CN207048738U - 一种地面煤层气井排采装置 - Google Patents

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刘亮亮
徐云
秦玉霞
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白杨
张为
张永成
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本实用新型提供一种地面煤层气井排采装置,属于煤层气井排采的技术领域,包括穿过煤层气井延伸至煤层的套管、套设在套管内的油管、与油管连接的液气混抽泵、套设在油管内的且与液气混抽泵的柱塞连接的抽油杆以及设置在地面的气水分离器;液气混抽泵的吸水口位于煤层液面以下;油管延伸至煤层气井外的管体与气水分离器通过第一输送管连接。煤层产出的气水混合物沿着液气混抽泵内被抽到油管内,输送至井外,这种产气模式下,煤层产出的气水混合物携带的煤层气不会在井口或排水口溢散,而会经过第一输送管输送至气水分离器内,进行气水分离,能够有效回收漏气,节约了资源,减小了大气污染。

Description

一种地面煤层气井排采装置
技术领域
本实用新型涉及煤层气井排采的技术领域,特别是涉及一种地面煤层气井排采装置。
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,是优质能源和化工原料。对煤炭开采过程中产生的煤层气进行有效利用,在一定程度上能改善我国的能源结构,增加洁净的气体能源,弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。
传统的煤层气生产集输模式是在油管和套管之间环空产气,油管产水。稳定运行的排采老井,液面降低至接近泵挂位置时,从煤层中解析出来的大量煤层气分成两部分排出:大部分煤层气进入油管和套管之间的环空,在油嘴的控制下通过出气管道进入到地面集输管线;随着套管压力的增高,在排采泵和套压的共同作用下,另有少部分煤层气与运动的水流形成气水混合物,被泵吸入油管进入排水管线,形成返排液,返排液一般经过管线进入返排池,但是返排液中携带的煤层气则在井口或排水口溢散,大量的逸散煤层气造成了大气污染及资源浪费。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种地面煤层气井排采装置,改善在现有的煤层气井传统抽采采用油管和套管之间环空产气,油管产水这种产气模式下,返排液中携带的煤层气易在井口或排水口溢散,造成大气污染及资源浪费的技术问题。
本实用新型提供一种地面煤层气井排采装置,包括穿过煤层气井延伸至煤层的套管、套设在套管内的油管、与油管连接的液气混抽泵、套设在油管内的且与液气混抽泵的柱塞连接的抽油杆以及设置在地面的气水分离器;液气混抽泵的吸水口位于煤层液面以下;油管延伸至煤层气井外的管体与气水分离器通过第一输送管连接。
进一步地,第一输送管上靠近油管的一端设置有生产阀门,靠近气水分离器的一端设置有气水分离器进阀。
进一步地,地面煤层气井排采装置还包括设置在地下的凝水缸;凝水缸与气水分离器之间通过第二输送管连接。
进一步地,第二输送管上靠近气水分离器的一端设置有气水分离器出阀,靠近凝水缸的一端设置有凝水缸进阀。
进一步地,凝水缸的顶部设置有与集气管连接的出气管,出气管上设置有凝水缸出阀。
进一步地,第二输送管上还设置有单向阀,单向阀设置在气水分离器出阀和凝水缸进阀之间。
进一步地,第二输送管与延伸至煤层气井外的套管之间设置有备用出气管,备用出气管上设置有常闭控制阀门。
进一步地,地面煤层气井排采装置还包括与气水分离器通过第三输送管连接的水处理系统;气水分离器上设置有低水位液位计和高水位液位计;第三输送管上设置有与低水位液位计和高水位液位计连接的电磁阀,以及设置在电磁阀和水处理系统之间的水表。
进一步地,套管延伸至煤层气井外的管体上设置有压力检测管;压力检测管上设置有阀门以及位于阀门之后的压力表。
进一步地,气水分离器的底部设置有排污管,排污管上设置有手动排污阀。
与现有技术相比,本实用新型的优势在于:
在使用本实用新型提供的地面煤层气井排采装置时,抽油杆带动液气混抽泵的柱塞上下运动,煤层产出的气水混合物沿着液气混抽泵内被抽到油管内,输送至井外,这种产气模式下,煤层产出的气水混合物(即现有模式中的返排液)携带的煤层气不会在井口或排水口溢散,而会经过第一输送管输送至气水分离器内,进行气水分离,能够有效回收漏气,节约了资源,减小了大气污染,同时还具有以下有益效果:液气混抽泵的抽采行为可以为气水混合物的流动提供动力(相当于一级增压);气水混合物同时从油管排出,煤层中返排的压裂砂、煤粉等杂质大部分会随着气水混合物一同排出,避免在井筒内沉积,从而降低气井的检修率;由于第一输送管设置在地面上,管汇压力的波动不会干扰煤储层;在地面进行气水分离,可以根据实际情况进行多次气水分离,减少气体的含水量,提高气体纯度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本实施例提供的地面煤层气井排采装置的结构示意图;
