是：
与现有技术相比，本实用新型通过柱塞气举控制器发出开井命令，开井命令通过电缆线传输给微电磁阀，微电磁阀打开供气管线，通过供气管线给第一开关井薄膜阀和柱塞捕捉投放装置充气，此时第一开关井薄膜阀内的第一开关井薄膜阀杆向上移动，柱塞气举井气流通道打开，柱塞举液上升，到达柱塞气举防喷管顶部后，液体由柱塞气举井气流通道中排出，柱塞与撞击块接触后反向运动，柱塞捕捉投放装置通过捕捉口进行捕捉柱塞，此时柱塞处于捕捉状态；柱塞气举控制器发出关井命令，关井命令通过电缆线传输给微电磁阀，微电磁阀关闭气源，第一开关井薄膜阀和柱塞捕捉投放装置内的气体通过供气管线和微电磁阀上排气口被排放泄气，第一开关井薄膜阀内的第一开关井薄膜阀杆向下移动，柱塞气举井气流通道关闭，柱塞捕捉投放装置释放柱塞，柱塞在自身重力作用下向下移动，此时柱塞自动投放成功，重复上述的工作过程实现柱塞周期性的运动，在每个运行周期时进行柱塞的自动捕捉和投放；本实用新型提供的柱塞自动捕捉投放装置采用气井气体控制，能够实现柱塞自动捕捉和投放，控制稳定、操作简便，实现柱塞在每个运行周期时自动捕捉和投放，防止柱塞掉落堵塞气流通道和水合物冻堵，解决了大管柱生产井柱塞气举技术柱塞捕捉投放问题，实现气井柱塞气举排水采气稳定生产，同时为常规柱塞气举井提供柱塞自动捕捉投放应用方案。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的柱塞自动捕捉投放装置捕捉柱塞时结构示意图。
图2为本实用新型的柱塞自动捕捉投放装置投放柱塞时结构示意图。
图中：1-柱塞气举控制器、2-微电磁阀、3-柱塞捕捉投放装置、4-柱塞气举防喷管、5-柱塞、6-第一开关井薄膜阀、7-撞击块、8-柱塞气举井气流通道、9-气源管线、10-供气管线、11-泄气管线、12-铰接轴、13-捕捉弹簧、14-捕捉块、15-第二开关井薄膜阀杆、16-第一开关井薄膜阀杆、17-第二开关井薄膜阀。
具体实施方式
实施例1:
参照图1和图2，一种柱塞自动捕捉投放装置，包括
柱塞气举防喷管4，柱塞气举防喷管4一侧壁上设置有柱塞气举井气流通道8，柱塞气举防喷管4顶部设置有撞击块7，柱塞气举井气流通道8上连接第一开关井薄膜阀6，第一开关井薄膜阀6内设置有第一开关井薄膜阀杆16，柱塞气举防喷管4内部设置有柱塞5，柱塞5的侧壁上开有捕捉凹槽，柱塞气举防喷管4另一侧壁上开有捕捉口；
柱塞捕捉投放装置3，柱塞捕捉投放装置3连接在捕捉口外的柱塞气举防喷管4侧壁上；
微电磁阀2，微电磁阀2通过供气管线10与第一开关井薄膜阀6和柱塞捕捉投放装置3连通；
柱塞气举控制器1，柱塞气举控制器1通过电缆线与微电磁阀2连接。
实际使用时：柱塞气举控制器1发出开井命令，开井命令通过电缆线传输给微电磁阀2，微电磁阀2打开供气管线10，气源管线9内的气体通过供气管线10给第一开关井薄膜阀6和柱塞捕捉投放装置3充气，此时第一开关井薄膜阀6内的第一开关井薄膜阀杆16向上移动，柱塞气举井气流通道8打开，柱塞5举液上升，到达柱塞气举防喷管4顶部后，液体由柱塞气举井气流通道8中排出，柱塞5与撞击块7接触后反向运动，柱塞捕捉投放装置3通过捕捉口进行捕捉柱塞5，此时柱塞5处于捕捉状态；柱塞气举控制器1发出关井命令，关井命令通过电缆线传输给微电磁阀2，微电磁阀2关闭气源，第一开关井薄膜阀6和柱塞捕捉投放装置3内的气体通过供气管线10和微电磁阀2上连接的泄气管线11被排放泄气，第一开关井薄膜阀6内的第一开关井薄膜阀杆16向下移动，柱塞气举井气流通道8关闭，柱塞捕捉投放装置3释放柱塞5，柱塞5在自身重力作用下向下移动，此时柱塞5自动投放成功，重复上述的工作过程实现柱塞5周期性的运动，在每个运行周期时进行柱塞5的自动捕捉和投放；本发明提供的柱塞自动捕捉投放装置采用气井气体控制，能够实现柱塞5自动捕捉和投放，控制稳定、操作简便，实现柱塞5在每个运行周期时自动捕捉和投放，防止柱塞5掉落堵塞气流通道和水合物冻堵，解决了大管柱生产井柱塞气举技术柱塞捕捉投放问题，实现气井柱塞气举排水采气稳定生产，同时为常规柱塞气举井提供柱塞自动捕捉投放应用方案。
