CN112832725B - 一种排水采气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排水采气装置，其属于天然气和页岩气开采技术领域，包括外筒、内筒和调节部，外筒的一端能够与油管连通，外筒的侧壁开设有第一连通孔，第一连通孔与储层连通；内筒与外筒固定连接，内筒的侧壁开设有第二连通孔，第二连通孔能够与第一连通孔连通；调节部位于内筒的内部，调节部的侧壁开设有第三连通孔，调节部具有打开位置和关闭位置，调节部位于打开位置，第三连通孔同时与第二连通孔和第一连通孔连通，调节部位于关闭位置，调节部封堵第二连通孔和第一连通孔。本发明提供的排水采气装置，当井底压力大于储层压力时，有效的避免将井筒内的积液压回储层，气举施工的效果好，保护储层。

Description

一种排水采气装置

技术领域

本发明涉及天然气和页岩气开采技术领域，尤其涉及一种排水采气装置。

背景技术

由于工业燃料、居民的生活燃料和化工工业等需要大量的天然气和页岩气，天然气和页岩气采集的效果和效率十分重要。

天然气井和页岩气井在气举排水采气过程中，由于储层压力低，当天然气井和页岩气井的井底压力大于储层压力，采集天然气和页岩气的井筒内积液通过井底的油管被压回储层，从而导致气举施工的效果差，甚至导致施工失败的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排水采气装置，以解决现有技术中存在的井底压力大于储层压力时天然气和页岩气气举施工的效果差的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种排水采气装置，包括：

外筒，一端能够与油管连通，所述外筒的侧壁开设有第一连通孔，所述第一连通孔与储层连通；

内筒，与所述外筒固定连接，所述内筒的侧壁开设有第二连通孔，所述第二连通孔能够与所述第一连通孔连通；

调节部，位于所述内筒的内部，所述调节部的侧壁开设有第三连通孔，所述调节部具有打开位置和关闭位置，所述调节部位于所述打开位置，所述第三连通孔同时与所述第二连通孔和所述第一连通孔连通，所述调节部位于关闭位置，所述调节部封堵所述第二连通孔和所述第一连通孔。

进一步地，所述调节部包括第一固定件、第二固定件、弹性件和移动件，所述第一固定件与所述内筒的内壁可拆卸连接，所述移动件能够抵接所述第一固定件的下端面，所述第二固定件与所述内筒的内壁可拆卸连接，所述弹性件的一端抵接于所述第二固定件，另一端抵接于所述移动件，并且所述弹性件位于所述移动件和所述内筒之间，所述移动件与所述外筒滑动连接。

进一步地，所述移动件包括上中心管和下中心管，所述上中心管的侧壁设有凹槽，所述弹性件位于所述凹槽内，所述第三连通孔位于所述下中心管上，所述上中心管的下端和所述下中心管的上端可拆卸连接，所述上中心管上端面的面积大于所述下中心管下端面的面积。

进一步地，所述排水采气装置还包括两个第一密封圈，所述第一密封圈设置于所述下中心管和所述内筒之间，两个所述第一密封圈位于所述第三连通孔的两侧。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述排水采气装置还包括投捞接头，所述投捞接头位于所述外筒内部的上端并且与所述内筒可拆卸连接，所述外筒的内壁上设有多个卡口，所述投捞接头内部设置有多个锁爪，所述锁爪具有伸出位置和收缩位置，所述锁爪位于所述伸出位置时，所述锁爪与所述卡口卡接。

进一步地，多个所述锁爪均匀间隔分布于所述投捞接头的周向。

进一步地，所述内筒包括筒身和与所述筒身可拆卸连接的连通接头，所述第二连通孔设置于所述连通接头上。

进一步地，所述排水采气装置还包括下堵头，所述下堵头位于所述外筒内部的下端并且与所述外筒可拆卸连接，所述内筒的端部与所述下堵头抵接。

进一步地，所述排水采气装置还包括第三密封圈，所述第三密封圈设置于所述下堵头和所述外筒之间。

本发明的有益效果：

本发明提出的一种排水采气装置，当井底的压力大于储层压力时，调节部处于关闭位置，调节部封堵第二连通孔和第一连通孔，由于油管与储层不连通，井筒内积液不能通过油管被压回储层，只能通过气举装置的连通阀被举出井筒，积液被举出井筒后，井底压力降低；当井底压力低于储层压力后，调节部位于打开位置，第一连通孔、第二连通孔和第三连通孔将井底的油管与储层连通，天然气井和页岩气井恢复正常生产。本发明提供的排水采气装置，当井底压力大于储层压力时，有效的避免将井筒内的积液压回储层，气举施工的效果好，保护储层。

