CN117365316B - 一种气井多层排采管柱 - Google Patents
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Abstract
一种气井多层排采管柱，涉及煤气井排采技术领域。包括多个开关管柱，每个开关管柱上下均螺纹密封连接封隔器，两个封隔器之间螺纹密封连接一个油管。本发明的有益效果是：通过设置可开可关的开关管柱，利用投球打压即可完成开关管柱的开关，开关管柱通过打压打开进气通道、再次打压关闭进气通道，同时钢球和球座套进入下层开关管柱继续工作，将各个煤层的气压分隔开来逐层开采煤层气，一套排采管柱即可实现各煤层气单独开采，解决了多层煤层气开采时煤层气倒灌的问题，降低对煤层的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及油田煤气井排采技术领域，尤其涉及一种气井多层排采管柱。
背景技术
煤层气排采，实质上就是排水降压采气，在排采井口通过油管连接井底的管式泵抽排煤储层的承压水，降低储煤层压力，促使煤层中吸附的甲烷解吸，成为游离态甲烷上升至井上，为了提高煤层气的单井开采量，目前国内除了使用稳定的单层压裂开采方式外，还在多煤层排采的模式进行了很多的探索，探索出的多煤层排采中遇到很多问题，其中一个很主要的原因就是多煤层在同时开采的时候常常发生煤层间的干扰，也就是由于各个煤层之间的压力不一样，在开采的时候造成煤层气倒灌，对正常的开采造成干扰，也对煤层造成一定的伤害。
发明内容
为了解决现有多层煤层气排采时煤层间干扰的问题，本发明提供一种气井多层排采管柱。
本发明提供的技术方案是：一种气井多层排采管柱，包括多个开关管柱和多个油管，油管最上端密封连接排采井口，多个油管串联连接到各个煤层时串联一个开关管柱，开关管柱的长度大于煤层的高度，开关管柱的串联方式是：每个开关管柱上部通过螺纹密封连接一个封隔器，封隔器上部通过螺纹密封连接油管，每个开关管柱下部通过螺纹密封连接一个封隔器，封隔器下部通过螺纹密封连接油管，油管最下端连接管式泵；
开关管柱包括上接头和下接头，上接头侧壁开有进气孔，上接头的内孔通过密封圈间隙配合连接滑套，滑套在高度上覆盖进气孔，上接头和滑套之间的密封圈位于进气孔上下两侧，滑套通过解封销钉连接在上接头上，滑套内孔安装有换层销钉，换层销钉径向镶嵌在滑套的内壁上，换层销钉伸出滑套内孔一段距离，最上层开关管柱的滑套内孔在换层销钉以上安装有球座套，球座套通过密封圈间隙配合连接滑套；
上接头下侧向下延伸一个外管，外管下端通过螺纹密封连接下接头，滑套向下延伸一个定位管，下接头下侧开有定位孔，定位管和定位孔尺寸上为间隙配合关系，定位管顶部加工有直径大于上接头内孔的限位台阶，定位管下端管壁上开有方形孔，方形孔从定位管内孔向外加工，方形孔外侧加工有小直径的台阶孔，定位管在方形孔位置安装有限位套，限位套和定位管内孔过渡配合连接，方形孔内安装有方形柱，方形柱外侧固定连接锁舌，锁舌伸出台阶孔，锁舌外侧加工成竖直的斜面，锁舌的斜面的高点位于上侧，方形柱外侧和台阶孔的台阶之间安装有压缩弹簧B，定位孔下端开有环槽A；
下接头上端面开有环槽B，环槽B内安装有压缩弹簧A，压缩弹簧A上部安装有升降套，升降套下端面开有环槽C，压缩弹簧A镶嵌进升降套的环槽C内，升降套上通过轴连接两个对称的齿轮，齿轮的轴线水平布置，外管在内壁上固定连接两个对称的齿条A，定位管外圆固定连接两个对称的齿条B，每个齿条A、齿条B均与齿轮啮合连接。
当滑套下降到进气孔以下位置时，锁舌伸入到定位孔的环槽A内。
本发明的有益效果为：通过设置可开可关的开关管柱，利用投球打压即可完成开关管柱的开关，开关管柱通过打压打开进气通道、再次打压关闭进气通道，同时钢球和球座套进入下层开关管柱继续工作，将各个煤层的气压分隔开来逐层开采煤层气，一套排采管柱即可实现各煤层气单独开采，解决了多层煤层气开采时煤层气倒灌的问题，降低对煤层的伤害。
附图说明
附图1是本发明中开关管柱的结构示意图；
附图2是附图1的A处放大图；
附图3是本发明中齿轮和升降套的的连接示意图；
附图4是本发明中滑套下落后的结构示意图；
附图5是本发明中滑套再次上升的结构示意图；
附图6是本发明的安装图。
