CN105863567B - 控压气举排水采气设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控压气举排水采气设备及方法。更具体地,本发明涉及一种采用压力控制技术和气举技术相结合实现排水采气的设备。该控压气举排水采气设备包括埋设于气井内的、彼此嵌套配置的内层管(11)、中间管(9)以及外层管(8),内层管(11)设置有气举阀(7)和压力控制阀(13),压力控制阀(13)与气压源(1)连接并且能够控制气压源(1)的工作。此外,本发明还提供了一种利用上述控压气举排水采气设备进行地层气采集的方法。通过采用上述技术方案,本发明提供了一种设备结构简单、成本低、采气效果好且适应性强的控压气举排水采气设备及方法。

Description

控压气举排水采气设备及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种控压气举排水采气设备及方法。更具体地,本发明涉及一种采用 压力控制技术和气举技术相结合实现排水采气的设备以及采用该设备进行地层气采集的 方法。
背景技术
[0002]在地层气开发过程中,需要不断排出地层的水以降低地层压力。
[0003]对应于地层气、例如煤层气的开采机理,具有以下3个阶段:
[0004]第1阶段为排水降压阶段,在本阶段内主要排出煤层水,生产时间可能为几天或数 月;
[0005]第2阶段为正常排采阶段,在本阶段内煤层气产量相对稳定,煤层水产量逐渐下 降,本阶段一般为高峰产气阶段;
[0006]第3阶段为煤层气产量下降阶段,此阶段随着压力下降,煤层气产量下降,并产出 少量煤层水或微量煤层水。
[0007]综上可知,在整个煤层气生产过程中,煤层水产量变化大,早期会产出大量的煤层 水;然后,煤层水产量相对减少,甚至很小。因此,所选用的排水采气方法应兼顾前后期排水 量变化,适用范围要大,需要能够维持一个合理的井底压力,以有利于煤层气解吸。
[0008]对于煤层气开采,排水采气是核心。排水是为了降低井底压力以利于煤层气的解 吸,不同的开采阶段有不同的排采要求,初期排水量大,后期排水量相应减小。采气是目的, 为了有利煤层气的解吸,要维持一个合理的井底流压。
[0009]为了实现上述排水采气,现有的方法有:
[0010] A有杆泵
[0011]有杆泵地面为抽油机,井下为管式栗,动力从地面经过抽油杆传到地下,抽油栗的 柱塞在抽油杆柱的带动下往复运动,将井筒中的液体举升到地面,属于一种特殊形式的往 复栗。在排采不同阶段,根据排量变化调整泉型,并可通过调速电机调频,根据各井情况选 择适当的排米强度。仅适合于排液量不大,井斜不严重,出砂、煤粉较少的井上使用。对于产 气量极高或出砂的井,常造成卡泵、偏磨等问题,需要进行特殊的井下设计。
[0012] B螺杆栗
[0013]螺杆栗由定子和转子组成,生产时,转子转动,转子和定子之间形成的密闭空间会 随着转子的转动不断变换位置,逐渐沿着螺杆栗轴向方向前进,密闭空间内的液体就会随 着向地面排出,下端不断形成的密闭空间会陆续地带着液体向上移动,如此循环,实现举 升。螺杆栗结构ft]单,占地面积小、维护简单,排量范围较大。适合产水量中等的排采井,气 液比过尚和栗抽空都会造成严重的磨损问题,一旦磨损就要全部更换,成本较高。
[0014] c电潜栗
[0015]电潜^是潜没在被栗送介质中的离心栗,将电栗机组装置通过油管下入井下,多 级离心泵装置高速旋转,将井筒中流体从油管中排出。电潜栗排量范围大,扬程高,可形成 较大的生产压差,可根据排液变化要求进行变频调速,地面占用面积小、空间小、使用寿命 长、便于管理。电潜栗对供电质量要求较高,对泵的沉没度有一定要求。目前的外部环境和 技术条件不够成熟,离心泵用的不多。
[0016] D水力喷射栗