附图说明

图1是本发明提供的排水采气装置的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是图1中C处的放大图；

图5是本发明提供的天然气井和页岩气井施工管柱的结构示意图。

图中：

10、油管；

20、连通阀；

30、封隔器；

40、套管；

1、外筒；11、第一连通孔；12、卡口；

2、内筒；21、第二连通孔；22、筒身；23、连通接头；

3、调节部；31、第三连通孔；32、第一固定件；33、第二固定件；34、弹性件；35、移动件；351、上中心管；352、下中心管；

41、第一密封圈；42、第二密封圈；43、第三密封圈；44、第四密封圈；45、第五密封圈；46、第六密封圈；

5、投捞接头；

6、锁爪；

7、下堵头。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明实施例提供一种排水采气装置，用于防止井筒内的积液压回储层，保护储层。

参见图1和图2，排水采气装置包括外筒1、内筒2和调节部3，外筒1的一端能够与油管10连通，外筒1的侧壁开设有第一连通孔11，第一连通孔11与储层连通；内筒2与外筒1固定连接，内筒2的侧壁开设有第二连通孔21，第二连通孔21能够与第一连通孔11连通；调节部3位于内筒2的内部，调节部3的侧壁开设有第三连通孔31，调节部3具有打开位置和关闭位置，调节部3位于打开位置，第三连通孔31同时与第二连通孔21和第一连通孔11连通，调节部3位于关闭位置，调节部3封堵第二连通孔21和第一连通孔11。

当井底的压力大于储层压力时，调节部3处于关闭位置，调节部3封堵第二连通孔21和第一连通孔11，由于油管10与储层不连通，井筒内积液不能通过油管10被压回储层，只能通过气举装置的连通阀20被举出井筒，有效的避免将井筒内的积液压回储层，气举施工的效果好，保护储层；积液被举出井筒后，井底压力降低，当井底压力低于储层压力后，调节部3位于打开位置，第一连通孔11、第二连通孔21和第三连通孔31将井底的油管10与储层连通，天然气井和页岩气井恢复正常生产。

参见图1和图2，排水采气装置还包括投捞接头5，投捞接头5位于外筒1内部的上端并且与内筒2可拆卸连接，本实施例为螺纹连接，外筒1的内壁上设有多个卡口12，投捞接头5内部设置有多个锁爪6，锁爪6具有伸出位置和收缩位置，锁爪6位于伸出位置时，锁爪6与卡口12卡接，锁爪6与卡口12保证了排水采气装置使用时外筒1与内筒2的固定连接，锁爪6位于收缩位置时，锁爪6与卡口12不卡接，投捞工具能够控制锁爪6在伸出位置和收缩位置之间切换。

多个锁爪6均匀间隔分布于投捞接头5的周向，保证了投捞接头5与外筒1稳定的卡接，并且多个锁爪6分散了每个锁爪6卡口12卡接处的受力，使得卡接处不易发生损坏。

参见图1至图3，调节部3包括第一固定件32、第二固定件33、弹性件34和移动件35，第一固定件32与内筒2的内壁可拆卸连接，本实施例为螺纹连接，移动件35能够抵接第一固定件32的下端面，第二固定件33与内筒2的内壁可拆卸连接，本实施例为螺纹连接，第一固定件32位于第二固定件33的上方，弹性件34的一端抵接于第二固定件33，另一端抵接于移动件35，并且弹性件34位于移动件35和内筒2之间，移动件35与外筒1滑动连接，当井底的压力小于储层压力时，第一连通孔11、第二连通孔21和第三连通孔31连通，移动件35不发生移动，即调节部3位于打开位置，此时移动件35的两端分别抵接于弹性件34和第一固定件32，当井底的压力大于储层压力时，移动件35发生移动，移动件35压缩弹簧向外筒1的下端滑动，从而封堵第一连通孔11和第二连通孔21，即调节部3位于关闭位置，此时移动件35不与第一固定件32抵接。