实施例2:
参照图1和图2，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的微电磁阀2为两位三通结构，第一个端口与气源管线9连通，第二个端口与柱塞捕捉投放装置3和第一开关井薄膜阀6连通，第三个端口与泄气管线11连通。
实际使用时：当柱塞5捕捉时，第一开关井薄膜阀6和柱塞捕捉投放装置3充气,气源通过气源管线9通过第一个端口进入微电磁阀2，进入的气体通过第二个端口进入供气管线10，气体在通过供气管线10进入柱塞捕捉投放装置3和第一开关井薄膜阀6，此时第三个端口关闭，即泄气管线11关闭，当柱塞5投放时，第一个端口关闭，即气源管线9关闭，第三个端口打开，即泄气管线11打开，柱塞捕捉投放装置3和第一开关井薄膜阀6内的气体通过供气管线10然后进入微电磁阀2，从微电磁阀2上的第三个端口进入泄气管线11进行泄气排放，使用该结构简单，方便控制。
实施例3:
参照图1和图2，与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的柱塞捕捉投放装置3包括壳体，壳体的一侧与捕捉口外的柱塞气举防喷管4侧壁固定连接，壳体的另一侧位于底部的侧壁上连接第二开关井薄膜阀17，第二开关井薄膜阀17内设置有第二开关井薄膜阀杆15，所述壳体中心位置贯穿连接有轴向与柱塞气举防喷管4垂直的铰接轴12，铰接轴12上转动连接捕捉块14，捕捉块14一端与第二开关井薄膜阀杆15固定连接，捕捉块14另一端延伸至捕捉凹槽内，捕捉块14与铰接轴12连接的位置和捕捉块14与第二开关井薄膜阀杆15连接位置之间固定连接有捕捉弹簧13，捕捉弹簧13另一端与壳体内壁相接触，捕捉弹簧13与捕捉块14固定连接的一侧形成大于90°且小于180°的夹角。
实际使用时：柱塞5捕捉时，第二开关井薄膜阀17进行充气，第二开关井薄膜阀杆15向上移动，同时柱塞气举井气流通道8打开，柱塞5举液上升，到达柱塞气举防喷管4顶部后，液体由柱塞气举井气流通道8中排出，柱塞5与撞击块7接触后反向运动，同时第二开关井薄膜阀杆15向上移动后，第二开关井薄膜阀杆15带动捕捉块14逆时针运动，同时捕捉块14在捕捉弹簧13弹力作用下，捕捉块14进行逆时针旋转被弹出，捕捉块14的另一端将弹入柱塞5侧壁上的捕捉凹槽内，实现对柱塞5的捕捉，此时柱塞5处于捕捉状态；柱塞5投放时，第一开关井薄膜阀6和第二开关井薄膜阀17内的气体被排放泄气，第一开关井薄膜阀杆16和第二开关井薄膜阀杆15向下移动，此时柱塞气举井气流通道8关闭，第二开关井薄膜阀杆15带动捕捉块14顺时针运动，同时捕捉块14在捕捉弹簧13弹力作用下进行顺时针旋转收回，柱塞5被释放，柱塞5在自身重力作用下向下移动，此时柱塞5自动投放成功，捕捉弹簧13与捕捉块14固定连接的一侧形成大于90°且小于180°的夹角，保证捕捉弹簧13作用于捕捉块14，使捕捉块14可以正常的顺时针或者逆时针旋转，整个装置结构简单，控制起来简单便捷。
实施例4:
与实施例3相比，本实施例的不同之处在于：所述的第二开关井薄膜阀17通过供气管线10与微电磁阀2的第二个端口连通。
优选的是所述的捕捉弹簧13具有反向弹力，捕捉弹簧13一端与捕捉块14固定连接，捕捉弹簧13另一端在反向弹力的作用下与壳体内壁相接触。
优选的是所述的第二开关井薄膜阀17内的第二开关井薄膜阀杆15可以上下移动，第二开关井薄膜阀17充气后第二开关井薄膜阀杆15向上移动，第二开关井薄膜阀17泄气后第二开关井薄膜阀杆15向下移动。