[0017]水力喷射栗是水力泵的二种类型,没有运动部件,靠地面高压动力液经过喷嘴将 能量传递给j也层的产出液实现排采。首先通过喷嘴把地面的高压液体注入油管,把压能转 化为动能,高速喷射的流体与周围的液体混合完成能量的传递,混合液也具有很高的速度, 流体经过喷嘴向外扩散时,面积突然增大,动能转换成压能,井底压力增加,液体就会在压 力的作用下排出地面。理论排量范围大,井下设备没有运动部件,耐磨抗腐蚀,但举升效率 低,小于25 %。为防止气腐蚀,需要较高的吸入压力和沉没度;地面设备庞大,维护成本高, 较高的工作压力不能满足煤层气的生产压差要求。
[0018] E常规气举法
[0019]气举是在油管的一定深度将外来的高压气体注入气举管内的一种举升方式,注入 的高压气体进入井筒液体中,降低了井筒内液柱的密度,减少滑脱,降低了井底流压。常规 气举从套管进气,油管排液。气举工艺本身没有运动部件,结构简单,不受固体颗粒影响,不 受气体影响,排量范围大,适应于大斜度井。适合排水采气初期,排液量大,排采后期由于地 层水量少,气举法受到限制。
[0020] F双管气举法
[0021]例如,公开号为CN 203257380U,名称为“一种新型煤层气排采设备”的中国实用新 型专利于2013年新推出一种新型煤层气气举排采设备。它由双壁管、单壁管、气液混合器、 气举单流阀、单流阀等主要设备构成。控制系统通过液面采集装置的数据,计算使用压缩空 气的压力和排量,再将压缩空气从压缩空气注入口注入到双壁管外管与双壁管内管之间的 环空中,经单流阀在气液混合器内部充分混合,在气举单流阀的作用下,将气液混合物通过 双壁管内管内腔,到达气液混合流体排出口排出。这个技术避免了传统技术排采煤层气过 程中产生的偏磨、卡栗、电机过热等问题,同时避免了输入与产出气液多相混合的问题,方 便煤层气的开采。
[0022]上述双管气举法需要在井口安装液面采集装置,控制系统利用采集的数据,计算 并控制压缩机的压力和压气量,实际操作起来比较复杂。
[0023]该气举方法也只能适用于排液量大的排水采气初期,排采后期由于地层水量少, 该技术也受到限制。另外,井下复杂状况,该气举方法也没有考虑过滤、污染洗井功能,不可 避免增加修井作业成本。
[0024]综上所述,上述现有技术均存在技术缺陷。具体地,有杆泵技术成熟,操作简单,但 难以适应不同排采阶段出液量的变化需求,且偏磨、卡泵一直是困扰现场生产的大问题;螺 杆泵结构简单,占地少,排采后期出水少,螺杆栗容易在抽空的情况下烧泵,如果出现严重 磨损须更换全套井下装置;电潜泵排量较大,但工作条件比较苛刻,成本也高,排采后期沉 没度不高也容易出问题;水力喷射泵理论排量范围大,耐磨抗腐蚀,但举升效率低,维护成 本高,且较高的工作压力不能满足煤层气的生产压差要求;气举适合排水采气初期,排液量 大,排采后期由于地层水量少,气举工艺就受到限制;2013年新推出的双管气举法排采设 备,仅适用于排液量大的排水采气初期,且地面控制设备复杂,不宜维护。因此,现有技术的 排水采气工艺各有缺点,不能满足煤层气开采的特殊要求,不能兼顾前后期排水量变化,不 能维持一个合理的井底压力,不利于煤层气解吸。
发明内容
[0025]为了克服上述现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种如下的控压气举排水 采气设备及方法:其将压力控制技术和气举技术相结合,使用普通的气压源(空气压缩机) 可满足不同阶段的排水量要求;压力控制阀(井下控制阀)维持开采压力的同时,自动控制 空气压缩机启停,提高工作效率;该设备还避免了传统排采过程中存在的偏磨、卡栗、烧栗 等问题;应用范围广,可用于一机多井、从式井;井下气液分离后输入气与产出气不再需要 在地面单独分离,配置简单维护方便,满足现代排水采气长期有效稳产降耗的要求;还可以 满足井下过滤和自洗井的功能。
[0026] 为了实现上述目的,本发明采用如下的技术方案。
