CN112647908A - 一种组合式排水采气系统、方法及井下雾化排水采气结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式排水采气系统、方法及井下雾化排水采气结构，只依靠地层能量，实现排水采气，同时排采效率更好。井下雾化排水采气结构包括油管、封隔器、雾化装置，雾化装置包括扩散管、喷嘴，喷嘴的内孔为阶梯孔，阶梯孔大径段的壁面上设有气体入口，阶梯孔台阶上设有环形凹槽，扩散管的外周面为阶梯轴，阶梯轴的小径段插入阶梯孔的大径段固定，阶梯轴的小径段端部为锥状筒，锥状筒、阶梯孔大径段之间形成气体通道。组合式排水采气系统包括高压井、低压井、地面引射器，低压井内设井下雾化排水采气结构，地面引射器高压进口通过高压管路连接高压井的井口，地面引射器低压进口通过低压管路连接低压井的井口。

Description

一种组合式排水采气系统、方法及井下雾化排水采气结构

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，特别是涉及一种组合式排水采气系统、方法及井下雾化排水采气结构。

背景技术

气田经过多年开发，地层能量逐年降低，低压气井数量逐年增加，而有部分气井投产时就表现出低压、低产的特点，生产到一定程度时，气井不能满足最小携液流量的要求，携带到地面的水量较少，井底及井筒便产生积液、积砂，导致气井无法正常生产。目前，国内外广泛采用泡沫排水采气工艺技术、柱塞气举等方法来解决含水气藏的低压、低产井筒积液问题，进而提高天然气采收率，但是上述方法需要消耗外界能量，部分工艺技术所需设备结构复杂，制造成本较高，并且排采效果不算太好。因此，急需探索一种不消耗外界能量，同时排采效率更好的技术方案来解决排水采气所面临的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合式排水采气系统、方法及井下雾化排水采气结构，只依靠地层能量，同时排采效率更好。

本发明的目的是这样实现的：

一种井下雾化排水采气结构，

包括油管、封隔器、雾化装置，

所述雾化装置包括扩散管、喷嘴，

所述喷嘴的内孔为阶梯孔，阶梯孔的小径段、大径段均直径均匀，阶梯孔的小径段朝下，作为液体入口，阶梯孔大径段的壁面上设有气体入口，阶梯孔的台阶上设有环形凹槽，环形凹槽的横截面呈弧形，

所述扩散管的内孔为从下到上内径增大的锥孔，扩散管的外周面为阶梯轴，阶梯轴的小径段插入喷嘴阶梯孔的大径段固定，阶梯轴的小径段端部为上小下大的锥状筒，锥状筒具有弧形凸起，弧形凸起伸入环形凹槽内，锥状筒、喷嘴阶梯孔大径段之间形成气体通道，

所述封隔器密封固定在油管、扩散管阶梯轴大径段之间。

一种组合式排水采气系统，包括高压井、低压井、地面引射器，所述低压井内设有井下雾化排水采气结构，地面引射器的高压进口通过高压管路连接高压井的井口，地面引射器的低压进口通过低压管路连接低压井的井口，地面引射器的出口连接汇管。

所述地面引射器的出口连接除水装置。

所述除水装置包括壳体，所述壳体具有两个半壳，两个半壳之间设置除水滤网，各个半壳下端分别通过导流管连接储水箱。

所述导流管上设有上球阀，储水箱的出水口连接下球阀。

所述气体通道的截面积沿气流方向逐渐减小。

所述高压管路上沿气流方向依次设有阀一、阀五，所述低压管路上沿气流方向依次设有阀二、阀四，所述汇管上设有阀七，还包括第一旁通泄压管路、第二旁通泄压管路，所述第一旁通泄压管路的一端连接于阀一、阀五之间，所述第一旁通泄压管路的另一端连接于阀七的下游端，所述第一旁通泄压管路上设有阀六，所述第二旁通泄压管路的一端连接于阀二、阀四之间，所述第二旁通泄压管路的另一端连接于阀七的下游端，所述第二旁通泄压管路上设有阀三。

一种组合式排水采气方法，

井下雾化排水采气结构的液体入口伸入液面以下，气体入口高于液面，在气体通道的节流作用下，气压升高，使液体入口的液位上升，井内的天然气从气体入口进入，在经过气体通道后，天然气流速增加，进一步对液体入口内的液体产生抽吸作用，使液体被抽吸到气体入口处，在高速气流的撞击下，雾化成细小液滴悬浮在井筒内，随气体向外运移；地面引射器工作，阀一、阀二、阀四、阀五、阀七为常开状态，阀三和阀六为关闭状态，增加低压井井底与井口之间的压差，增强雾化排水效果；