实际使用时：第二开关井薄膜阀17通过供气管线10与微电磁阀2的第二个端口连通进行充气或者泄气，在整个柱塞捕捉投放装置3安装时内部的捕捉弹簧13安装时本身具有一定的反向弹力，使捕捉弹簧13另一端在反向弹力的作用下与壳体内壁相接触，顶在壳体内壁上，第二开关井薄膜阀17内的第二开关井薄膜阀杆15可以上下移动，第二开关井薄膜阀17充气后第二开关井薄膜阀杆15向上移动，第二开关井薄膜阀17泄气后第二开关井薄膜阀杆15向下移动，第二开关井薄膜阀杆15可以带动捕捉块14顺时针或者逆时针旋转，采用第二开关井薄膜阀17可以通过气体进行控制开关，使用起来方便便捷。
实施例5:
与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的第一开关井薄膜阀6内的第一开关井薄膜阀杆16可以上下移动，第一开关井薄膜阀6充气后第一开关井薄膜阀杆16向上移动，第一开关井薄膜阀6泄气后第一开关井薄膜阀杆16向下移动。
实际使用时：第一开关井薄膜阀6内的第一开关井薄膜阀杆16可以上下移动，当，第一开关井薄膜阀6充气后第一开关井薄膜阀杆16向上移动，第一开关井薄膜阀6泄气后第一开关井薄膜阀杆16向下移动，控制柱塞气举井气流通道8的开闭。
实施例6:
与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的捕捉凹槽至少设置一个。
实际使用时：捕捉凹槽设置一个或者多个即可实现捕捉块14对柱塞5的捕捉，当柱塞5处于捕捉状态时，捕捉块14的一端卡入柱塞5上的捕捉凹槽内，当柱塞5处于释放状态时，捕捉块14通过第二开关井薄膜阀杆15对捕捉块14加力，克服捕捉弹簧13的弹力后使捕捉块14顺时针旋转收回，柱塞5被释放。
实施例7:
一种柱塞自动捕捉投放装置的使用方法包括上述实施例1-6所述的任意一项一种柱塞自动捕捉投放装置，包括以下步骤：
步骤一：柱塞上行捕捉
启动柱塞气举控制器1，柱塞气举控制器1发出开井命令，微电磁阀2接收到命令后，打开供气管线10，关闭泄气管线11，供气管线10给第一开关井薄膜阀6和第二开关井薄膜阀17充气，第一开关井薄膜阀杆16和第二开关井薄膜阀杆15向上移动，由薄膜阀杆15作用在捕捉块14上的加力被释放，捕捉块14在捕捉弹簧13弹力作用下逆时针旋转被弹出，处于等待捕捉柱塞5状态；第一开关井薄膜阀杆16和第二开关井薄膜阀杆15向上移动同时，柱塞气举井气流通道8打开，柱塞5举液上升，当到达柱塞气举防喷管4顶部后，液体由柱塞气举井气流通道8中排出，柱塞5与撞击块7接触后反向运动，捕捉块14的另一端将弹入柱塞5侧壁上的捕捉凹槽内，实现对柱塞5的捕捉，此时柱塞5处于捕捉状态；
步骤二：柱塞下行投放
在步骤一柱塞5处于捕捉状态的基础上，启动柱塞气举控制器1发出关井命令，微电磁阀2接收到命令后，关闭气源管线9连通的第一个端口，并打开泄气管线11所连通的第三个端口，第一开关井薄膜阀6和第二开关井薄膜阀17内的气体被排放泄气，第一开关井薄膜阀杆16和第二开关井薄膜阀杆15向下移动，此时柱塞气举井气流通道8关闭，第二开关井薄膜阀杆15对捕捉块14加力，克服捕捉弹簧13的弹力后使捕捉块14顺时针旋转收回，柱塞5被释放，柱塞5在自身重力作用下向下移动，此时柱塞5自动投放成功。
步骤三：
重复步骤一和步骤二的工作过程，柱塞5气举进行周期性举液运行。
使用上述所述的方法能够实现柱塞5自动捕捉和投放，控制稳定、操作简便，防止柱塞5掉落堵塞气流通道和水合物冻堵，解决了大管柱生产井柱塞气举技术柱塞捕捉投放问题，实现气井柱塞气举排水采气稳定生产。
实施例8:
与实施例6相比，本实施例的不同之处在于：所述的柱塞气举控制器1是一种具有远程控制功能和实现在远程办公室软件上进行控制的控制器。