图2是图1中A部分的局部放大图。
标号:1-套管;2-油管;3-液气混抽泵;4-抽油杆;5-气水分离器;6-第一输送管;7-生产阀门;8-气水分离器进阀;9-凝水缸;10-第二输送管;11-气水分离器出阀;12-凝水缸进阀;13-出气管;14-凝水缸出阀;15-单向阀;16-备用出气管;17-常闭控制阀门;18-第三输送管;19-水处理系统;20-低水位液位计;21-高水位液位计;22-电磁阀;23-水表;24-压力检测管;25-阀门;26-压力表;27-排污管;28-手动排污阀;100-煤层。
具体实施方式
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。其中,“前”是指煤层气流入的方向,“后”是指煤层气流出的方向,“上”是指延伸至井外的方向,“下”是指延伸至井内的方向。
本实施例提供一种地面煤层气井排采装置,如图1和图2所示,包括穿过煤层气井延伸至煤层100的套管1、套设在套管1内的油管2、与油管2连接的液气混抽泵3、套设在油管2内的且与液气混抽泵3的柱塞连接的抽油杆4以及设置在地面的气水分离器5;液气混抽泵3的吸水口位于煤层液面以下;油管2延伸至煤层气井外的管体与气水分离器5通过第一输送管6连接。
为了改善在现有的煤层气井传统抽采采用油管2和套管1之间环空产气,油管2产水这种产气模式下,返排液中携带的煤层气易在井口或排水口溢散,造成大气污染及资源浪费的技术问题,煤与煤层气共采国家重点实验室的工作人员经过实地考察,实验设计,发明了上述地面煤层气井排采装置,在使用该地面煤层气井排采装置时,如图1所示(图中箭头方向为气水混合物流动方向),抽油杆4带动液气混抽泵3的柱塞上下运动,煤层100产出的气水混合物沿着液气混抽泵3内被抽到油管2内,输送至井外,这种产气模式下,煤层100产出的气水混合物(即现有模式中的返排液)携带的煤层气不会在井口或排水口溢散,而会经过第一输送管6输送至气水分离器5内,进行气水分离,能够有效回收漏气,节约了资源,减小了大气污染,同时还具有以下有益效果:液气混抽泵3的抽采行为可以为气水混合物的流动提供动力(相当于一级增压);气水混合物同时从油管2排出,煤层100中返排的压裂砂、煤粉等杂质大部分会随着气水混合物一同排出,避免在井筒内沉积,从而降低气井的检修率;由于第一输送管6设置在地面上,管汇压力的波动不会干扰煤层100;在地面进行气水分离,可以根据实际情况进行多次气水分离,减少气体的含水量,提高气体纯度。
优选地,液气混抽泵3的吸水口位于煤层100以上10m。
进一步地,如图1所示,第一输送管6上靠近油管2的一端设置有生产阀门7,控制从油管2排采出的气水混合物的量;靠近气水分离器5的一端设置有气水分离器进阀8,控制进入气水分离器5的气水混合物的量。
进一步地,如图1所示,地面煤层气井排采装置还包括设置在地下的凝水缸9;凝水缸9与气水分离器5之间通过第二输送管10连接,经过气水分离器5分离出的气体中仍会含有一定量的水,沿着第二输送管10进入凝水缸9内,进行二次气水分离,进一步减少气体的含水量,提高气体纯度。根据气体的含水量,可依次设置多个凝水缸9,进行多次气水分离。
进一步地,如图1所示,第二输送管10上靠近气水分离器5的一端设置有气水分离器出阀11,以控制从气水分离器5排出的气体的量;靠近凝水缸9的一端设置有凝水缸进阀12,以控制进入凝水缸9的气体的量。
进一步地,如图1所示,凝水缸9的顶部设置有与集气管连接的出气管13,出气管13上设置有凝水缸出阀14,以控制从凝水缸9排出的气体的量。
进一步地,第二输送管10上还设置有单向阀15,单向阀15设置在气水分离器出阀11和凝水缸进阀12之间,以防止气体从凝水缸9逆流回气水分离器5中。
进一步地,如图1所示,第二输送管10与延伸至煤层气井外的套管1之间设置有备用出气管16,备用出气管16上设置有常闭控制阀门17。在气水分离器5、凝水缸9或者相关管路出现问题无法进行气水分离分离时,则关闭生产阀门7,将备用出气管16与集气管连接,打开常闭控制阀门17,将地面煤层气井排采装置切换为现有的油管2和套管1之间环空产气,油管2产水的产气模式,在维修期间做到不停产,保证了生产的连续性。
进一步地,如图1所示,地面煤层气井排采装置还包括与气水分离器5通过第三输送管18连接的水处理系统19;气水分离器5上设置有低水位液位计20和高水位液位计21;第三输送管18上设置有与低水位液位计20和高水位液位计21连接的电磁阀22,以及设置在电磁阀22和水处理系统19之间的水表23。当气水分离器5中的水位到达高水位液位计21时,电磁阀22打开,气水分离器5中水流向水处理系统19;当气水分离器5中的水位到达低水位液位计20时,电磁阀22关闭,实现了自动排水。水表23记录气水分离器5的排水量。
