CN117489282A - 煤层气井管式泵洗井机抽结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了煤层气井管式泵洗井机抽结构，具体涉及煤层气洗井设备技术领域，包括套管，所述套管内从下至上依次设置有尾管、气锚、泵下洗井工具、管式泵和油管，所述尾管和所述气锚之间、所述管式泵和所述油管之间均通过油管接箍连接；所述油管和所述套管之间设置有铝塑管，所述铝塑管的底端与所述泵下洗井工具连接；所述油管内从下至上依次设置有活塞、空心抽油杆喷射器、空心抽油杆接箍和空心抽油杆；所述活塞内设置有固定阀尔和两个游动阀尔。本发明实现了管式泵吸入口洗井、空心抽油杆洗井和自动循环洗井流程三种洗井方式结合，做到了机抽过程对固定阀尔、游动阀尔、气锚、管式泵吸入口清洗，同时也能增加油管内的液流速度，将油管内的砂和煤粉携至地面，解决了泵卡、泵堵、泵漏的难题，有效的延长泵免修期，节约作业费用，保证气井生产的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气井洗井设备技术领域，更具体地说，本发明涉及煤层气井管式泵洗井机抽结构。
背景技术
煤粉是在钻井、压裂工程及排采扰动作用下引起煤层失稳破坏而产生的,按煤粉来源可分为钻井残留煤粉，井壁失稳产生煤粉，煤基质破裂产生煤粉,煤粉的存在降低了气井的产液量,煤粉落在排采管式泵的固定阀座上，会导致固定阀关不严，造成泵漏失；部分井煤粉埋固定阀通道，造成进液通道堵塞；煤粉粘附在泵柱塞上，造成卡泵。
水力压裂改造技术是开采煤层气的有效的增产方法，通过高压驱动水流伴以石英砂、陶粒等支撑剂，挤入储层中原有的和新造的裂缝内,扩宽并伸展这些裂缝,进而在储层中产生更多的次生裂缝，可产生有较高导流能力的通道，有效地连通井筒和储层，提高煤层气井的单井控制面积和产量,压裂完成后，气井在排水采气过程中，随着裂缝中水的排出，特别是快速降低井底流压，水中含有颗粒大小石英砂、陶粒等支撑剂进入井桶和泵，砂进入泵桶后，砂落在排采管式泵的固定阀座上，会导致固定阀关不严漏失；部分井砂和煤粉混合后会堵塞固定阀通道，造成进液通道堵塞。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供煤层气井管式泵洗井机抽结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：煤层气井管式泵洗井机抽结构，包括套管，所述套管内从下至上依次设置有尾管、气锚、泵下洗井工具、管式泵和油管，所述尾管和所述气锚之间、所述管式泵和所述油管之间均通过油管接箍连接；
所述油管和所述套管之间设置有铝塑管，所述铝塑管的底端与所述泵下洗井工具连接；
所述油管内从下至上依次设置有活塞、空心抽油杆喷射器、空心抽油杆接箍和空心抽油杆；
所述活塞内设置有固定阀尔和两个游动阀尔，所述活塞的顶端设置有活塞排液通道；
所述泵下洗井工具内设置有洗井接头导向通道；
所述气锚内设置有气锚中心管，所述气锚的侧壁上开设有气锚吸入口；
所述空心抽油杆的顶端开设有补水口，所述油管的顶端开设有排液口。
进一步的，所述洗井接头导向通道的角度设置为45°。
进一步的，所述活塞、所述空心抽油杆喷射器、所述空心抽油杆接箍和空心抽油杆两两之间通过丝扣连接。
进一步的，所述油管的顶端悬挂在煤层气井井口装置上。
进一步的，所述空心抽油杆的顶端连接机抽设备。
本发明的有益效果：
