CN205154043U - 一种煤层气井的工艺管柱及其封堵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤层气井的工艺管柱，包括丢手管柱和生产管柱，丢手管柱设有丢手管柱通孔，产气时，生产管柱插入丢手管柱通孔；还包括设于丢手管柱内壁的封堵装置，封堵装置具有开启和关闭两种工作状态，在开启状态，封堵装置导通丢手管柱通孔，在关闭状态，封堵装置封堵丢手管柱通孔。当该煤层气井停井检修、起出生产管柱时，该封堵装置处于关闭状态，将煤层液封堵在封堵装置下方，从而降低煤层气井恢复生产后的排水降压时间，降低排采成本并提高累计产气量。本实用新型还公开了一种用于煤层气井工艺管柱的封堵装置。

Description

一种煤层气井的工艺管柱及其封堵装置

技术领域

本实用新型涉及煤层气开采技术领域，特别涉及一种煤层气井的工艺管柱。

背景技术

煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气。

煤层气在开始产气之前先要排出煤层中大量的水，这与煤储层的独特性质有关。煤层中天然裂隙或割理通常被水饱和，煤层气吸附在煤上。要采出煤层气，首先要让它从煤中解吸出来。只有抽出足够的水，煤层压力降至煤的解吸压力后，煤层气的解吸才能开始。煤层压力小于或等于解吸压力，气体从煤中解吸，顺割理流动到压裂裂缝，然后流到井筒中，煤层气从井筒中开采出来。

煤层气地面钻井排采的初期，一般井产水量较大，基本不产气，使用人工举升设备将井底液体带到地面，实现排水降压。随着井下水的排出，井筒附近压力下降，逐渐有气体解吸产出。进入排采中期后，井筒附近压力下降到一定程度后，产气量逐渐升高并保持稳定。因此，当煤层气井停井检修后，恢复生产前，首先需要进行煤层气井的排水降压。

目前，常用的煤层气井的工艺管柱包括丢手管柱、生产管柱和抽油杆管柱，当该煤层气井处于生产阶段时，下入生产管柱和抽油杆管柱。当该煤层气井停井检修时，起出生产管柱和抽油杆管柱，此时，丢手管柱中部的通孔将煤层与大气连通，在地层压力的作用下，煤层气井内的静液面迅速升高。当修井作业结束，煤层气井恢复生产前，首先需要进行排水降压，由于煤层气井内静液面较高，导致排水降压时间较长，排采成本较高且累计产气量较小。

鉴于上述煤层气井的工艺管柱存在的缺陷，亟待提供一种在修井作业时，可降低煤层气井排水降压时间的工艺管柱。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的第一目的为提供一种煤层气井的工艺管柱，其丢手管柱内壁设置封堵装置，该封堵装置具有开启和关闭两种工作状态，当执行修井作业起出生产管柱时，该封堵装置处于关闭状态，此时，封堵装置将煤层液封堵在封堵装置下方，从而降低煤层气井恢复生产后的排水降压时间，降低排采成本并提高累计产气量。本实用新型的第二目的为提供一种用于煤层气井的工艺管柱的封堵装置。

为了实现本实用新型的第一目的，本实用新型提供一种煤层气井的工艺管柱，包括丢手管柱和生产管柱，所述丢手管柱设有丢手管柱通孔，产气时，所述生产管柱插入所述丢手管柱通孔；还包括设于所述丢手管柱内壁的封堵装置，所述封堵装置具有开启和关闭两种工作状态，在开启状态，所述封堵装置导通所述丢手管柱通孔，在关闭状态，所述封堵装置封堵所述丢手管柱通孔。

可选地，所述封堵装置包括一端铰接于所述丢手管柱内壁的挡板。

可选地，所述挡板一端通过扭簧与所述丢手管柱内壁相铰接。

可选地，所述封堵装置还包括设于所述丢手管柱内壁的固定座，所述固定座开设有与所述丢手管柱通孔连通的固定座通孔，所述扭簧连接于所述挡板和所述固定座的一端，以使所述封堵装置在关闭状态时，所述挡板封堵所述固定座通孔。

可选地，所述固定座远离所述扭簧的一端设有沿轴向向下延伸的导向槽，所述挡板的上端面抵接于所述导向槽的上端面。

可选地，所述封堵装置还包括相互连接的上接头和下接头，且二者均设有与所述固定座通孔连通的接头通孔，所述固定座和所述挡板设于所述接头通孔内，所述固定座固定于所述上接头；