[0027]本发明提供一种如下的控压气举排水采气设备,所述控压气举排水采气设备用于 采集地层气,所述控压气举排水采气设备包括用于埋设于气井内的、彼此嵌套配置的内层 管、中间管以及外层管,所述内层管的内部的第一空间与气压源以及气液分离装置连通;所 述内层管和所述中间管之间包围的第二空间与所述气压源以及所述气液分离装置连通;并 且所述中间管与所述外层管之间包围的第三空间与所述地层气的采集通道连通;其中,所 述第一空间与所述第二空间能够实现单向导通,所述第二空间与所述第三空间能够实现双 向导通;所述内层管设置有气举阀和根据所述第二空间中的压力进行开闭的压力控制阀, 所述压力控制阀与所述气压源连接,并且能够控制所述气压源的工作。
[0028]优选地,在所述内层管的底部设置用于实现从所述第二空间向所述第一空间单向 导通的单流阀,并且在所述内层管的底部设置有位于所述单流阀的下方的、用于过滤杂质 的第一筛管,在所述第一筛管的下方设置有尾堵件。
[0029]更优选地,在所述中间管的底部设置有用于实现所述第二空间与所述第三空间的 双向导通的双向阀,并且在所述中间管的底部设置有位于所述双向阀的下方的、用于过滤 杂质的第二筛管。
[0030] 进一步,优选地,所述内层管、所述中间管和所述外层管同心配置,在气井口处,设 置有用于固定所述内层管且与所述内层管连通的第一管挂和/或设置有用于固定所述中间 管且与所述中间管连通的第二管挂。
[0031] 进一步,优选地,在竖直高度方向上,所述中间管的底部和所述外层管的底部均位 于包含所述地层气的地层的下方。
[0032] 进一步,优选地,在所述内层管上,从上至下依次配置的所述气举阀和所述压力控 制阀。
[0033] 进一步,优选地,可使用压缩机压缩天然气或者氮气。
[0034]本发明还提供了一种控压气举排水采气方法,所述方法利用以上技术方案中的任 意一项技术方案所述的控压气举排水采气设备,所述方法可包括如下阶段•排水降压阶 段,在所述第一空间、所述第二空间和所述第三空间处于充满井液的初始状态下,利用所述 气压源向所述第二空间输入动力气,通过所述气举阀从所述第一空间持续气举所述井液, 在本阶段中,所述第三空间内的井液进入所述第二空间,所述第二空间内的井液进入所述 第一空间,所述第一空间内的井液逐步被气举并输出到所述气液分离装置;b.排水采气阶 段,经过所述排水降压阶段之后,利用所述气压源继续向所述第二空间输入所述动力气,随 着所述第三空间的压力的降低,包含水和地层气的地层中的流体进入所述第三空间,所述 中间管的底部和所述外层管的底部均位于所述地层的下方,所述地层气进入所述第三空间 并向上产出,所述水进入所述第三空间形成所述井液,该井液向下进入所述第二空间并由 所述第二空间进入所述第一空间、进而被气举输出;C.连续排采阶段,经过所述排水采气阶 段之后,利用所述气压源向所述第一空间输入所述动力气,利用所述压力控制阀和所述气 压源维持所述第一空间和第二空间内的预定压力,由所述第二空间排出所述井液并从所述 第三空间采集所述地层气。
[0035]优选地,在所述连续排采阶段中,所述内层管封闭,使得所述第一空间与所述第二 空间通过所述压力控制阀可控地导通,所述压力控制阀使得:在所述第二空间的井液压力 达到设计值时所述第一空间中的动力气进入所述第二空间以气举方式自动举升所述第二 空间中的井液,在所述第二空间的井液压力低于设定值时,所述第一空间内气体的压力逐 步上升,当所述第一空间内的气体的压力达到预设的压力值之后,所述气压源停机,当所述 第一空间内的气体的压力低于预设的压力值之后,所述气压源开始工作,并且在整个所述 连续排采阶段中,所述压力控制阀随着所述第二空间中的井液的增多或减少自动开启或关 闭,所述第一空间内的气体的压力控制所述气压源的启动和停机,进而维持所述第一空间 和第二空间内的预定压力。
