CN103147710A

CN103147710A - 一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置

Info

Publication number: CN103147710A
Application number: CN2013100553310A
Authority: CN
Inventors: 彭小龙; 王铭伟; 杜志敏; 郭华; 王晶; 陈朝晖; 王可可; 汤小龙; 朱苏阳
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: CN103147710B

Abstract

本发明属于煤层气勘探开发技术领域，提供了一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置，该煤层气井底煤粉震荡解堵装置由油管以及与油管相连接，用于对煤层气井底煤粉进行震荡解堵的震荡器，震荡器中设置有鱼鳃碗脉冲源，利用井下鱼鳃碗脉冲源产生持续的低频、高幅扰动波，扰动波将动能从井底向近井地带传递，近井淤塞带内固结的煤粉在扰动波作用下重新构架为分散的细小颗粒状态，开井恢复排水采气时，液流在井底生产压差作用下将分散的细小颗粒煤粉采出，疏通了孔道中的堵塞物；该煤层气井底煤粉震荡解堵装置，作用长久、效能高、成本低，适用于煤粉近井污染解除，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置

技术领域

本发明属于煤层气勘探开发技术领域，尤其涉及一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置。

背景技术

近年来，我国煤层气勘探开发工作取得巨大进步，沁水盆地已形成规模开发。目前煤层气井大多采用水平技术、水力压裂改造技术和多元气体驱替技术提高气井单井产量。但我国大部分煤层地质构造复杂，构造煤发育，煤质具有较脆、胶结性差、易碎和易坍塌等特点，开采过程中存在严重的产出煤粉现象。煤粉在煤层中的运移可沉降堵塞渗流通道，使得煤层气井递减速度加快，甚至停产；煤粉运移至井筒后或在井底堆积，或进入排采管路，最终导致卡泵、埋泵等现象的发生，严重影响煤层气开发进程，降低煤层气开采效益，因此合理控制和管理煤粉产出已经成为煤层气井高产稳产的关键。但是目前没有针对煤层气近井地带解堵装置，在目前近井解堵技术主要由洗井、化学酸洗、水力冲洗、声波脉冲解堵等技术，这些技术属于常规技术，常规依靠化学试剂或水力冲洗修井，但存在以下局限性：

1、化学酸洗的同时也腐蚀了井下工具，增大开井生产时的安全隐患

2、水力冲洗，由于水敏和堵塞物的反向运移，易形成储层的二次污染

3、洗井作用的范围小，不能改变近井煤层内污染带的岩石颗粒构架

4、洗井工具反复起下井，施工周期长，作业成本高

煤层气井产量低，单井投资小，埋深浅，因此，迫切需要一种作用长久、效能高、成本低的近井污染解除(或降低)技术。本井下震荡解堵装置可用于煤层气井的近井煤粉解堵。

发明内容

本发明提供了一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置，旨在解决现有技术无法提供一种作用长久、效能高、成本低的近井污染解除技术的问题。

本发明的目的在于提供一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置，该煤层气井底煤粉震荡解堵装置包括：

油管；

与所述油管相连接，用于对煤层气井底煤粉进行震荡解堵的震荡器。

进一步，所述油管通过丝扣与所述震荡器相连接。

进一步，所述震荡器包括：筒体、动力机构、活塞、连杆、电缆、球阀、滑杆、变形封套、套管、扶正器、鱼鳃碗脉冲源；

所述筒体中设置有所述动力机构、活塞及连杆，所述动力机构与所述电缆相连接，所述动力机构还与所述活塞传动连接，所述活塞与所述连杆的一端传动连接，所述连杆的另一端设置有所述球阀；

所述动力机构还与所述滑杆的一端传动连接，所述滑杆的另一端与所述变形封套传动连接，所述变形封套设置在所述套管与所述筒体之间，所述筒体通过扶正器设置在套管的中央位置；

