CN113153243A - 一种强制排水采气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强制排水采气装置，属于天然气技术领域。该装置包括：气液分离器、抽油泵、防喷装置和抽油机；天然气井中设置有套管；防喷装置设置在天然气井的井口，抽油机设置在地面，抽油机的油管经过防喷装置进入套管内，且进入的一端与抽油泵的出口连接，气液分离器设置在套管的底部；气液分离器包括：工作外套、中心管、进液管和螺旋管；螺旋管包括：外管、螺旋通道和内管。本发明中，气液分离器，主要采用环空重力分离、螺旋离心分离和回流重力分离原理，实现气液高效分离，保障抽油泵不发生气锁，实现油管采液，套管环空采气，同时配套高压防喷装置，保障安全运行，通过抽油泵强制排液，降低生产压差，让水淹井重获新生、恢复产量。
Description
技术领域
本发明涉及天然气技术领域，特别涉及一种强制排水采气装置。
背景技术
天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来。对于只有单相气存在的，我们称之为气藏，其开采方法既与原油的开采方法十分相似，又有其特殊的地方。
由于天然气密度小，为0.75～0.8千克/立方米，井筒气柱对井底的压力小；天然气粘度小，在地层和管道中的流动阻力也小；又由于膨胀系数大，其弹性能量也大。因此天然气开采时一般采用自喷方式。这和自喷采油方式基本一样。不过因为气井压力一般较高加上天然气属于易燃易爆气体，对采气井口装置的承压能力和密封性能比对采油井口装置的要求要高的多。
在天然气的开采中，会出现天然气井积液问题，气井积液是指气相不能提供足够的能量使井筒中的液体连续流出井口时，气井中将出现积液，液体的聚集将增加对气层的回压，并限制井的生产能力，因此，现在亟需一种强制排水采气装置。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提供了一种强制排水采气装置。所述技术方案如下：包括：气液分离器、抽油泵、防喷装置和抽油机；
天然气井中设置有套管；所述防喷装置设置在所述天然气井的井口，所述抽油机设置在地面，所述抽油机的油管经过所述防喷装置进入所述套管内，且进入的一端与所述抽油泵的出口连接，所述气液分离器设置在所述套管的底部；
所述气液分离器包括：工作外套、中心管、进液管和螺旋管；所述螺旋管包括：外管、螺旋通道和内管；
所述工作外套设置在所述套管的内侧底部，所述外管设置在所述工作外套内，所述内管设置在所述外管内，所述螺旋通道设置在所述外管与所述内管之间，且所述内管与所述抽油泵的进口连接，所述进液管与所述工作外套的底部连接，且所述进液管的侧壁设置有进液孔，所述中心管设置在所述进液管内，且所述外管连通；所述内管的底部与所述外管和所述工作外套之间的通道连通。
进一步地，所述工作外套与所述进液管通过上接头连接。
进一步地，所述进液管底部连接有下接头。
进一步地，所述进液孔的个数为多个。
进一步地，所述内管与所述抽油泵的连接处设置有放气阀。
进一步地，所述气液分离器的总长度:3600mm。
进一步地，所述气液分离器的最大外径:114mm。
进一步地，所述防喷装置的三通、胶皮闸门为高压三通、高压胶皮阀门，高压密封压力达到27MPa。
本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明采用气液分离器、油管抽吸采液、套管环空采气、井口防喷装置及抽油机排水技术，达到高效低成本排液、将地层压力转化为气体外输压力、低成本保障安全等目的；气液分离器，主要采用环空重力分离、螺旋离心分离和回流重力分离原理，实现气液高效分离，保障抽油泵不发生气锁，实现油管抽吸采液，套管环空采气，同时配套高压防喷装置，保障安全运行，通过抽油泵强制排液，降低生产压差，让水淹井重获新生、恢复产量。
附图说明
图1是本发明提供的一种强制排水采气装置的结构示意图；
图2是本发明提供的一种气液分离器的结构示意图。
附图标记：1-气液分离器；2-抽油泵；3-防喷装置；4-抽油机；5-天然气井；6-套管；7-油管；8-工作外套；9中心管；10-进液管；11-外管；12-螺旋通道；13-内管；14-进液孔；15-上接头；16-下接头；17-放气阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上，或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例目的，不是旨在于限定本发明。
参见图1-2，该强制排水采气装置，包括：气液分离器1、抽油泵2、防喷装置3和抽油机4；天然气井5中设置有套管6；防喷装置3设置在天然气井5的井口，抽油机4设置在地面，抽油机4的油管7经过防喷装置3进入套管6内，且进入的一端与抽油泵2的出口连接，气液分离器1设置在套管6的底部；气液分离器1包括：工作外套8、中心管9、进液管10和螺旋管；螺旋管包括：外管11、螺旋通道12和内管13；工作外套8设置在套管6的内侧底部，外管11设置在工作外套8内，内管13设置在外管11内，螺旋通道12设置在外管11与内管13之间，且内管13与抽油泵2的进口连接，进液管10与工作外套8的底部连接，且进液管10的侧壁设置有进液孔14，中心管9设置在进液管10内，且外管11连通；内管13的底部与外管11和工作外套8之间的环空连通。