[0036] 更优选地,所述方法还包括如下阶段:d•清洗阶段,封闭所述第一空间,向所述第 二空间注水清洗,将控压气举排水采气设备内的杂物从所述第三空间清洗出,然后顺次重 复所述排水降压阶段、所述排水采气阶段和所述连续排采阶段以恢复生产。
[0037]进一步,优选地,在所述清洗阶段中,所述中间管的底部设置的双向阀在高压条件 下反向打开,水从所述第二空间经过所述双向阀流到所述第三空间,然后从所述第三空间 流到地面以完成清洗。
[0038]通过采用上述技术方案,本发明提供了一种如下的控压气举排水采气设备及方 法:其将压力控制技术和气举技术相结合,使用普通的气压源(空气压缩机)可满足不同阶 段的排水量要求;压力控制阀(井下控制阀)维持开采压力的同时,自动控制空气压缩机启 停,提高工作效率;该设备还避免了传统排采过程中存在的偏磨、卡栗、烧泵等问题;应用范 围广,可用于一机多井、从式井;井下气液分离后输入气与产出气不再需要在地面单独分 离,配置简单维护方便,满足现代排水采气长期有效稳产降耗的要求;还可以满足井下过滤 和自洗井的功能。
附图说明
[0039]图1是根据本发明的一实施方式的控压气举排水采气设备的连接结构示意图; [0040]图2是图1中的控压气举排水采气设备的作业示意图,其示出了该控压气举排水采 气设备在排水降压初期阶段的作业示意图;
[0041]图3是图1中的控压气举排水采气设备的作业示意图,其示出了该控压气举排水采 气设备在正常排采阶段的作业示意图;以及
[0042]图4是图1中的控压气举排水采气设备的作业示意图,其示出了该控压气举排水采 气设备进行洗井作业的示意图。
[0043]附图标记说明
[0044] 1空气压缩机2输液控制阀3进气控制阀4小油管挂
[0045] 5大油管挂 6气液分离器7井下气举阀8套管
[0046] 9大油管 1〇井液 11小油管 12煤气层
[0047] 13井下控制阀14单流阀 15小筛管 16尾堵
[0048] 17双向阀 I8大筛管 19集输管道 20输气控制阀
具体实施方式
[0049]以下结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式,其中以采集煤层气为代表来 说明本发明的控压气举排水采气设备及方法。
[0050] 一图1是根据本发明的一实施方式的控压气举排水采气设备的连接结构示意图。如 图1所示,在本实施方式中,控压气举排水采气设备包括埋设于煤气井内的、彼此嵌套配置 的小油管11、大油管9以及套管8。小油管11、大油管9和套管8同心配置。在煤气井口处,设置 有用于固定小油管11且与小油管11连通的小油管挂4并且设置有用于固定大油管9且与大 油管9连通的大油管挂5。小油管挂4与大油管挂5采用同心配置。在小油管挂4内设置有与小 油管11内的空间(第一空间)连通的通道,而在大油管挂5内设置有与小油管1丨和大油管9之 间的小环空(第二空间)连通的通道,进而使得小油管11的内部的空间与空气压缩机i以及 气液分离器6连通,小油管11和大油管9之间包围的小环空也与空气压缩机i以及气液分离 器6连通。大油管9与套管8之间包围的大环空(第三空间)与煤层气采集通道(集输管道19的 用于采集煤层气的部分)连通。在各连通的通道上设置有用于控制通道开闭的输液控制阀 2、进气控制阀3和输气控制阀2〇中的一种或多种阀,以达到根据工作过程而对各通道进行 开闭的控制目的。
[0051]另外,小油管11内的空间与小环空在采气的不同阶段均实现单向导通,在不同阶 段导通方向可以不同。而小环空与大环空在不同阶段均实现单向导通,在不同阶段导通方 向可以不同。
[0052]当将小油管11、大油管9以及套管8均配置在煤气井内之后,在竖直高度方向上,使 大油管9和套管S的底部均位于煤气层12的下方,以保证脱水排气过程的顺利进行。