所述筒体的下端设置有所述鱼鳃碗脉冲源。

进一步，所述鱼鳃碗脉冲源中设置有钢丝骨架结构。

进一步，所述动力机构中还设置有：

用于监测所述活塞与筒体密封性能的第一压力传感器。

进一步，所述鱼鳃碗脉冲源中还设置有：

用于监测所述鱼鳃碗脉冲源中压力变化的第二压力传感器。

进一步，所述电缆还与动力电源相连接。

进一步，当所述底阀随所述连杆向下运动时，所述鱼鳃碗脉冲源开启，在所述滑杆的带动下，所述变形封套呈密封状态，堵塞活塞与套管的环空；

当所述底阀随所述连杆向上运动时，所述鱼鳃碗脉冲源关闭，在所述滑杆的带动下，所述变形封套呈开启状态，打开活塞与套管的环空。

进一步，所述变形封套采用高强度、耐温、耐腐蚀橡胶材料制成。

本发明提供的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，该煤层气井底煤粉震荡解堵装置由油管以及与油管相连接，用于对煤层气井底煤粉进行震荡解堵的震荡器，震荡器中设置有鱼鳃碗脉冲源，利用井下鱼鳃碗脉冲源产生持续的低频、高幅扰动波，扰动波将动能从井底向近井地带传递；近井淤塞带内固结的煤粉在扰动波作用下重新构架为分散的细小颗粒，开井恢复排水采气时，储层流体在井底生产压差作用下将分散的细小颗粒煤粉采出，起到疏通孔道中的堵塞物的效果；该煤层气井底煤粉震荡解堵装置，作用长久、效能高、成本低，适用于近井污染解除，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的煤层气井底煤粉震荡解堵装置的结构示意图。

图中：1、油管；2、震荡器；201、筒体；202、动力机构；203、活塞；204、连杆；205、电缆；206、球阀；207、滑杆；208、变形封套；209、套管；210、扶正器；211、油管末端丝扣；212、鱼鳃碗脉冲源；213、钢丝骨架结构；214、第一压力传感器；215、第二压力传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1示出了本发明实施例提供的煤层气井底煤粉震荡解堵装置的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

该煤层气井底煤粉震荡解堵装置包括：

油管1；

与油管1相连接，用于对煤层气井底煤粉进行震荡解堵的震荡器2。

在本发明实施例中，油管1通过丝扣211与震荡器相连接。

在本发明实施例中，震荡器包括：筒体201、动力机构202、活塞203、连杆204、电缆205、球阀206、滑杆207、变形封套208、套管209、扶正器210、鱼鳃碗脉冲源212；

筒体201中设置有动力机构202、活塞203及连杆204，动力机构202与电缆205相连接，动力机构202还与活塞203传动连接，活塞203与连杆204的一端传动连接，连杆204的另一端设置有球阀206；

动力机构202还与滑杆207的一端传动连接，滑杆207的另一端与变形封套208传动连接，变形封套208设置在套管209与筒体201之间，筒体201通过扶正器210设置在套管209的中央位置；

筒体201的下端设置有鱼鳃碗脉冲源212。

在本发明实施例中，鱼鳃碗脉冲源212中设置有钢丝骨架结构213。

在本发明实施例中，动力机构202中还设置有：

用于监测活塞203与筒体201密封性能的第一压力传感器214。

在本发明实施例中，鱼鳃碗脉冲源212中还设置有：

用于监测鱼鳃碗脉冲源212中压力变化的第二压力传感器215。

在本发明实施例中，电缆205还与动力电源相连接。

在本发明实施例中，当底阀随连杆204向下运动时，鱼鳃碗脉冲源212开启，在滑杆207的带动下，变形封套208呈密封状态，堵塞活塞203与套管209的环空；

当底阀随连杆204向上运动时，鱼鳃碗脉冲源212关闭，在滑杆207的带动下，变形封套208呈开启状态，打开活塞203与套管209的环空。

套管209的下部设置有射孔。

在本发明实施例中，变形封套208采用高强度、耐温、耐腐蚀橡胶材料制成。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