本装置实现了管式泵吸入口洗井、空心抽油杆洗井和自动循环洗井流程三种洗井方式结合，做到了机抽过程对固定阀尔、游动阀尔、气锚、管式泵吸入口清洗，同时也能增加油管内的液流速度，将油管内的砂和煤粉携至地面，解决了泵卡、泵堵、泵漏的难题，有效的延长泵免修期，节约作业费用，保证气井生产的连续性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1所示的煤层气井管式泵洗井机抽结构，包括套管20，所述套管20内从下至上依次设置有尾管12、气锚9、泵下洗井工具8、管式泵7和油管18，所述尾管12和所述气锚9之间、所述管式泵7和所述油管18之间均通过油管接箍4连接；
所述油管18和所述套管20之间设置有铝塑管19，所述铝塑管19的底端与所述泵下洗井工具8连接；
所述油管18内从下至上依次设置有活塞5、空心抽油杆喷射器3、空心抽油杆接箍2和空心抽油杆1；
所述活塞5内设置有固定阀尔16和两个游动阀尔6，所述活塞5的顶端设置有活塞排液通道17；
所述泵下洗井工具8内设置有洗井接头导向通道15；
所述气锚9内设置有气锚中心管14，所述气锚9的侧壁上开设有气锚吸入口10；
所述空心抽油杆1的顶端开设有补水口14，所述油管18的顶端开设有排液口11。
本优选实施例中，所述洗井接头导向通道15的角度设置为45°。
本优选实施例中，所述活塞5、所述空心抽油杆喷射器3、所述空心抽油杆接箍2和空心抽油杆1两两之间通过丝扣连接。
本优选实施例中，所述油管18的顶端悬挂在煤层气井井口装置上。
本优选实施例中，所述空心抽油杆1的顶端连接机抽设备。
本发明工作原理：
煤层气井的生产是通过机抽设备带动管式泵7工作，抽排煤储层的承压水，降低煤储层压力，促使煤储层中吸附的甲烷解析的过程，通过排水降压，使得吸附甲烷解析为大量游离态甲烷（气态）运移至井口进入集中输送流程；
根据图1所示，煤层通过排水降压，使得吸附在煤层中的甲烷解析为大量游离态甲烷（气态），游离态甲烷（气态）与地层水混合后进入气锚吸入口10，气水在气锚9中因重力分离成气和水，气锚9分离出的水向下运移经气锚中心管13进入泵下洗井工具8、管式泵9，通过管式泵9的工作，液体提高动能，通过油管18和空心抽油杆1之间的环形空间，从井口排出至水池；气锚9分离出的煤层气向上运动，通过套管1和油管18之间的环形空间，运移至井口进入集中输送流程。
管式泵的工作原理
(1)上冲程
抽油杆柱向上拉动柱塞，柱塞上的游动阀受油管内液柱压力而关闭时，柱塞下面的下泵腔容积增大，泵内压力降低，固定阀在其上下压差作用下打开，液体吸入泵内。与此同时，油管18内已逐渐被液体所充满压缩，柱塞上面的液体沿油管18排到地面，故上冲程是泵内吸入液体，而井口排出液体的过程。
(2)下冲程
抽油杆柱带动柱塞向下运动。柱塞压缩固定阀和游动阀之间的液体，当泵内压力增加到大于柱塞以上液体压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。所以，下冲程是泵向油管内排液的过程，造成泵排出液体的条件是泵内压力高于柱塞以上的液柱压力，所以，下冲程是油管进入液体，井口排出液体的过程
本发明包含管式泵吸入口洗井流程、空心抽油杆洗井流程和自动循环洗井流程。
管式泵吸入口洗井流程包括如下步骤：水由井口进入，并经铝塑管19、泵下洗井工具8和气锚9之间的空腔，水冲洗机抽泵和气锚9，达到防煤粉作用；
地面注水，活塞5上行时，活塞5内的上下两个游动阀尔6关闭，固定阀尔16开启，地面注入水经过铝塑管19、泵下洗井接头，通过洗井接头导向通道15对准固定阀尔16，一定压力的水直接对固定阀尔16冲洗，水带着周围煤粉、砂与地层水汇合进入游动阀尔6和固定阀尔16的空腔；活塞5下行时，游动阀尔6打开，固定阀尔16关闭，游动阀尔6和固定阀尔的16空腔的混合液压缩后升压，经活塞排液通道17进入油管18和空心抽油杆1的环形空间中，具备一定压力和液流速度的混合液从环形空间排出地面、井口，从而达到将管式泵7、阀尔清洗出来的煤粉和砂带到地面。