[0053]另外,小油管11设置有多个气举阀7以及位于气举阀7的下方、用于在正常排采阶 段监测且维持小环空的压力的井下控制阀13。该井下控制阀13与空气压缩机1连接,在正常 排采阶段,井下控制阀13根据小环空的压力来控制小油管11内的空间与小环空的空间连 通/断开并根据小油管11内的空间的压力来控制空气压缩机1的工作(启动和停机)。
[OOM]在小油管11的底部设置用于实现从小环空向小油管11内的空间的单向导通的单 流阀14。在小油管11的底部设置有位于单流阀丨4的下方的、用于过滤杂质的小筛管15。并且 在小筛管15的下方设置有尾堵16,以保证流入小油管11内的井液10均首先通过小筛管I5进 行过滤。
[0055]在大油管9的底部设置有用于实现小环空与大环空的双向导通的双向阀17,在大 油管9的底部设置有位于双向阀的下方的、用于过滤的大筛管1S。
[0056]在本实施方式中,控压气举排水采气设备按照如上的方式配置空气压缩机1、输液 扛市」詞=进3涅制阀3、小油管挂4、大油管挂5、气液分离器6、井下气举阀7、套管8、大油管 9、小^^11、井下控制阀13、单流阀14、小筛管15、尾堵16、双向阀17、大筛管18、集输管道19 以及fej气控制阀20。以下,则结合图2_图4来说明本实施方式的控压气举排水采气设备的工 作过程。
[OOf]、a、如图2所不,在大量排水阶段初期,动力气由大油管9和小油管丨丨之间的空间(小 环进、入,通过小油管11上装配的多个气举阀7从小油管11中气举(举升)液体。此过程为 连续气举,由输液控制阀2控制流量大小,保持整个设备的压力较平稳下降。在此阶段,小环 空内^NS10只能经由小筛管丨5和单流阀丨碰入小油管U,小油管的井液1〇逐步被气 举并输送到地面的气液分离器6。大油管g底部的双向阀17在此阶段相当于一个可向上流通 的单流阀。套管8 (大环空)内的井液只能经由双向阀17、大筛管18进入小环空。
[0058] b、随着大环空压力的降低,煤气层12中的水和煤层气开始向大环空运动。大油管9 和套管8的底部位于煤气层12的下方,呈游离状态的煤层气进入大环空并垂直向上产出,而 水则向下流动并通过大油管9底部进入小环空,由小环空进入小油管1 i,进而被气举产出。 [0059] c、在正常排采阶段,如图3所示,在此阶段,动力气从小油管^进入,由小环空排出 液体。在此过程中,单流阀14关闭。在单流阀14的上方设置有作为井下关键设备的井下控制 阀使得在小环空液柱压力达到设计值的时候,阀自动打开,小油管^中的动力气进入小 环空以气举方式自动举升小环空中的井液iO;而在小环空液柱压力低于设定值时,阀自动 关闭,阀关闭后小油管11中气体的压力值逐步上升。当小油管u内气体的压力达到预设的 压力值之后,空气压缩机1停机;当小油管11内气体的压力低于预设的压力值之后,空气压 缩机1开始工作。而在整个采气阶段,从大环空生产煤层气。
[0060]在此阶段中,井下控制阀13则随着小环空中积液的增高或降低自动开启或关闭, 小油管11中气体的压力则控制着空气压缩机1的自动启动和停机。这个过程循环往复,不断 举升煤气层12流出来的水。
[0061 ] d、需要洗井的时候,如图4所示,通过关闭进气控制阀3关闭小油管11,从小环空大 排量高压注水清洗,将井底杂物从大环空中反洗出井,然后顺次重复步骤a、b、c恢复生产。 洗井时,大油管9底部的双向阀17在高压下反向打开,注入水从小环空经过双向阀17、大筛 管18流向大环空,大环空流向地面完成洗井。
[0062]本发明的设备采用以上说明的具体实施方式的结构以及工作过程能够充分地实 现本发明的目的。但是,还需要说明的是:
[0063] 1 •虽然在上述具体实施方式的附图中仅示出了控压气举排水采气设备采用竖直 的方式插入煤气井内,但是本发明不限于此。插入煤气井内的本发明的控压气举排水采气 设备也可以采用倾斜的方式。