移动件35包括上中心管351和下中心管352，上中心管351的侧壁设有凹槽，弹性件34位于凹槽内，第三连通孔31位于下中心管352上，上中心管351的下端和下中心管352的上端可拆卸连接，本实施例为螺纹连接，移动件35分为上中心管351和下中心管352拆装更加方便，便于加工，降低了加工成本；上中心管351上端面的面积大于下中心管352下端面的面积，由于外筒1的上端与井底的油管10连通，当井底的压力大于储层压力时，又由于上中心管351上端面的面积大于下中心管352下端面的面积，使得上中心管351上端面受到的力大于下中心管352下端面受到的力，从而使得移动件35向下滑动，以封堵第一连通孔11和第二连通孔21，此时上中心管351压缩弹性件34。

弹性件34为弹簧，弹簧取材方便，成本低。

参见图2，排水采气装置还包括两个第四密封圈44，第四密封圈44位于上中心管351的上端，第四密封圈44设置于上中心管351和内筒2之间，第四密封圈44用于密封上中心管351和内筒2的间隙。

参见图3，内筒2包括筒身22和与筒身22可拆卸连接的连通接头23，本实施例为螺纹连接，第二连通孔21设置于连通接头23上，内筒2分为两部分加工方便，降低了加工成本。

排水采气装置还包括两个第一密封圈41，第一密封圈41设置于下中心管352和内筒2之间，两个第一密封圈41位于第三连通孔31的两侧，第一密封圈41用于密封下中心管352和内筒2之间的间隙，防止在调节部3位于关闭位置时积液进入储层。

排水采气装置还包括两个第二密封圈42，第二密封圈42设置于连通接头23和外筒1之间，两个第二密封圈42位于第二连通孔21的两侧，第二密封圈42用于密封连通接头23和外筒1之间的间隙。

排水采气装置还包括第五密封圈45，第五密封圈45设置于上中心管351和下中心管352之间，第五密封圈45用于密封上中心管351和下中心管352之间的间隙。

排水采气装置还包括第六密封圈46，第六密封圈46设置于筒身22和连通接头23之间，第六密封圈46用于密封筒身22和连通接头23之间的间隙。

参见图4，排水采气装置还包括下堵头7，下堵头7位于外筒1内部的下端并且与外筒1可拆卸连接，本实施例为螺纹连接，内筒2的端部与下堵头7抵接，下堵头7用于封堵外筒1的下端开口。

排水采气装置还包括第三密封圈43，第三密封圈43设置于下堵头7和外筒1之间，第三密封圈43用于密封下堵头7和外筒1之间的间隙。

第一密封圈41、第二密封圈42、第三密封圈43、第四密封圈44、第五密封圈45和第六密封圈46均为O型密封圈，O型密封圈的密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻，成本低，密封性能较好。

参见图1至图5，在施工安装时，下堵头7和外筒1螺纹连接在一起，将连通阀20、封隔器30、油管10和外筒1由上至下依次连接后下入井筒内，井筒包括多个套管40。将投捞接头5和第一固定件32分别与筒身22螺纹连接，上中心管351放入筒身22内，弹簧放入上中心管351的凹槽内，第二固定件33与筒身22螺纹连接，并且需要先确定储层的压力，按照储层的压力调整第二固定件33与筒身22连接的位置，使得井底压力刚好大于储层压力时，移动件35刚好可以在内筒2内滑动，再将下中心管352与上中心管351螺纹连接，连通接头23与筒身22螺纹连接。锁爪6处于收缩位置，封隔器30座封后，通过钢丝绳和投捞工具把上面连接装配好的部件下入到外筒1中，使得锁爪6与卡口12位置相对应，通过投捞工具将锁爪6切换至伸出位置，实现内筒2与外筒1的固定连接，撤出投捞工具和钢丝绳，完成安装。

