CN203257380U - 一种新型煤层气排采设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型煤层气排采设备。它由双壁管、单壁管、气液混合器、气举单向阀、单流阀等主要设备构成。控制系统通过液面采集装置的数据，计算使用压缩空气的压力和排量，再将压缩空气从压缩空气注入口注入到双壁管外管与双壁管内管之间的环空中，经单向阀在气液混合器内部充分混合，在气举单向阀的作用下，将气液混合物通过双壁管内管内腔，到达气液混合流体排出口排出。本实用新型避免了传统技术排采煤层气过程中产生的偏磨、卡泵、电机过热等问题，适用于一机多井、从式井的工况要求，同时避免了输入与产出气液多相混合的问题，方便煤层气的开采，满足现代煤层气排采的占地面积小、从式井的应用、维修成本低以及高产低耗的要求。

Description

一种新型煤层气排采设备

技术领域

本实用新型涉及煤层气的排采领域，应用气举反循环的方法实现自动控制煤层气排采的设备。

背景技术

目前，煤层气开采使用的设备主要是抽油机、螺杆泵、电潜泵、射流泵等。国内大部分仍然采用抽油机排采技术。在上述技术中都存在着一些缺陷，如抽油机举升存在管柱偏磨、卡泵等现象，电潜泵存在电机有效散热的问题，螺杆泵存在定子烧坏的问题，射流泵将煤层气与排采的液体混合在同一通道采出，增加了地面分离设备，而且不适应于从式井等工况的开采。

随着煤层气开采规模的扩大，开发煤层气排采新技术势在必行。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型煤层气排采设备，以解决传统的煤层气开采设备存在的占地面积大，不适应于从式井等工况的开采和使用中易出现故障等技术问题。

本实用新型实现上述发明目的所采用的技术方案如下：

一种新型煤层气排采设备，包括：空气压缩机、储气罐、控制箱、液面采集装置、双壁管外管（3）、双壁管内管（4）、气液混合器（6）、单壁管（7）、单流阀（10）和气举单向阀（11）；所述双壁管内管（4）的内腔与气液混合流体排出口相连通，双壁管外管（3）与双壁管内管（4）之间的环空与压缩空气注入口相连通，双壁管外管（3）底端与气液混合器（6）顶端相连，控制压缩空气单向流动的单向阀（5）是气液混合器（6）的一部分，单向阀（5）固定在气液混合器（6）的顶端，气液混合器（6）底端与单壁管（7）顶端相连，单壁管（7）底端安装单流阀（10）；使双壁管外管（3）与双壁管内管（4）之间环空的压缩空气进入双壁管内管（4）内腔中，并防止倒流的气举单向阀（11）固定在双壁管内管（4）上，且高于双壁管最底端一段距离；用来动态检测套管（2）与双壁管外管（3）之间环空液面变化的液面采集端固定在套管（2）与双壁管外管（3）之间的环空顶端，该环空顶端设有煤层气采集口；所述单壁管（7）、气液混合器（6）和双壁管在套管（2）内的位置为使单壁管（7）底端下入到煤层（9）以下，双壁管底端下放到煤层（9）上表面的深度；所述液面采集装置的采集口与井口相连，采集的液面数据送所述控制箱的中央处理单元，中央处理单元的输出系统指令送控制箱的控制压缩空气注入口气体压力与排量的电磁气阀。

所述的一种新型煤层气排采设备，所述套管（2）的侧壁在位于煤层（9）处开有射孔。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、与“磕头机”相比，无运动部件，结构简单，安装维修费用低，结实耐用，排水过程中不会发生卡泵现象。与“射流泵”相比，煤层气从套管环空中到达地面，省去了“射流泵”的地面液气分离工序，降低成本，并且能够在储气罐上接出分支，适用于一机多井、从式井等工况。

2、它具有压缩空气注入通道、煤层气采集通道和气液混合流体排出通道，避免了输入与产出的气液多相之间的混合，增强了实用性。

3、能够满足现代煤层气排采的占地面积小、适应于一机多井、从式井的应用、维修成本低以及高产低耗的要求。

附图说明

图1是本实用新型的煤层气排采设备及工艺原理简图。

具体实施方式

下面结合附图和煤层气排采流程对本实用新型进一步说明；

图1是煤层气排采设备及工艺原理简图。

附图编号：1、土壤，2、套管，3、双壁管外管，4、双壁管内管，5、单向阀，6、气液混合器，7、单壁管，8、射孔，9、煤层，10、单流阀，11、气举单向阀。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的煤层气排采设备包括：控制系统、双壁管外管3、双壁管内管4、气液混合器6、单壁管7、气举单向阀11等。空气压缩机、储气罐、控制箱、液面采集装置等设备组成控制系统。空气压缩机是系统唯一的动力源，提供煤层气排采的动力。空气压缩机将空气压缩进储气罐，储气罐达到设定的最大压力值后，空气压缩机自动停车，当储气罐降低到设定的最小压力值后，空气压缩机自动开启，可以达到节能目标。储气罐与控制箱连接，控制箱与液面采集装置相连，同时与压缩空气注入口相通，液面采集装置的采集口与井口相连。液面采集装置实时采集井底液面深度，采集的液面数据经过控制箱内中央处理单元处理后，输出系统指令给位于控制箱内的电磁气阀，通过电磁气阀的开度调节，动态调节压缩空气注入口的气体压力与排量，实现整个排采过程的自动控制。