[00M] 2 •在本发明中,“单向导通”指在大油管9和小油管11之间在排采煤层气的各阶段 均实现单向导通,但是不同阶段的导通方向可以不同。例如,在排水降压阶段初期,只允许 大油管9与小油管11之间的小环空中的井液10通过单流阀14流入到小油管11内;而在正常 排采阶段,允许小油管11的气体通过井下控制阀13进入上述小环空中。
[0065] 3•虽然在上述具体实施方式中说明了大油管9、小油管11和套管S采用同心配置的 方式,但是本发明不限于此。可以根据需要,使大油管9、小油管11和套管8进行不同心配置。 而大油管挂5和小油管挂4也可以采用不同心配置的方式进行配置。
[0066] 4•本发明可以采用如下的替代技术方案,本方案中采用同心双管柱,大油管9和小 油管11在不同阶段分别用做排液通道和气举供气通道,套管采气,在小油管^上安装井下 气举阀7和井下控制阀13。在实践中,也可分别用普通油管和空心抽油杆组合代替大油管9 和小油管11,并在空心抽油杆上安装井下气举阀7和井下控制阀13。
[0067] 5•此外,本发明的上述方案中在小油管11上安装井下气举阀7和井下控制阀13,在 实践中,如果煤气层埋藏深度浅,也可仅在小油管11上安装井下气举阀13。这种情况下,则 可以省略a过程,按照c、b顺序执行生产过程。
[0068] 6•虽然在以上具体实施方式中以煤层气为例说明了本发明的设备和方法,但是本 发明涉及的地层气不限于该煤层气。本发明的地层气还包括页岩气、非凝析气等。
[0069]通过采用上述的具体技术方案,使得本发明实现了如下的优点:设备简单,本发明 公开的设备结构简单,采用常规的设备,但能完全满足煤层气开采的特殊要求;成本低,采 用气举工艺排液,不存在偏磨、卡泵、烧泵等问题;管柱自身具有过滤和自洗井功能,过滤功 能可减少管柱污染,自洗井功能为污染提供洗井方案,不用移出管柱;实现了井下气液分 离,液气分离后使用普通的空气压缩机1,不用在地面对煤层气进行复杂的分离处理;井下 控制阀I3控制地面压缩机运行,空气压缩机可用于多井、从式井,提高运行效率。
[0070] 另外,对关键设备井下控制阀13还可以配备有专门的打捞工具便于更换。
[0071] 本发明的保护范围不限于上述具体实施方式的具体实施例,而是只要满足本发明 的权利要求的特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种控压气举排水采气设备,所述控压气举排水采气设备用于采集地层气,其特征 在于,所述控压气举排水采气设备包括用于埋设于气井内的、彼此嵌套配置的内层管(1D、 中间管⑼以及外层管(8), 所述内层管(11)的内部的第一空间与气压源(1)以及气液分离装置^3)连通, 所述内层管(11)和所述中间管(9)之间包围的第二空间与所述气压源(1)以及所述气 液分离装置(6)连通,并且 所述中间管⑼与所述外层管⑻之间包围的第三空间与所述地层气的采集通道连通, 其中,所述第一空间与所述第二空间能够实现单向导通,所述第二空间与所述第三空 间能够实现双向导通, 所述内层管(11)设置有气举阀(7)和根据所述第二空间中的压力进行开闭的压力控制 阀(13), 所述压力控制阀(13)与所述气压源⑴连接,并且能够控制所述气压源⑴的工作。
2.根据权利要求1所述的控压气举排水采气设备,其特征在于,在所述内层管(11)的底 部设置用于实现从所述第二空间向所述第一空间单向导通的单流阀(14),并且 在所述内层管(11)的底部设置有位于所述单流阀的下方的、用于过滤杂质的第一筛管 (15),在所述第一筛管(15)的下方设置有尾堵件(16)。