当高压井压力过高时，开启阀六进行泄压；

地面引射器出现故障时，打开阀一、阀二、阀三、阀六，关闭阀四、阀五、阀七，使高压井、低压井的气体从两旁通泄压管路流入汇管，此时，对地面引射器进行维护。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明较于传统天然气井排水采气技术相比，结构简单，加工制作容易，制造成本低，能够在不使用外界能量，仅凭天然气本身压能的情况下对气井底部的积液进行清除。同时井底雾化和井口抽吸结合的工艺方法能够使得排水效果更加显著。该工艺方法具备节能减排的重要作用。对建设环境友好型社会以及建立绿色环保产业具有重要意义。

附图说明

图1为组合式排水采气系统的结构示意图；

图2为井下雾化排水采气结构的结构示意图；

图3为除水装置结构示意图。

附图标记

附图中，1-封隔器；2-井下雾化排水采气装置；21-扩散管；22-喷嘴；3-油管；4-地面引射器；5-除水装置；51-壳体；52-除水滤网；53-密封垫片；54-连接螺栓；55-导流管；56-上球阀；57-储水箱；58-下球阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

如图2所示是一种井下雾化排水采气结构，包括油管、封隔器、雾化装置，所述雾化装置包括扩散管、喷嘴，所述喷嘴的内孔为阶梯孔，阶梯孔的小径段、大径段均直径均匀，阶梯孔的小径段朝下，作为液体入口，阶梯孔大径段的壁面上设有气体入口，阶梯孔的台阶上设有环形凹槽，环形凹槽的横截面呈弧形，所述扩散管的内孔为从下到上内径增大的锥孔，扩散管的外周面为阶梯轴，阶梯轴的小径段插入喷嘴阶梯孔的大径段固定，阶梯轴的小径段端部为上小下大的锥状筒，锥状筒具有弧形凸起，弧形凸起伸入环形凹槽内，锥状筒、喷嘴阶梯孔大径段之间形成气体通道，所述气体通道的截面积沿气流方向逐渐减小。所述封隔器密封固定在油管、扩散管阶梯轴大径段之间。

如图1所示是一种组合式排水采气系统，包括封隔器1、井下雾化排水装置2、油管3、地面引射器4和除水装置5。井下雾化排水采气装置2由连续油管设备下放到井底积液位置，装置液体入口安装到液面以下，气体入口高于液面，安装位置确定后，封隔器将排水采气装置和油管环空封闭起来，实现憋压排水。地面引射器4是一个文丘里管，其工作流体入口连接高压井口，被引流体入口连接出水井口，出口连接汇管。引射器外围布置有旁通泄压管路，旁通泄压管路与地面引射器并联。

所述地面引射器的出口连接除水装置。所述除水装置包括壳体，所述壳体具有两个半壳，两个半壳之间设置除水滤网，各个半壳下端分别通过导流管连接储水箱。所述导流管上设有上球阀，储水箱的出水口连接下球阀。

所述高压管路上沿气流方向依次设有阀一、阀五，所述低压管路上沿气流方向依次设有阀二、阀四，所述汇管上设有阀七，还包括第一旁通泄压管路、第二旁通泄压管路，所述第一旁通泄压管路的一端连接于阀一、阀五之间，所述第一旁通泄压管路的另一端连接于阀七的下游端，所述第一旁通泄压管路上设有阀六，所述第二旁通泄压管路的一端连接于阀二、阀四之间，所述第二旁通泄压管路的另一端连接于阀七的下游端，所述第二旁通泄压管路上设有阀三。