当井底压力小于储层压力时，作用在上中心管351和下中心管352上的压力差压不动弹簧，第三连通孔31与第二连通孔21和第一连通孔11连通，调节部3处于打开位置；当井底压力大于储层压力时，作用在上中心管351和下中心管352上的压力差压缩弹簧，上中心管351和下中心管352向下移动，下中心管352封堵第二连通孔21和第一连通孔11，调节部3处于关闭位置，井筒内的积液不能被压进储层，只能通过连通阀20被举出井筒；积液被举出井筒后，井底压力降低，当井底压力降低至小于储层压力后，在弹簧力的作用下，上中心管351和下中心管352向上移动，调节部3处于打开位置。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种排水采气装置，其特征在于，包括：

外筒（1），一端能够与油管（10）连通，所述外筒（1）的侧壁开设有第一连通孔（11），所述第一连通孔（11）与储层连通；

内筒（2），与所述外筒（1）固定连接，所述内筒（2）的侧壁开设有第二连通孔（21），所述第二连通孔（21）能够与所述第一连通孔（11）连通；

调节部（3），位于所述内筒（2）的内部，所述调节部（3）包括第一固定件（32）、第二固定件（33）、弹性件（34）和移动件（35），所述移动件（35）的侧壁开设有第三连通孔（31），所述调节部（3）具有打开位置和关闭位置，所述调节部（3）位于所述打开位置，所述第三连通孔（31）同时与所述第二连通孔（21）和所述第一连通孔（11）连通，所述调节部（3）位于关闭位置，所述移动件（35）封堵所述第二连通孔（21）和所述第一连通孔（11），所述第一固定件（32）与所述内筒（2）的内壁可拆解连接，所述移动件（35）能够抵接所述第一固定件（32）的下端面，所述第二固定件（33）与所述内筒（2）的内壁可拆卸连接，所述弹性件（34）的一端抵接于所述第二固定件（33），另一端抵接于所述移动件（35），并且所述弹性件（34）位于所述移动件（35）和所述内筒（2）之间，所述移动件（35）与所述外筒（1）滑动连接；

所述移动件（35）包括上中心管（351）和下中心管（352），所述上中心管（351）的侧壁设有凹槽，所述弹性件（34）位于所述凹槽内，所述第三连通孔（31）位于所述下中心管（352）上，所述上中心管（351）的下端和所述下中心管（352）的上端可拆卸连接，所述上中心管（351）上端面的面积大于所述下中心管（352）下端面的面积。

2.根据权利要求1所述的排水采气装置，其特征在于，还包括两个第一密封圈（41），所述第一密封圈（41）设置于所述下中心管（352）和所述内筒（2）之间，两个所述第一密封圈（41）位于所述第三连通孔（31）的两侧。

3.根据权利要求1所述的排水采气装置，其特征在于，所述弹性件（34）为弹簧。

4.根据权利要求1所述的排水采气装置，其特征在于，还包括投捞接头（5），所述投捞接头（5）位于所述外筒（1）内部的上端并且与所述内筒（2）可拆卸，所述外筒（1）的内壁上设有多个卡口（12），所述投捞接头（5）内部设置有多个锁爪（6），所述锁爪（6）具有伸出位置和收缩位置，所述锁爪（6）位于所述伸出位置时，所述锁爪（6）与所述卡口（12）卡接。

5.根据权利要求4所述的排水采气装置，其特征在于，多个所述锁爪（6）均匀间隔分布于所述投捞接头（5）的周向。

6.根据权利要求1所述的排水采气装置，其特征在于，所述内筒（2）包括筒身（22）和与所述筒身（22）可拆卸连接的连通接头（23），所述第二连通孔（21）设置于所述连通接头（23）上。

7.根据权利要求1所述的排水采气装置，其特征在于，还包括下堵头（7），所述下堵头（7）位于所述外筒（1）内部的下端并且与所述外筒（1）可拆卸连接，所述内筒（2）的端部与所述下堵头（7）抵接。

8.根据权利要求7所述的排水采气装置，其特征在于，还包括第三密封圈（43），所述第三密封圈（43）设置于所述下堵头（7）和所述外筒（1）之间。

Images