3. 根据权利要求1所述的控压气举排水采气设备,其特征在于,在所述中间管(9)的底 部设置有用于实现所述第二空间与所述第三空间的双向导通的双向阀(17),并且 在所述中间管(9)的底部设置有位于所述双向阀的下方的、用于过滤杂质的第二筛管 as)。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的控压气举排水采气设备,其特征在于,所述内层管 (11)、所述中间管⑼和所述外层管⑻同心配置, 在气井口处,设置有用于固定所述内层管(11)且与所述内层管(11)连通的第一管挂 ⑷和/或设置有用于固定所述中间管⑼且与所述中间管⑼连通的第二管挂(5)。
5. 根据权利要求1-3中任一项所述的控压气举排水采气设备,其特征在于, 在竖直高度方向上,所述中间管(9)的底部和所述外层管(8)的底部均位于包含所述地 层气的地层(12)的下方。
6. 根据权利要求1-3中任一项所述的控压气举排水采气设备,其特征在于,在所述内层 管(11)上,从上至下依次配置有所述气举阀(7)和所述压力控制阀(13)。
7. —种控压气举排水采气方法,其特征在于,所述方法利用权利要求1-6中任一项所述 的控压气举排水采气设备,所述方法包括如下阶段: a. 排水降压阶段,在所述第一空间、所述第二空间和所述第三空间处于充满井液(10) 的初始状态下,利用所述气压源(1)向所述第二空间输入动力气,通过所述气举阀(7)从所 述第一空间持续气举所述井液(1〇), 在本阶段中,所述第三空间内的井液(10)进入所述第二空间,所述第二空间内的井液 (10)进入所述第一空间,所述第一空间内的井液(1〇)逐步被气举并输出到所述气液分离装 置⑹; b. 排水采气阶段,经过所述排水降压阶段之后,利用所述气压源(1)继续向所述第二空 间输入所述动力气,随着所述第三空间的压力的降低,包含水和地层气的地层(12)中的流 体进入所述第三空间, 所述中间管⑼的底部和所述外层管®)的底部均位于所述地层(1¾的下方,所述地层 气进入所述第三空间并向上产出,所述水进入所述第三空间形成所述井液(10),该井液 (10)向下进入所述第二空间并由所述第二空间进入所述第一空间、进而被气举输出; C.连续排采阶段,经过所述排水采气阶段之后,利用所述气压源(1)向所述第一空间输 入所述动力气,利用所述压力控制阀(13)和所述气压源(1)维持所述第一空间和第二空间 内的预定压力,由所述第二空间排出所述井液(10)并从所述第三空间采集所述地层气。
8.根据权利要求7所述的控压气举排水采气方法,其特征在于, 在所述连续排采阶段中,所述内层管(11)封闭,使得所述第一空间与所述第二空间通 过所述压力控制阀(13)可控地导通,所述压力控制阀(13)使得:在所述第二空间的井液压 力达到设计值时所述第一空间中的动力气进入所述第二空间以气举方式自动举升所述第 二空间中的井液(10),在所述第二空间的井液压力低于设定值时,所述第一空间内气体的 压力逐步上升,当所述第一空间内的气体的压力达到预设的压力值之后,所述气压源(1)停 机,当所述第一空间内的气体的压力低于预设的压力值之后,所述气压源⑴开始工作,并 且 在整个所述连续排采阶段中,所述压力控制阀(13)随着所述第二空间中的井液(10)的 增多或减少自动开启或关闭,所述第一空间内的气体的压力控制所述气压源(1)的启动和 停机,进而维持所述第一空间和第二空间内的预定压力。
9.根据权利要求7或8所述的控压气举排水采气方法,其特征在于,所述方法还包括如 下阶段: d•清洗阶段,封闭所述第一空间,向所述第二空间注水清洗,将控压气举排水采气设备 内的杂物从所述第三空间清洗出, 然后顺次重复所述排水降压阶段、所述排水采气阶段和所述连续排采阶段以恢复生 产。
10.根据权利要求9所述的控压气举排水采气方法,其特征在于,在所述清洗阶段中,所 述中间管(9)的底部设置的双向阀(17)在高压条件下反向打开,水从所述第二空间经过所 述双向阀(17)流到所述第三空间,然后从所述第三空间流到地面以完成清洗。
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