双壁管内管4的内腔与气液混合流体排出口相连通，双壁管外管3与双壁管内管4之间的环空与压缩空气注入口相连通，双壁管外管3底端与气液混合器6顶端相连，压缩空气在气液混合器6内与套管2内的液体充分混合，产生均匀的气泡。单向阀5是气液混合器6的一部分，单向阀5固定在气液混合器6的顶端，能够阻止套管2内液体进入到双壁管内管4和双壁管外管3之间的环空中。气液混合器6底端与单壁管7顶端相连接。如图1所示，将单壁管7、气液混合器6、双壁管依次下入到套管2内，使单壁管7底端下入到煤层9以下，双壁管底端下放到煤层9上表面的深度。

压缩空气由压缩空气注入口注入到双壁管外管3与双壁管内管4之间的环空，通过单向阀5，到达气液混合器6内部，在气液混合器6中进行气体与液体充分混合。压缩空气通过气举单向阀11，进入到双壁管内管4内腔，并不断地将液体向上举升，直到从气液混合流体排出口排出为止。这样可以不断减少套管2内的液体，降低套管2内的液面。随着液面的降低，煤层气逐渐从煤层中解吸出来，形成气泡，上升到套管2与双壁管外管3之间的环空顶端，再经煤层气采集口到达地面的储气罐中。

煤层气排采前期，套管2内液面较高，煤层9内的气解吸不出来，因此煤层气排采前期只是一个排水的过程。由液面采集装置检测套管内液面深度。根据检测的液面深度与煤层深度相比较，计算输入压缩空气的压力与排量，再经控制系统进行调节，此时压缩空气压力高，排量大，满足前期排水要求。

煤层气排采中期，随着液面的降低，煤层9内气体慢慢解吸出来。这时通过控制系统的调节，降低注入压缩空气的压力与排量，根据井底的供液情况，调节压缩空气的压力与排量，使液面稳定到最佳深度。

煤层气排采后期，液面继续下降，到达煤层9位置，双壁管内管4内腔的液体与套管2和双壁管外管3之间的液体形成的压差越来越小，液体很难排出，煤层气进入到长期稳定状态，由液面采集装置采集的液面深度，控制系统自动调节，进一步减小压缩空气的压力与排量，使液面保持在稳定状态。

在储气罐上接入多条分支，可以适用于一机多井、从式井的工况，经济性更佳。

Claims (2)

1.一种新型煤层气排采设备，其特征在于，包括：空气压缩机、储气罐、控制箱、液面采集装置、双壁管外管（3）、双壁管内管（4）、气液混合器（6）、单壁管（7）、单流阀（10）和气举单向阀（11）；所述双壁管内管（4）的内腔与气液混合流体排出口相连通，双壁管外管（3）与双壁管内管（4）之间的环空与压缩空气注入口相连通，双壁管外管（3）底端与气液混合器（6）顶端相连，控制压缩空气单向流动的单向阀（5）是气液混合器（6）的一部分，单向阀（5）固定在气液混合器（6）的顶端，气液混合器（6）底端与单壁管（7）顶端相连，单壁管（7）底端安装单流阀（10）；使双壁管外管（3）与双壁管内管（4）之间环空的压缩空气进入双壁管内管（4）内腔中，并防止倒流的气举单向阀（11）固定在双壁管内管（4）上，且高于双壁管最底端一段距离；用来动态检测套管（2）与双壁管外管（3）之间环空液面变化的液面采集端固定在套管（2）与双壁管外管（3）之间的环空顶端，该环空顶端设有煤层气采集口；所述单壁管（7）、气液混合器（6）和双壁管在套管（2）内的位置为使单壁管（7）底端下入到煤层（9）以下，双壁管底端下放到煤层（9）上表面的深度；所述液面采集装置的采集口与井口相连，采集的液面数据送所述控制箱的中央处理单元，中央处理单元的输出系统指令送控制箱的控制压缩空气注入口气体压力与排量的电磁气阀。

2.根据权利要求1所述的一种新型煤层气排采设备，其特征在于，所述套管（2）的侧壁在位于煤层（9）处开有射孔。

Images