电缆205连接到井口动力电源，震荡器2通过丝扣与油管1连接固定，动力机构202是震荡器2的核心之一，将电能转换为连杆204的垂向往复运动，活塞203及筒体201是震荡器2主体部分，滑杆207与变形封套208传动连接，在连杆204的作用下使密变形封套208挤压，堵塞震荡器2活塞203与套管209的环空或者在连杆204的作用下使密变形封套208开启，打开震荡器2活塞203与套管209的环空；变形封套208采用高强度、耐温、耐腐蚀橡胶材料制成，在滑杆207的作用下变形，堵塞或打开震荡器2活塞203与套管209的环空；扶正器210确保筒体201位于套管209的中央位置，不产生上下滑动，连杆204依靠动力机构202，上下往复运动，球阀206固定在连杆204底端，随连杆204上下往复运动，开启或关闭底部的鱼鳃碗脉冲源212，变形封套208处于压缩状态时，油管1末端为一密封容器；当活塞203在动力机构202的带动下上下往复运动时，产生了压力的震荡，鱼鳃碗脉冲源212内设钢丝骨架结构213，确保了强度及密封性。

技术原理：

1、利用井下鱼鳃碗脉冲源212产生持续的低频、高幅扰动波；

2、扰动波把动能从井底向近井地带传递；

3、扰动波将近井淤塞带内的固结煤粉重新构架为分散的细小颗粒，开井恢复排水采气时，储层流体在井底生产压差作用下将分散的细小颗粒煤粉采出；

4、开井恢复排水采气，储层流体在井底生产压差作用下疏通孔道中的堵塞的煤粉颗粒，将分散态的细小颗粒煤粉采出。

工作步骤：打开底阀；取出油管1，将工具下到井底；下压滑杆207，关闭变形封套208；关闭底阀；启动鱼鳃碗脉冲源212，第一压力传感器214及第二压力传感器215监测密封性能；完成设定的振幅及施工时间；打开底阀；重新生产。

施工参数优化设计：行程长短(振幅强弱)；吸入与排出的速度(频率，吸入与排出需分别优化)；连续施工周期(最大清淤范围)。

本发明实施例提供的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，该煤层气井底煤粉震荡解堵装置由油管1以及与油管1相连接，用于对煤层气井底煤粉进行震荡解堵的震荡器2，震荡器2中设置有鱼鳃碗脉冲源212，利用井下鱼鳃碗脉冲源212产生持续的低频、高幅扰动波，扰动波将动能从井底向近井地带传递，并液化近井淤塞带内的煤粉，并重组颗粒於堵带颗粒架构，开井恢复排水采气，液流疏通孔道中的堵塞物，采出液化层；该煤层气井底煤粉震荡解堵装置，作用长久、效能高、成本低，适用于近井污染解除，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，该煤层气井底煤粉震荡解堵装置包括：

油管；以及

2.如权利要求1所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述油管通过丝扣与所述震荡器相连接。

3.如权利要求1所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述震荡器进一步包括：筒体、动力机构、活塞、连杆、电缆、球阀、滑杆、变形封套、套管、扶正器、鱼鳃碗脉冲源；

所述筒体的下端设置有所述鱼鳃碗脉冲源。

4.如权利要求3所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述鱼鳃碗脉冲源中设置有钢丝骨架结构。

5.如权利要求3所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述动力机构中还设置有：

用于监测所述活塞与筒体密封性能的第一压力传感器。

6.如权利要求3所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述鱼鳃碗脉冲源中还设置有：

用于监测所述鱼鳃碗脉冲源中压力变化的第二压力传感器。

7.如权利要求3所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述电缆还与动力电源相连接。

8.如权利要求3所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，当所述底阀随所述连杆向下运动时，所述鱼鳃碗脉冲源开启，在所述滑杆的带动下，所述变形封套呈密封状态，堵塞活塞与套管的环空；

9.如权利要求3所述的煤层气井底煤粉震荡解堵装置，其特征在于，所述变形封套采用强度高、耐温、耐腐蚀橡胶材料制成。