一种组合式排水采气方法：

当井下雾化排水采气装置安装到位后(雾化排采装置液体入口伸入液面以下，气体入口高于液面)，通过封隔器将装置与油管环空隔断，此时井内的天然气会从气体入口进入，在经过喷嘴的管径变化后，天然气流速急剧增加，进而对液体入口产生抽吸作用，因此井底积液会被抽吸到雾化排采装置内部，在高速气流的撞击下，雾化成细小液滴悬浮在井筒内，随气体向外运移。由于低产井压力及产量较低，液滴外喷速度缓慢，极易在井筒壁上凝结成大液滴滑落到井底。因此本发明在井口安装一个引射器，将高压气井的天然气用于低产井的引产，降低低压井口回压，增加低压井井底与井口之间的压差，加大井筒内天然气流速，使得悬浮液滴能够被快速带离井口。引射器工作时，阀1、阀2、阀4、阀5、阀7为常开状态。阀3和阀6为关闭状态，当高压井压力过高时，可适当开启阀6进行泄压。如引射器出现故障，可以打开阀1、阀2、阀3、阀6。关闭阀4、阀5、阀7。使两口井的气体从泄压管路流入汇管。从气井中排出的水在经过了地面引射器后流入除水装置内，在除水滤网的作用下，大部分的小液滴粘附在滤网上汇聚成大液滴滑到除水装置底部，并随着导流管流入储水箱。正常工作状况下，除水装置的上球阀为常开，下球阀为关闭状态。当储水箱中的液位较高时，可关闭上球阀，打开下球阀，将储水箱中的液态水排出。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种井下雾化排水采气结构，其特征在于：

包括油管、封隔器、雾化装置，

所述雾化装置包括扩散管、喷嘴，

所述喷嘴的内孔为阶梯孔，阶梯孔的小径段、大径段均直径均匀，阶梯孔的小径段朝下，作为液体入口，阶梯孔大径段的壁面上设有气体入口，阶梯孔的台阶上设有环形凹槽，环形凹槽的横截面呈弧形，

所述扩散管的内孔为从下到上内径增大的锥孔，扩散管的外周面为阶梯轴，阶梯轴的小径段插入喷嘴阶梯孔的大径段固定，阶梯轴的小径段端部为上小下大的锥状筒，锥状筒具有弧形凸起，弧形凸起伸入环形凹槽内，锥状筒、喷嘴阶梯孔大径段之间形成气体通道，

所述封隔器密封固定在油管、扩散管阶梯轴大径段之间。

2.根据权利要求1所述的一种组合式排水采气系统，其特征在于：所述气体通道的截面积沿气流方向逐渐减小。

3.一种组合式排水采气系统，其特征在于，包括高压井、低压井、地面引射器，所述低压井内设有权利要求1所述的井下雾化排水采气结构，地面引射器的高压进口通过高压管路连接高压井的井口，地面引射器的低压进口通过低压管路连接低压井的井口，地面引射器的出口连接汇管。

4.根据权利要求3所述的一种组合式排水采气系统，其特征在于：所述地面引射器的出口连接除水装置。

5.根据权利要求4所述的一种组合式排水采气系统，其特征在于：所述除水装置包括壳体，所述壳体具有两个半壳，两个半壳之间设置除水滤网，各个半壳下端分别通过导流管连接储水箱。

6.根据权利要求5所述的一种组合式排水采气系统，其特征在于：所述导流管上设有上球阀，储水箱的出水口连接下球阀。

7.根据权利要求3所述的一种组合式排水采气系统，其特征在于：所述高压管路上沿气流方向依次设有阀一、阀五，所述低压管路上沿气流方向依次设有阀二、阀四，所述汇管上设有阀七，还包括第一旁通泄压管路、第二旁通泄压管路，所述第一旁通泄压管路的一端连接于阀一、阀五之间，所述第一旁通泄压管路的另一端连接于阀七的下游端，所述第一旁通泄压管路上设有阀六，所述第二旁通泄压管路的一端连接于阀二、阀四之间，所述第二旁通泄压管路的另一端连接于阀七的下游端，所述第二旁通泄压管路上设有阀三。

8.一种组合式排水采气方法，其特征在于：

井下雾化排水采气结构的液体入口伸入液面以下，气体入口高于液面，在气体通道的节流作用下，气压升高，使液体入口的液位上升，井内的天然气从气体入口进入，在经过气体通道后，天然气流速增加，进一步对液体入口内的液体产生抽吸作用，使液体被抽吸到气体入口处，在高速气流的撞击下，雾化成细小液滴悬浮在井筒内，随气体向外运移；地面引射器工作，阀一、阀二、阀四、阀五、阀七为常开状态，阀三和阀六为关闭状态，增加低压井井底与井口之间的压差，增强雾化排水效果；

当高压井压力过高时，开启阀六进行泄压；

地面引射器出现故障时，打开阀一、阀二、阀三、阀六，关闭阀四、阀五、阀七，使高压井、低压井的气体从两旁通泄压管路流入汇管，此时，对地面引射器进行维护。

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