图中：1-开关管柱，2-油管，3-封隔器，4-煤层，5-套管，6-井底，7-上接头，8-下接头，9-进气孔，10-滑套，11-解封销钉，12-球座套，13-换层销钉，14-定位管，15-外管，16-环槽A，17-环槽B，18-限位台阶，19-压缩弹簧A，20-限位套，21-齿条A，22-齿条B，23-齿轮，24-轴，25-升降套，26-锁舌，27-方形柱，28-方形孔，29-台阶孔，30-压缩弹簧B，31-环槽C，32-钢球，33-管式泵，34-定位孔。
具体实施方式
如图1～6所示，一种气井多层排采管柱，包括多个开关管柱1和多个油管2，油管2最上端密封连接排采井口，多个油管2串联连接到各个煤层4时串联一个开关管柱1，开关管柱1的长度大于煤层4的高度，开关管柱1的串联方式是：每个开关管柱1上部通过螺纹密封连接一个封隔器3，封隔器3上部通过螺纹密封连接油管2，每个开关管柱1下部通过螺纹密封连接一个封隔器3，封隔器3下部通过螺纹密封连接油管2，油管2最下端连接管式泵33；
开关管柱1包括上接头7和下接头8，上接头7侧壁开有进气孔9，上接头7的内孔通过密封圈间隙配合连接滑套10，滑套10在高度上覆盖进气孔9，上接头7和滑套10之间的密封圈位于进气孔9上下两侧，滑套10通过解封销钉11连接在上接头7上，滑套10内孔安装有换层销钉13，换层销钉13径向镶嵌在滑套10的内壁上，换层销钉13伸出滑套10内孔一段距离，最上层开关管柱1的滑套10内孔在换层销钉13以上安装有球座套12，球座套12通过密封圈间隙配合连接滑套10；
在需要打开进气通道时，向油管2内投入钢球32，钢球32落在球座套12上密封，向油管2内打压，钢球32推动滑套10下降将解封销钉11剪断，滑套10下降后进气孔9与上接头7内部连通，即可打开进气通道。
上接头7下侧向下延伸一个外管15，外管15下端通过螺纹密封连接下接头8，滑套10向下延伸一个定位管14，下接头8下侧开有定位孔34，定位管14和定位孔34尺寸上为间隙配合关系，定位管14顶部加工有直径大于上接头7内孔的限位台阶18，定位管14下端管壁上开有方形孔28，方形孔28从定位管14内孔向外加工，方形孔28外侧加工有小直径的台阶孔29，定位管14在方形孔28位置安装有限位套20，限位套20和定位管14内孔过渡配合连接，在没有外力的情况下不会脱落，方形孔28内安装有方形柱27，方形柱27外侧固定连接锁舌26，锁舌26伸出台阶孔29，锁舌26外侧加工成竖直的斜面，锁舌26的斜面的高点位于上侧，方形柱27外侧和台阶孔29的台阶之间安装有压缩弹簧B30，定位孔34下端开有环槽A16；
下接头8上端面开有环槽B17，环槽B17内安装有压缩弹簧A19，压缩弹簧A19上部安装有升降套25，升降套25下端面开有环槽C31，压缩弹簧A19镶嵌进升降套25的环槽C31内，升降套25上通过轴24连接两个对称的齿轮23，齿轮23的轴线水平布置，外管15在内壁上固定连接两个对称的齿条A21，定位管14外圆固定连接两个对称的齿条B22，每个齿条A21、齿条B22与齿轮23均啮合连接，齿条A21固定，通过齿轮23驱动齿条B22，齿条B22的行程为齿轮23的两倍，滑套10的行程是压缩弹簧A19的两倍，可降低压缩弹簧A19的长度，同时保证压缩弹簧A19具有一定的弹力保证滑套10上升到覆盖进气孔9。
当滑套10下降到进气孔9以下位置时，锁舌26伸入到定位孔34的环槽A16内，锁舌26将滑套10在轴向定位，此时压缩弹簧A19处于最大压缩状态，在需要关闭进气通道时，向油管2内再次打压，球座套12下降将换层销钉13剪断，球座套12下降推动限位套20下降，钢球32、球座套12和限位套20进入下层开关管柱1，限位套20下落解除了方形柱27的限制，方形柱27、锁舌26在压缩弹簧B30的作用下弹出，解除了滑套10的轴向限制，压缩弹簧A19弹起，带动齿轮23上升，齿轮23上升驱动齿条B22、滑套10上升，滑套10重新覆盖在进气孔9上，该层开关管柱1的进气通道即被封闭。
在使用时，将各个开关管柱1通过封隔器3、油管2连接在一起，最底部油管2连接管式泵33下入到井底6，油管2顶部连接排采井口，各个开关管柱1位于各个煤层4位置，下抽油杆进行排水作业（在各煤层4位置套管5事先进行射孔作业），水位下降到一个煤层4后即将该煤层4的封隔器3坐封，直至所有煤层4均被坐封，然后起出抽油杆，再进行逐层采气作业；
