CN104453796A - 一种气井智能排水采气装置 - Google Patents

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    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells

Abstract

本发明属于油气田开发技术领域,具体提供了一种气井智能排水采气装置,包括压力变送器和流量计,以及与压力变送器和流量计电连接的控制箱,还包括设置在与井筒连通的管线上与控制箱电连接的控制阀和电控针阀,以及设置在井筒内的井下控制器,井下控制器上设有节流孔,该节流孔处横向设置有控制杆,控制杆上设有一纵向贯穿的通孔,节流孔一端处设有引压腔,另一端设有回位卡簧和引压孔,控制杆一端端部设有限位销。该发明适合超低渗透气田低产井的工况,对于气井生产初期,仍会以高于携液流量的产量生产,生产后期,对低产井可以实现连续生产,提高产气、产液量,降低巡井次数及维护费用,能够更多的排除井底积液,延长生产时间。

Description

一种气井智能排水采气装置
技术领域
[0001] 本发明属于油气田开发技术领域,具体涉及一种气井智能排水采气装置,适用于产气量低及产液量大的气井。
背景技术
[0002] 随着气田逐年开发,气井产量递减幅度大,井筒积液井比例高,气田稳产及管理难度大,气井积液已成为影响气田产能发挥的重要因素。
[0003] 目前,针对积液井主要采取机械法和物理化学法实现排水采气。这两种工艺技术都比较成熟,也是现场使用较多的工艺方法。但任何一种方法对气井的开采条件都有一定要求,必须针对气藏的地质特点,气井生产动态特点和环境条件来合理选择;此外,流体性质、出砂和结垢的情况、经济投入和产出的影响等也是需要考虑的重要因素,必须综合对比,分析各种影响因素,才能最后确定采用何种排水采气工艺。
[0004]另外,泡沫排水是气田排水采气主体技术,但大多数井以人工井口注剂为主,实施工作量大,少数自动注剂井尚未实现加注制度的自动优化功能,泡排措施整体有效率低。
[0005] 针对上述问题,结合气田低渗透、超低渗透的复杂地理环境及低产井占大多数的实际情况,需研发适合现场工况的智能排水采气设备。
发明内容
[0006] 本发明的目的是克服现有油气田上产气、产液量低,井底积液量大,生产耗时的问题。
[0007] 为此,本发明提供了一种气井智能排水采气装置,包括井口与井筒连通的管线上设置的压力变送器和流量计,以及与压力变送器和流量计电连接的控制箱,还包括设置在流量计与井筒连通的管线上的控制阀和电控针阀,以及设置在井筒内的井下控制器,所述控制阀和电控针阀分别与控制箱电连接,所述井下控制器上设有节流孔,所述井下控制器的节流孔处横向设置有控制杆,所述控制杆上设有一纵向贯穿的通孔,所述井下控制器的节流孔一端处设有引压腔,另一端设有回位卡簧和引压孔,所述回位卡簧一端固定于井下控制器上,回位卡簧另一端正对控制杆,所述引压孔置于井下控制器的节流孔端部上方且与井筒相通,所述控制杆一端端部设有限位销。
[0008] 上述压力变送器的精度为0.5级。
[0009] 上述流量计的精度为0.5级。
[0010] 上述井下控制器还包括由上至下依次连接的投放打捞锁、投放销、弹簧片、锁块、密封块和防转锁块一。
[0011 ] 上述井下控制器外设有预置筒。
[0012] 上述井下控制器底部设置有防沙罩。
[0013] 上述预置筒和控制杆之间设有过滤网。
[0014] 上述井下控制器与预置筒之间设有密封圈。
[0015] 上述控制杆为圆筒状,其一端面上设有防转方孔,所述防转方孔内设有防转锁块
--O
[0016] 本发明的有益效果:
(I)本发明提供的这种气井智能排水采气装置在不同类型气井积液状态下,利用油压、套压之差控制井下生产的设备,以改变井筒流体流速,从而使气体携带液体量达到最大,实现最佳排水采气的智能调节。
[0017] (2)本发明对于气井生产初期,不会以很大的产量浪费能量,但仍以高于携液流量的产量生产;生产后期,对低产井可以实现连续生产,提高产气、产液量,降低巡井次数及维护费用,能够更多的排除井底积液,延长生产时间。
[0018] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
[0019]图1是本发明气井智能排水采气装置的结构示意图。
[0020] 图2是本发明中井下控制器在投放入井前的结构示意图。
[0021] 图3是本发明中井下控制器在投放入井后的结构示意图。
[0022] 图4是本发明中控制杆的结构示意图。
[0023] 图5是本发明中控制杆处于最大开度状态示意图。
[0024] 图6是本发明中控制杆处于最小开度状态示意图。
[0025] 附图标记说明:1、压力变送器;2、控制阀;3、控制箱;4、电控针阀;5、流量计;6、井下控制器;7、过滤网;8、预置筒;9、防沙罩;10、投放打捞锁;11、投放销;12、弹簧片;13、锁块;14、密封块;15、防转锁块一 ;16、控制杆;17、密封圈;18、回位卡簧;19、引压孔;20、限位销;21、引压腔;22、防转锁块二 ;23、节流孔开度指示灯;24、防转方孔;25、通孔。
具体实施方式
[0026] 实施例1:
为了克服现有油气田上产气、产液量低,井底积液量大,生产耗时的问题,本实施例提供了一种如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的气井智能排水采气装置,包括井口与井筒连通的管线上设置的压力变送器I和流量计5,以及与压力变送器I和流量计5电连接的控制箱3,还包括设置在流量计5与井筒连通的管线上的控制阀2和电控针阀4,以及设置在井筒内的井下控制器6,所述控制阀2和电控针阀4分别与控制箱3电连接,所述井下控制器6上设有节流孔,所述井下控制器6的节流孔处横向设置有控制杆16,所述控制杆16上设有一纵向贯穿的通孔25,所述井下控制器6的节流孔一端处设有引压腔21,另一端设有回位卡簧18和引压孔19,所述回位卡簧18 —端固定于井下控制器6上,回位卡簧18另一端正对控制杆16,所述引压孔19置于井下控制器6的节流孔端部上方且与井筒相通,所述控制杆16 —端端部设有限位销20。
[0027] 其中,所述压力变送器I的精度为0.5级;所述流量计5的精度为0.5级。
[0028] 本发明的工作原理如下:
当井筒中油压高于某一压力值PJt,气体携带液体能力处于较强状态,控制阀2处于关闭状态,此时井下控制器6处于最大开度,即如图5所示井下控制器6的控制杆16处于最大开度状态,控制杆16上纵向贯穿的通孔25与井下控制器6的液体通道完全相通。
[0029]当井筒中油压低于某一压力值己时,气体携带液体能力变差,或不能带出液体,此时,控制井下控制器6的节流孔开度,增加气体流速使携带液体能力增强。为此,分别读取压力变送器I检测的油压和套压值,结合产气量,计算出合理的阀门开度,并经控制箱3发送指令至控制阀2和电控针阀4,使其达到合适开度,井下套管中右侧气体压力增大,井下控制器6的控制杆16因左面受力小于右面受力,引压腔21引导井下套管中气体对控制杆16产生压力,而使控制杆16向如图5所示的左方向运动,直至控制杆16在左侧回位卡簧18与右侧气体压力下达到平衡时,节流孔开度介于最大开度与最小开度之间,从而使气体流速达到最大,达到携带最多液体目标。
[0030] 工作完成后,引压孔19可使控制杆16左面气体排出,回位卡簧18使控制杆16回位。而其中限位销20可用于限定控制杆16在井下控制器6的节流孔中的位置。
[0031] 该发明提供的这种气井智能排水采气装置对于气井生产初期,不会以很大的产量浪费能量,但仍以高于携液流量的产量生产;生产后期,对低产井可以实现连续生产,提高产气、产液量,降低巡井次数及维护费用,能够更多的排除井底积液,延长生产时间。
[0032] 实施例2:
本实施例提供一种气井智能排水采气装置,包括井口与井筒连通的管线上设置的压力变送器I和流量计5,以及与压力变送器I和流量计5电连接的控制箱3,还包括设置在流量计5与井筒连通的管线上的控制阀2和电控针阀4,以及设置在井筒内的井下控制器6,所述控制阀2和电控针阀4分别与控制箱3电连接,所述井下控制器6上设有节流孔,所述井下控制器6的节流孔处横向设置有控制杆16,所述控制杆16上设有一纵向贯穿的通孔25,所述井下控制器6的节流孔一端处设有引压腔21,另一端设有回位卡簧18和引压孔19,所述回位卡簧18 —端固定于井下控制器6上,回位卡簧18另一端正对控制杆16,所述引压孔19置于井下控制器6的节流孔端部上方且与井筒相通,所述控制杆16 —端端部设有限位销20。
[0033] 其中,如图2和图3所示,所述井下控制器6还包括由上至下依次连接的投放打捞锁10、投放销11、弹簧片12、锁块13、密封块14和防转锁块一 15。井下控制器6与投放器连接,通过吊装装置,将井下控制器6经井筒投入到井底;然后,在投放销11、弹簧片12和锁块13的作用下,使投放器与井下控制器6分离,之后将投放器吊出井筒,安装完成后即可以与井口控制系统互联,实现生产控制。而其中,投放打捞锁10用于在打捞井下控制器6时,起到与打捞工具连接的作用;密封块14可防止气体从井下控制器6周边窜出;防转锁块一 15用于固定井下控制器6,防止井下控制器6在工作时发生旋转。
[0034] 所述井下控制器6外设有预置筒8,预置筒8起到在井下固定控制器6的作用。
[0035] 所述井下控制器6底部设置有防沙罩9 ;防沙罩9可防止井底沙等杂质进入井下控制器6腔体内。
[0036] 所述预置筒8和控制杆16之间设有过滤网7 ;过滤网7可进一步防止井下杂质进入井下控制器6腔体内。
[0037] 所述井下控制器6与预置筒8之间设有密封圈17,起到密封作用。
[0038] 如图4、图5和图6所示,所述控制杆16为圆筒状,其一端面上设有防转方孔24,所述防转方孔24内设有防转锁块二 22 ;防转方孔24套住防转锁块二 22,防止控制杆16发生旋转。
[0039] 另外,所述井下控制器6上还设置有节流孔开度指示灯23,起到对节流孔开度指示的作用。
[0040] 压力变送器I和流量计5分别检测井口套管压力及气体流量数据,并将检测结果传输给控制箱3,由控制箱3计算后发送指令控制控制阀2及电控针阀4的开度,从而控制井下套管中的气体流量及压力,通过控制控制杆16左右移动,控制井下控制器的节流口达到一定开度。当控制杆16在左侧回位卡簧18与右侧气体压力下达到平衡时,气体流速最大,达到气体携带液体能力最强。
[0041] 该发明提供的这种气井智能排水采气装置在不同类型气井积液状态下,利用油压、套压之差控制井下生产的设备,以改变井筒流体流速,从而使气体携带液体量达到最大,实现最佳排水采气的智能调节。
[0042] 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。
[0043] 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。