所述丢手管柱还包括密封筒和筛管，所述上接头的上端连接所述密封筒，所述下接头的下端连接所述筛管。

可选地，还包括套管，所述生产管柱和所述丢手管柱设于所述套管内，所述丢手管柱还包括封隔器，所述封隔器的两侧均抵接于所述套管的内壁，用于封隔所述套管位于所述封隔器上下两端的空间；

所述生产管柱还包括油管和单向阀，所述单向阀设于所述油管内，所述丢手管柱连接于所述油管下端。

本实用新型提供的煤层气井停井检修、起出生产管柱时，封堵装置封堵位于其下方的丢手管柱通孔，进而将煤层液封堵在封堵装置下方，使得煤层液不能通过丢手管柱中部的生产通道进入封堵装置上部的空间，从而降低煤层气井内地层压力和静液面的恢复速度，当该煤层气井恢复生产后，降低排水降压的时间，使煤层气井快速恢复产气，并提高累计产气量。

为了实现本发明的第二目的，本发明还提供一种封堵装置，用于煤层气井的工艺管柱，所述工艺管柱包括丢手管柱和生产管柱，所述丢手管柱设有丢手管柱通孔，产气时，所述生产管柱插入所述丢手管柱通孔，所述封堵装置设于所述丢手管柱内壁，所述封堵装置包括一端铰接于所述丢手管柱内壁的挡板。

附图说明

图1为本实用新型所提供煤层气井的工艺管柱的结构示意图；

图2为图1中封堵装置的结构示意图。

图1-2中：

1丢手管柱、11封隔器、12密封筒、13筛管、14沉砂油管、15第二丝堵、16封堵装置、161固定座、162挡板、163扭簧、164上接头、165下接头；

2生产管柱、21尾管、22油管、23泵筒、24带孔管、25单向阀、26定位头、27第一丝堵、28插入密封；

3抽油杆管柱、31抽油杆、32扶正器、4套管。

具体实施方式

本实用新型的第一核心为提供一种煤层气井的工艺管柱，该工艺管柱包括封堵装置，当执行修井作业起出生产管柱时，该封堵装置可封堵丢手管柱通孔，使得煤层液不能从该丢手管柱通孔进入封堵装置上端，从而降低该煤层气井恢复生产后的排水降压时间，降低排采成本并提高累计产气量。本实用新型的第二核心为提供一种用于煤层气井工艺管柱的封堵装置。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，文中所述的“上端”、“下端”等方位词可参考图1理解，“上端”指的指向煤层气井井口的方向，“下端”与之相反。

请参考附图1和2，其中，图1为本实用新型所提供煤层气井的工艺管柱的结构示意图；图2为图1中封堵装置的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图1所示，本实用新型提供一种煤层气井的工艺管柱，包括丢手管柱1和生产管柱2，还包括设于丢手管柱1内壁的封堵装置16，该封堵装置16具有开启和关闭两种工作状态。同时，丢手管柱1中部设有丢手管柱通孔，在封堵装置16的开启状态，生产管柱2插入丢手管柱通孔，丢手管柱通孔处于导通状态，此时，煤层气通过该丢手管柱通孔排出至生产管柱2，并最终排出煤层气井。

当煤层气井停井检修、起出生产管柱2时，该封堵装置16处于关闭状态，此时，封堵装置16封堵位于其下方的丢手管柱通孔，进而将煤层液封堵在封堵装置16下方，使得煤层液不能通过丢手管柱1中部的生产通道进入封堵装置16上部的空间，从而降低煤层气井内地层压力和静液面的恢复速度，当该煤层气井恢复生产后，降低排水降压的时间和成本，使煤层气井快速恢复产气，并提高累计产气量。

具体地，如图2所示，该封堵装置16设于丢手管柱1内壁，可包括相互配合的挡板162和固定座161，挡板162一端铰接于固定座161，该固定座161中部开设有固定座通孔。当煤层气井产气时，挡板162绕铰接轴旋转，导通固定座通孔，封堵装置16处于开启状态。当煤层气井修井时，挡板162绕铰接轴旋转，封堵固定座通孔，封堵装置16处于关闭状态，煤层液不能通过固定座通孔进入封堵装置16上部的生产通道。可以理解，封堵装置16并不仅限于通过挡板162和固定座161来实现，也可采用本领域常用的其它结构，例如，可在丢手管柱1中设置安全阀或电动阀等装置，本实施例中，采用固定座161和挡板162的结构方便地实现安全阀的功能，同时，相较于安全阀和电动阀，成本大大降低。另外，该封堵装置16也并不是必须包括固定座161，将挡板162与丢手管柱1内壁直接铰接也可实现封堵装置的功能。