需要说明的是，该强制排水采气装置采用气液分离器1、油管7抽吸采液、套管6环空采气、井口防喷装置3及抽油机4排水等技术，达到高效低成本排液、将地层压力转化为气体外输压力、低成本保障安全等目的；气液分离器1，主要采用环空重力分离、螺旋离心分离和回流重力分离原理，实现气液高效分离，保障抽油泵2不发生气锁，实现油管7抽吸采液，套管6环空采气，同时配套高压防喷装置3，保障安全运行通过抽油泵2强制排液，降低生产压差，让水淹井重获新生、恢复产量。
进一步地，工作外套8与进液管10通过上接头15连接。
进一步地，进液管10底部连接有下接头16。
进一步地，进液孔14的个数为多个。
进一步地，内管13与抽油泵2的连接处设置有放气阀17。
进一步地，气液分离器1的总长度:3600mm。
进一步地，气液分离器1的最大外径:114mm。适用井的产液量:≥23m/d；适用井套管:
和
进一步地，防喷装置3的三通、胶皮闸门为高压三通、高压胶皮阀门，高压密封压力达到27MPa。能较好地解决气井抽吸过程中可能发生井喷失控的问题。
本发明的完整工作流程可以为：在抽油泵2上冲程，气液混合液从进液管10下行进入中心管9过程中，部分大气泡从混合液中分离出来并上行，从进液孔14排出，进入套管6环空，完成第1次分离即重力分离；但大部分小气泡仍被液体携带经中心管9继续上行，经上接头15，进入螺旋管，混合液进入螺旋通道12后，液体和气体同时沿轴线作圆周运动，密度小的气体向轴线靠近，并上升到放气阀17下部，密度大的液体则远离轴线而靠近外管11上行，在抽油泵2的吸入力和螺旋力的作用下，转向外管11和工作外套8之间的环空，此时完成第2次分离即螺旋分离过程，使混合液中大部分小的气泡在螺旋力的作用下从混合液中分离出来；经2次分离后的混合液在外管11和工作外套8之间的环空下行过程中，混合液中剩余的气体在重力作用下又上升到放气阀17下部，这样完成第3次分离。经过3次彻底分离后的液体通过螺旋管的中心通道13进入抽油泵2内，被抽汲从油管7排出。在抽油泵2的下冲程中，在液体反馈力作用下打开放气阀17，聚集在放气阀17下部的气体从放气阀17排出进入套管6环空。
值得说明的是，该强制排水采气装置是针对于低压低产井、高产液井、水淹井进行抽吸排液采气，通过外部设备对井内水进行抽吸，能有效解决井筒积液、气井能量低不能正常产气的问题。解决了原水淹井无法开采的问题，同时也解决低压低产井、高产液井产量低，频繁停产排水作业的问题。该强制排水采气装置比较其它的泡排、气举、速度管等常规排水工艺，有不停产作业、增产量大等显著优点。排液采气工艺不加药，地面处理环保简单，地面处理费用低，能大幅度提高气井采收率，靠气井自身能量能实现地面正常集输，气液分输，能大幅度降低地面集输管损，运行费用低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种强制排水采气装置，其特征在于，包括：气液分离器(1)、抽油泵(2)、防喷装置(3)和抽油机(4)；
天然气井(5)中设置有套管(6)；所述防喷装置(3)设置在所述天然气井(5)的井口，所述抽油机(4)设置在地面，所述抽油机(4)的油管(7)经过所述防喷装置(3)进入所述套管(6)内，且进入的一端与所述抽油泵(2)的出口连接，所述气液分离器(1)设置在所述套管(6)的底部；
所述气液分离器(1)包括：工作外套(8)、中心管(9)、进液管(10)和螺旋管；所述螺旋管包括：外管(11)、螺旋通道(12)和内管(13)；
所述工作外套(8)设置在所述套管(6)的内侧底部，所述外管(11)设置在所述工作外套(8)内，所述内管(13)设置在所述外管(11)内，所述螺旋通道(12)设置在所述外管(11)与所述内管(13)之间，且所述内管(13)与所述抽油泵(2)的进口连接，所述进液管(10)与所述工作外套(8)的底部连接，且所述进液管(10)的侧壁设置有进液孔(14)，所述中心管(9)设置在所述进液管(10)内，且所述外管(11)连通；所述内管(13)的底部与所述外管(11)和所述工作外套(8)之间的环空连通。
2.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述工作外套(8)与所述进液管(10)通过上接头(15)连接。
3.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述进液管(10)底部连接有下接头(16)。
4.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述进液孔(14)的个数为多个。
5.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述内管(13)与所述抽油泵(2)的连接处设置有放气阀(17)。
6.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述气液分离器(1)的总长度:3600mm。
7.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述气液分离器(1)的最大外径:114mm。
8.根据权利要求1所述的一种强制排水采气装置，其特征在于，所述防喷装置(3)的三通、胶皮闸门为高压三通、高压胶皮阀门，高压密封压力达到27MPa。
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