Claims (9)

1.一种气井智能排水采气装置,包括井口与井筒连通的管线上设置的压力变送器(I)和流量计(5),以及与压力变送器⑴和流量计(5)电连接的控制箱(3),其特征在于:还包括设置在流量计(5)与井筒连通的管线上的控制阀(2)和电控针阀(4),以及设置在井筒内的井下控制器(6),所述控制阀(2)和电控针阀⑷分别与控制箱(3)电连接,所述井下控制器(6)上设有节流孔,所述井下控制器¢)的节流孔处横向设置有控制杆(16),所述控制杆(16)上设有一纵向贯穿的通孔(25),所述井下控制器(6)的节流孔一端设有引压腔(21),另一端设有回位卡簧(18)和引压孔(19),所述回位卡簧(18) —端固定于井下控制器(6)上,回位卡簧(18)另一端正对控制杆(16),所述引压孔(19)置于井下控制器(6)的节流孔端部上方且与井筒相通,所述控制杆(16) —端端部设有限位销(20)。
2.如权利要求1所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述压力变送器(I)的精度为0.5级。
3.如权利要求1所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述流量计(5)的精度为0.5级。
4.如权利要求1所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述井下控制器(6)还包括由上至下依次连接的投放打捞锁(10)、投放销(11)、弹簧片(12)、锁块(13)、密封块(14)和防转锁块一(15)。
5.如权利要求1所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述井下控制器(6)外设有预置筒(8)。
6.如权利要求1所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述井下控制器(6)底部设置有防沙罩(9)。
7.如权利要求1或5所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述预置筒(8)和控制杆(16)之间设有过滤网(7)。
8.如权利要求1或5所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述井下控制器(6)与预置筒(8)之间设有密封圈(17)。
9.如权利要求1所述的气井智能排水采气装置,其特征在于:所述控制杆(16)为圆筒状,其一端面上设有防转方孔(24),所述防转方孔(24)内设有防转锁块二(22)。
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