实际使用时：柱塞气举控制器1可以在远程办公室软件上进行控制微电磁阀2上端口的开闭，使用起来便捷实现了整个装置中柱塞5的自动捕捉和投放。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细的说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
1.一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：包括
柱塞气举防喷管(4)，柱塞气举防喷管(4)一侧壁上设置有柱塞气举井气流通道(8)，柱塞气举防喷管(4)顶部设置有撞击块(7)，柱塞气举井气流通道(8)上连接第一开关井薄膜阀(6)，第一开关井薄膜阀(6)内设置有第一开关井薄膜阀杆(16)，柱塞气举防喷管(4)内部设置有柱塞(5)，柱塞(5)的侧壁上开有捕捉凹槽，柱塞气举防喷管(4)另一侧壁上开有捕捉口；
柱塞捕捉投放装置(3)，柱塞捕捉投放装置(3)连接在捕捉口外的柱塞气举防喷管(4)侧壁上；
微电磁阀(2)，微电磁阀(2)通过供气管线(10)与第一开关井薄膜阀(6)和柱塞捕捉投放装置(3)连通，所述微电磁阀(2)还连接有气源管线(9)和泄气管线(11)；
柱塞气举控制器(1)，柱塞气举控制器(1)通过电缆线与微电磁阀(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的微电磁阀(2)为两位三通结构，第一个端口与气源管线(9)连通，第二个端口与柱塞捕捉投放装置(3)和第一开关井薄膜阀(6)连通，第三个端口与泄气管线(11)连通。
3.根据权利要求2所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的柱塞捕捉投放装置(3)包括壳体，壳体的一侧与捕捉口外的柱塞气举防喷管(4)侧壁固定连接，壳体的另一侧位于底部的侧壁上连接有第二开关井薄膜阀(17)，第二开关井薄膜阀(17)内设置有第二开关井薄膜阀杆(15)，所述壳体中心位置贯穿连接有轴向与柱塞气举防喷管(4)垂直的铰接轴(12)，铰接轴(12)上转动连接有捕捉块(14)，捕捉块(14)一端与第二开关井薄膜阀杆(15)固定连接，捕捉块(14)另一端延伸至捕捉凹槽内，捕捉块(14)与铰接轴(12)连接的位置和捕捉块(14)与第二开关井薄膜阀杆(15)连接位置之间固定连接有捕捉弹簧(13)，捕捉弹簧(13)另一端与壳体内壁相接触，捕捉弹簧(13)与捕捉块(14)固定连接的一侧形成大于90°且小于180°的夹角。
4.根据权利要求3所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的第二开关井薄膜阀(17)通过供气管线(10)与微电磁阀(2)的第二个端口连通。
5.根据权利要求3所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的捕捉弹簧(13)具有反向弹力，捕捉弹簧(13)一端与捕捉块(14)固定连接，捕捉弹簧(13)另一端在反向弹力的作用下与壳体内壁相接触。
6.根据权利要求3所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的第二开关井薄膜阀(17)内的第二开关井薄膜阀杆(15)可以上下移动，第二开关井薄膜阀(17)充气后第二开关井薄膜阀杆(15)向上移动，第二开关井薄膜阀(17)泄气后第二开关井薄膜阀杆(15)向下移动。
7.根据权利要求1所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的第一开关井薄膜阀(6)内的第一开关井薄膜阀杆(16)可以上下移动，第一开关井薄膜阀(6)充气后第一开关井薄膜阀杆(16)向上移动，第一开关井薄膜阀(6)泄气后第一开关井薄膜阀杆(16)向下移动。
8.根据权利要求1所述的一种柱塞自动捕捉投放装置，其特征是：所述的捕捉凹槽至少设置一个。
技术总结