向油管2内投入钢球32，钢球32落在最上层开关管柱1的球座套12上密封，向油管2内打压，钢球32推动滑套10下降将解封销钉11剪断，滑套10下降后进气孔9与上接头7内部连通，即可打开进气通道，进行采气，当本煤层4的气体开采完毕后，向油管2内再次打压，球座套12下降将换层销钉13剪断，球座套12下降推动限位套20下降，钢球32、球座套12和限位套20进入下层开关管柱1，锁舌26弹出，滑套10再次上升覆盖进气孔9，即可将本层的进气通道关闭，防止各煤层4相互干扰，进行下一煤层4的气体开采作业。
通过设置可开可关的开关管柱1，利用投球打压即可完成开关管柱1的开关，开关管柱1通过打压打开进气通道、再次打压关闭进气通道，同时钢球32和球座套12进入下层开关管柱1继续工作，将各个煤层4的气压分隔开来逐层开采煤层气，一套排采管柱即可实现各煤层4的煤层气单独开采，解决了多层煤层气开采时煤层气倒灌的问题，降低对煤层4的伤害。
Claims (1)
1.一种气井多层排采管柱，包括多个开关管柱(1)和多个油管(2)，其特征在于：油管(2)最上端密封连接排采井口，多个油管(2)串联连接到各个煤层(4)时串联一个开关管柱(1)，开关管柱(1)的长度大于煤层(4)的高度，开关管柱(1)的串联方式是：每个开关管柱(1)上部通过螺纹密封连接一个封隔器(3)，封隔器(3)上部通过螺纹密封连接油管(2)，每个开关管柱(1)下部通过螺纹密封连接一个封隔器(3)，封隔器(3)下部通过螺纹密封连接油管(2)，油管(2)最下端连接管式泵(33)；
开关管柱(1)包括上接头(7)和下接头(8)，上接头(7)侧壁开有进气孔(9)，上接头(7)的内孔通过密封圈间隙配合连接滑套(10)，滑套(10)在高度上覆盖进气孔(9)，上接头(7)和滑套(10)之间的密封圈位于进气孔(9)上下两侧，滑套(10)通过解封销钉(11)连接在上接头(7)上，滑套(10)内孔安装有换层销钉(13)，换层销钉(13)径向镶嵌在滑套(10)的内壁上，换层销钉(13)伸出滑套(10)内孔一段距离，最上层开关管柱(1)的滑套(10)内孔在换层销钉(13)以上安装有球座套(12)，球座套(12)通过密封圈间隙配合连接滑套(10)；
上接头(7)下侧向下延伸一个外管(15)，外管(15)下端通过螺纹密封连接下接头(8)，滑套(10)向下延伸一个定位管(14)，下接头(8)下侧开有定位孔(34)，定位管(14)和定位孔(34)尺寸上为间隙配合关系，定位管(14)顶部加工有直径大于上接头(7)内孔的限位台阶(18)，定位管(14)下端管壁上开有方形孔(28)，方形孔(28)从定位管(14)内孔向外加工，方形孔(28)外侧加工有小直径的台阶孔(29)，定位管(14)在方形孔(28)位置安装有限位套(20)，限位套(20)和定位管(14)内孔过渡配合连接，方形孔(28)内安装有方形柱(27)，方形柱(27)外侧固定连接锁舌(26)，锁舌(26)伸出台阶孔(29)，锁舌(26)外侧加工成竖直的斜面，锁舌(26)的斜面的高点位于上侧，方形柱(27)外侧和台阶孔(29)的台阶之间安装有压缩弹簧B(30)，定位孔(34)下端开有环槽A(16)；
下接头(8)上端面开有环槽B(17)，环槽B(17)内安装有压缩弹簧A(19)，压缩弹簧A(19)上部安装有升降套(25)，升降套(25)下端面开有环槽C(31)，压缩弹簧A(19)镶嵌进升降套(25)的环槽C(31)内，升降套(25)上通过轴(24)连接两个对称的齿轮(23)，齿轮(23)的轴线水平布置，外管(15)在内壁上固定连接两个对称的齿条A(21)，定位管(14)外圆固定连接两个对称的齿条B(22)，每个齿条A(21)、齿条B(22)与齿轮(23)均啮合连接；
当滑套(10)下降到进气孔(9)以下位置时，锁舌(26)伸入到定位孔(34)的环槽A(16)内。
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| 温米油田φ89mm套管井分选层酸化技术研究;吴振华;;石油机械(09);第64-67页 * |
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