更具体地，如图2所示，固定座161与挡板162的一端可通过扭簧163铰接，在与扭簧163相对的另一端，二者的端面相互抵接。当开启装置施加外力作用于挡板162时，挡板162绕扭簧163的轴线旋转，使得挡板162与固定座161分离，封堵装置16开启；当开启装置施加的外力消失时，挡板162在扭簧163回弹力的作用下，仍然绕扭簧163的轴线反向旋转，与固定座161相抵接，封堵装置16关闭，此时，煤层气井处于停井检修状态。

同时，该工艺管柱还可包括开启装置，当煤层气井修井结束、恢复生产时，该开启装置控制挡板162与固定座161分离，从而使固定座通孔导通，封堵装置16开启。

当然，该挡板162和固定座161也并不仅限于通过扭簧163连接，且扭簧163的设置位置也并不仅限于此，本实施例中，当该封堵装置16不受其它外力时，扭簧163的回弹力可使挡板162和固定座161自动处于相互配合的状态，从而使得封堵装置16自动关闭。同时，扭簧163设置于挡板162和固定座161一端时，当封堵装置16开启时，挡板162旋转至工艺管柱的轴向，不会阻碍煤层气和煤层液的运行，保证煤层气井排采过程顺畅进行。

进一步地，固定座161远离扭簧163的一侧设有沿轴向向下延伸的导向槽。当该工艺管柱进行洗井作业时，需要关闭封堵装置16，同时需要起出生产管柱2，在生产管柱2起出过程中，导向槽可起到导向生产管柱2的作用，生产管柱2起出后，挡板162的上端面抵接于导向槽的上端面，封堵装置16关闭。

更进一步地，生产管柱2可包括尾管21，该尾管21设于生产管柱2下端，下入生产管柱2时，尾管21穿过丢手管柱通孔和固定座通孔，该尾管21为上述的开启装置。如此设置，当煤层气井产气时，下入生产管柱2的同时，尾管21控制封堵装置16开启，因此，不需要为封堵装置16单独设置开启装置。

同时，尾管21的下端可连接第一丝堵27，且其底部设有若干丝堵通孔，该丝堵通孔孔径较小，当煤层气和煤层液通过该丝堵通孔进入丢手管柱1内部生产通道时，可将煤粉和砂粒等杂质隔绝于尾管21外，保证工艺管柱的清洁。

另外，该封堵装置16还可包括相互连接的上接头164和下接头165，且二者均设有与固定座通孔连通的接头通孔，下入生产管柱2时，生产管柱2也穿过该接头通孔。同时，固定座161固定于上接头164。

同时，丢手管柱1下部还包括密封筒12、筛管13、沉砂油管14和第二丝堵15，上接头164的上端连接密封筒12，下接头165的下端依次连接筛管13、沉砂油管14和第二丝堵15，同时，生产管柱2还包括与密封筒12配合的插入密封28，用于密封丢手管柱1和生产管柱2之间的环空，筛管13用于过滤地底煤层中的煤粉和其它杂质，保证工艺管柱的清洁和顺畅运行，沉砂油管14和第二丝堵15用于容置从煤层液中沉降的煤粉，防止其污染煤层。

基于以上各实施例，该工艺管柱还可包括套管4，其中，生产管柱2和丢手管柱1设于该套管4内，生产管柱2还包括油管22，油管22内还设有抽油杆管柱3，该抽油杆管柱3包括抽油杆31和扶正器32，其中，扶正器32设于套管4上端，用于保证工艺管柱工作时，各部件之间的同轴度。

生产管柱2还可包括装设有排采泵的泵筒23，该泵筒23设于油管22内，且其下端连接带孔管24，煤层气和煤层液通过该带孔管24从杆管环空进入管套环空，并排出至井口处。

另外，该丢手管柱1还可包括封隔器11，且其两侧均抵接于套管4的内壁，用于封隔套管4位于封隔器11上下两端的空间，从而防止煤层液直接从油套环空排出。同时，油管22内还设有单向阀25，在该单向阀25的作用下，生产管柱2内的煤层液仅能从下往上运动，而不能反向，避免油管22内的煤层液回流至煤层气井底部。