进一步地,如图1所示,套管1延伸至煤层气井外的管体上设置有压力检测管24;压力检测管24上设置有阀门25以及位于阀门25之后的压力表26。打开阀门25,压力表26检测油管2和套管1之间环空内的压力,当压力表26需要更换维修时,则关闭阀门25。
进一步地,如图1所示,气水分离器5的底部设置有排污管27,排污管27上设置有手动排污阀28。气水分离器5在使用一段时间后,底部会沉积污垢,则打开手动排污阀28进行清理,保证气水分离器5的正常工作。
以上仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种地面煤层气井排采装置,其特征在于:包括穿过煤层气井延伸至煤层(100)的套管(1)、套设在所述套管(1)内的油管(2)、与所述油管(2)连接的液气混抽泵(3)、套设在所述油管(2)内的且与所述液气混抽泵(3)的柱塞连接的抽油杆(4)以及设置在地面的气水分离器(5);
所述液气混抽泵(3)的吸水口位于煤层液面以下;
所述油管(2)延伸至所述煤层气井外的管体与所述气水分离器(5)通过第一输送管(6)连接。
2.根据权利要求1所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述第一输送管(6)上靠近所述油管(2)的一端设置有生产阀门(7),靠近所述气水分离器(5)的一端设置有气水分离器进阀(8)。
3.根据权利要求1或2所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,还包括设置在地下的凝水缸(9);
所述凝水缸(9)与气水分离器(5)之间通过第二输送管(10)连接。
4.根据权利要求3所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述第二输送管(10)上靠近所述气水分离器(5)的一端设置有气水分离器出阀(11),靠近所述凝水缸(9)的一端设置有凝水缸进阀(12)。
5.根据权利要求4所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述凝水缸(9)的顶部设置有与集气管连接的出气管(13),所述出气管(13)上设置有凝水缸出阀(14)。
6.根据权利要求4所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述第二输送管(10)连接上还设置有单向阀(15),所述单向阀(15)设置在所述气水分离器出阀(11)和凝水缸进阀(12)之间。
7.根据权利要求3所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述第二输送管(10)与延伸至煤层气井外的套管(1)之间设置有备用出气管(16);所述备用出气管(16)上设置有常闭控制阀门(17)。
8.根据权利要求1或2所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,还包括与所述气水分离器(5)通过第三输送管(18)连接的水处理系统(19);
所述气水分离器(5)上设置有低水位液位计(20)和高水位液位计(21);
所述第三输送管(18)上设置有与所述低水位液位计(20)和高水位液位计(21)连接的电磁阀(22),以及设置在所述电磁阀(22)和水处理系统(19)之间的水表(23)。
9.根据权利要求1所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述套管(1)延伸至所述煤层气井外的管体上设置有压力检测管(24);
所述压力检测管(24)上设置有阀门(25)以及位于所述阀门(25)之后的压力表(26)。
10.根据权利要求1所述的地面煤层气井排采装置,其特征在于,所述气水分离器(5)的底部设置有排污管(27),所述排污管(27)上设置有手动排污阀(28)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109107276A (zh) * 2018-09-29 2019-01-01 安徽理工大学 一种气、水、煤粉分离装置及分离方法
CN111042773A (zh) * 2019-12-21 2020-04-21 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种低压煤层气井放空与回收联动装置

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