空心抽油杆洗井流程包括如下步骤：地面将水经空心抽油杆1、空心抽油杆喷射器3，喷射泵桶内与活塞排出的水一起经油管18和空心抽油杆1的环空从井口排出；
管式泵7正常上下冲程工作时，地面将水经空心抽油杆1、空心抽油杆喷射器3，通过空心抽油杆喷射器3的导向通道对准活塞5上端面，一定压力的水直接对活塞5上表面冲洗，水带着活塞5以上的煤粉、砂与经活塞排液通道17进入油管18和空心抽油杆1的环形空间的混合液混合，一定压力和液流速度的混合液从环形空间排出地面、井口，从而达到将活塞5以上的煤粉和砂带至地面。
自动循环洗井流程是指通过机械隔膜泵将水升压至0.2 MPa，高于井口套压（气流程外输压力），进而24 h均匀注入清水，保证气井排量日产液不小于5.24 m3，达到提高油管内的液流速度，从而将煤粉携带出地层至地面，井口产水经过水池沉降过滤后被再次注入井底，建立循环。机械隔膜泵为可调机械隔膜泵，通过调整排量，与管式泵排量相匹配，并控制井内液面在合理范围之内，避免造成水淹压井，影响产气。该洗井工艺可对中低产气井24h连续洗井，携带煤粉，降低生产成本；但对高产气井而言，该洗井工艺并不适用，主要原因是当气井瞬时气量大于250 m3/h，会发生气顶现象，导致水流无法到达井下喷射器，进而无法进行洗井。
正常使用自动循环洗井流程和空心杆自动洗井流程，定期使用泵下洗井流程，三种洗井流程相辅相成，保证泵和气锚无煤粉和砂沉淀，提高管内的液流速度，进而将煤层气井采出水中的煤粉、细砂带出井下至地面沉降池，达到煤层气井机抽泵防卡的目的，有效延长气井的检泵周期。
本发明所提供的煤层气井管式泵洗井机抽结构可以保证管式泵7和气锚9无煤粉和砂沉淀，提高了管内的液流速度，可以将煤层气井采出水中的煤粉、细砂带出井下至地面，达到煤层气井机抽泵防卡的目的，有效延长气井的检泵周期。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (5)
1.煤层气井管式泵洗井机抽结构，其特征在于：包括套管（20），所述套管（20）内从下至上依次设置有尾管（12）、气锚（9）、泵下洗井工具（8）、管式泵（7）和油管（18），所述尾管（12）和所述气锚（9）之间、所述管式泵（7）和所述油管（18）之间均通过油管接箍（4）连接；
所述油管（18）和所述套管（20）之间设置有铝塑管（19），所述铝塑管（19）的底端与所述泵下洗井工具（8）连接；
所述油管（18）内从下至上依次设置有活塞（5）、空心抽油杆喷射器（3）、空心抽油杆接箍（2）和空心抽油杆（1）；
所述活塞（5）内设置有固定阀尔（16）和两个游动阀尔（6），所述活塞（5）的顶端设置有活塞排液通道（17）；
所述泵下洗井工具（8）内设置有洗井接头导向通道（15）；
所述气锚（9）内设置有气锚中心管（13），所述气锚（9）的侧壁上开设有气锚吸入口（10）；
所述空心抽油杆（1）的顶端开设有补水口（14），所述油管（18）的顶端开设有排液口（11）。
2.根据权利要求1所述的煤层气井管式泵洗井机抽结构，其特征在于：所述洗井接头导向通道（15）的角度设置为45°。
3.根据权利要求1或2所述的煤层气井管式泵洗井机抽结构，其特征在于：所述活塞（5）、所述空心抽油杆喷射器（3）、所述空心抽油杆接箍（2）和空心抽油杆（1）两两之间通过丝扣连接。
4.根据权利要求1所述的煤层气井管式泵洗井机抽结构，其特征在于：所述油管（18）的顶端悬挂在煤层气井井口装置上。
5.根据权利要求5所述的煤层气井管式泵洗井机抽结构，其特征在于：所述空心抽油杆（1）的顶端连接机抽设备。
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