同时，当煤层气井进行反洗井作业时，从油套环空注入带压清洗液，该带压清洗液在封隔器11、单向阀25和插入密封28的共同作用下，不能从油套环空和油管22回流入地底煤层，从而将清洗液封堵在封隔器11和单向阀25以上，防止煤层被污染。清洗结束后，通过举升设备将清洗液从油管22反排至井口即可。

另一方面，当煤层气井停井检修时，封隔器11同样可以防止煤层液从油套环空进入封隔器11上部的空间，因此，在封隔器11和封堵装置16的共同作用下，当煤层气井停井检修时，阻止煤层液从油套环空和丢手管柱1内部生产通道排出，从而最大限度地降低煤层气井恢复生产后的排水降压时间。

本实用新型还提供一种煤层气井工艺管柱的封堵装置，该工艺管柱包括丢手管柱1和生产管柱2，丢手管柱1设有丢手管柱通孔，产气时，生产管柱2插入丢手管柱通孔，该封堵装置16设于丢手管柱1内壁，封堵装置16包括一端铰接于丢手管柱1内壁的挡板162。

以上对本实用新型所提供的一种煤层气井的工艺管柱及其封堵装置均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种煤层气井的工艺管柱，包括丢手管柱(1)和生产管柱(2)，所述丢手管柱(1)设有丢手管柱通孔，产气时，所述生产管柱(2)插入所述丢手管柱通孔；其特征在于，还包括设于所述丢手管柱(1)内壁的封堵装置(16)，所述封堵装置(16)具有开启和关闭两种工作状态，在开启状态，所述封堵装置(16)导通所述丢手管柱通孔，在关闭状态，所述封堵装置(16)封堵所述丢手管柱通孔。

2.根据权利要求1所述的工艺管柱，其特征在于，所述封堵装置(16)包括一端铰接于所述丢手管柱(1)内壁的挡板(162)。

3.根据权利要求2所述的工艺管柱，其特征在于，所述挡板(162)一端通过扭簧(163)与所述丢手管柱(1)内壁相铰接。

4.根据权利要求3所述的工艺管柱，其特征在于，所述封堵装置(16)还包括设于所述丢手管柱(1)内壁的固定座(161)，所述固定座(161)开设有与所述丢手管柱通孔连通的固定座通孔，所述扭簧(163)连接于所述挡板(162)和所述固定座(161)的一端，以使所述封堵装置(16)在关闭状态时，所述挡板(162)封堵所述固定座通孔。

5.根据权利要求4所述的工艺管柱，其特征在于，所述固定座(161)远离所述扭簧(163)的一端设有沿轴向向下延伸的导向槽，所述挡板(162)的上端面抵接于所述导向槽的上端面。

6.根据权利要求4所述的工艺管柱，其特征在于，所述封堵装置(16)还包括相互连接的上接头(164)和下接头(165)，且二者均设有与所述固定座通孔连通的接头通孔，所述固定座(161)和所述挡板(162)设于所述接头通孔内，所述固定座(161)固定于所述上接头(164)；

所述丢手管柱(1)还包括密封筒(12)和筛管(13)，所述上接头(164)的上端连接所述密封筒(12)，所述下接头(165)的下端连接所述筛管(13)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的工艺管柱，其特征在于，还包括套管(4)，所述生产管柱(2)和所述丢手管柱(1)设于所述套管(4)内，所述丢手管柱(1)还包括封隔器(11)，所述封隔器(11)的两侧均抵接于所述套管(4)的内壁，用于封隔所述套管(4)位于所述封隔器(11)上下两端的空间；

所述生产管柱(2)还包括油管(22)和单向阀(25)，所述单向阀(25)设于所述油管(22)内，所述丢手管柱(1)连接于所述油管(22)下端。

8.一种封堵装置，用于煤层气井的工艺管柱，所述工艺管柱包括丢手管柱(1)和生产管柱(2)，所述丢手管柱(1)设有丢手管柱通孔，产气时，所述生产管柱(2)插入所述丢手管柱通孔，所述封堵装置(16)设于所述丢手管柱(1)内壁，其特征在于，所述封堵装置(16)包括一端铰接于所述丢手管柱(1)内壁的挡板(162)。