CN208885252U - 一种水层气井有杆泵排水采气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水层气井有杆泵排水采气设备，包括：地面驱动部分，所述地面驱动部分包括抽水机(6)；井下部分，包括抽油泵(1)，所述抽油泵(1)悬挂在套管(4)中的油管(3)下端，沉没在井液中，通过抽水机(6)、杆柱传递的动力直接抽吸井液；联系地面和井下的中间部分，包括抽油杆柱，由一种或几种直径的抽油杆(2)和接箍组成，抽油杆柱的最上部为光杆，光杆用于联结驴头毛辫子与井下的抽油杆(2)，并同井口光杆密封装置配合密封抽吸井口；辅助设备，包括抽油杆悬绳器，井口光杆密封装置以及脱接器。本三抽有杆泵排采设备，适应性强，操作简单，性能可靠，几乎无需保养，工作深度和排量能适应大部分水层气井的排液要求。

Description

一种水层气井有杆泵排水采气设备

技术领域

本实用新型涉及水层气井设备领域，具体是一种水层气井有杆泵排水采气设备。

背景技术

水层气，又称水层吸附气、水层甲烷或水矿斯。水层气是一种自生自储吸附于水分子表面的一种非常规天然气，是一种蕴藏量巨大的新兴潜在能源，储存在水层复杂的裂缝-孔隙系统中。随着现有技术的发展，水层气越来越得到人们的关注，水层气的开采业发展趋势较好，但是在建设水层气井采气时，容易出现渗水现象，而现有技术中，抽水操作的作业施工复杂，对出水现象检测不准确，严重时可能导致井出水水淹而影响正常生产。水层气勘探开发的主要工艺流程是钻井、压裂和排采。水层气排采设备的研制及其选型方法作为排采中的关键技术之一，是保障水层气井连续稳定经济排采的重要因素。长期以来水层气开采所采用的排采设备主要是移植常规油气的开采设备，国内尚无适用于水层气开采的专用排采设备，也没有对此开展系统全面地研究。此外，有杆泵排采设备也主要是依赖油田方面的经验，还没有形成自己的体系。

发明内容

为了克服现有技术存在的结构的问题，本实用新型提供一种水层气井有杆泵排水采气设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水层气井有杆泵排水采气设备，包括：

地面驱动部分，所述地面驱动部分包括抽水机(6)；

井下部分，包括抽油泵(1)，所述抽油泵(1)悬挂在套管(4)中的油管(3)下端，沉没在井液中，通过抽水机(6)、杆柱传递的动力直接抽吸井液；

联系地面和井下的中间部分，包括抽油杆柱，由一种或几种直径的抽油杆(2)和接箍组成，所述抽油杆柱的最上部为光杆，光杆用于联结驴头毛辫子与井下的抽油杆(2)，并同井口光杆密封装置配合密封抽吸井口。

辅助设备，包括抽油杆悬绳器，井口光杆密封装置以及脱接器。

优选的，所述抽水机(6)由动力设备(9)、减速装置(7)，四连杆机构以及辅助装置组成，其中所述四连杆结构为横梁-游梁-连杆-曲柄机构，动力设备通过V带传动，带动减速装置(7)运动，减速后由曲柄、连杆、横梁和游梁组成的四连杆机构把减速箱输出的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，驴头通过悬绳器带动光杆和杆柱做上下往复运动。

优选的，所述抽油杆(2)用于地面抽水机(6)和抽油泵(1)之间的连接，包括钢制、玻璃纤维和空心抽油杆三种。

优选的，所述抽油杆悬绳器将光杆与驴头柔性连接，通过钢丝绳和光杆悬挂抽油杆，承受抽吸时的工作载荷。

优选的，所述光杆密封装置设置在密封油管与光杆的环形空间，光杆密封装置为双盘根盒或塔式盘根盒。

优选的，所述脱接器设置在泵径大于管径的抽吸井内，用于抽油杆和泵柱塞在井内顺利脱开或联接。

优选的，所述动力设备(9)采用电动机或燃气发动机。

优选的，燃气发动机可用水层气井产出的水层气为燃料，驱动有杆泵完成排水采气作业。

优选的，所述有杆泵包括：柱塞(11)，从油管(3)内下入泵筒，与抽油杆柱连接，被其带动上下运动完成冲程；游动阀(10)，安装在所述柱塞(11)上，可以智能向上打开的；衬套(12)，设置在柱塞(11)内，用于进行密封；固定阀(13)，随着所述有杆泵内压力变化而被打开或关闭从而配合游动阀(10)进入或离开柱塞(11)。

与现有技术相比，本实用新型三抽有杆泵排采设备，适应性强，操作简单，性能可靠，几乎不需要保养，工作深度和排量能适应大部分水层气井的排液要求。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本实用新型的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：

附图1为根据本实用新型实施例的水层气井有杆泵排水采气设备结构示意图；

附图2为根据本实用新型实施例的水层气井有杆泵排水采气设备泵的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，但并不用来限制本实用新型的保护范围。

参见附图1，本实用新型实施例中，一种水层气井有杆泵排水采气设备，包括：

地面驱动部分，地面驱动部分包括抽水机6，抽水机6由动力设备、减速装置7，四连杆机构以及辅助装置组成，其中四连杆结构为横梁-游梁-连杆-曲柄机构，其运作过程是：动力设备通过V带传动，带动减速设备7运动，减速后由曲柄、连杆、横梁和游梁组成的四连杆机构把减速箱输出的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，驴头通过悬绳器带动光杆和杆柱做上下往复运动；这种抽水机结构简单，易损件少，耐用，可靠性强，操作简单，维修方便，费用低，特别能适应野外、全天候、长时间连续运转的优点。

井下部分，包括抽油泵1，所述抽油泵1悬挂在套管4中的油管3下端，沉没在井液中，通过抽水机6、杆柱传递的动力直接抽吸井液，所抽吸到的液体中含有气、砂以及腐蚀性物质，又在数百米到上千米的井下工作，泵内压力有数兆帕。工作环境复杂，条件恶劣，泵工作的好坏直接影响到水层气井的产量，因此一般设计需要满足下列要求：结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠；制造材料耐磨，抗腐蚀性好，使用寿命长；所选择的泵对井液中较高的气液比有较好的适应性；满足水层气井排液量的要求。

联系地面和井下的中间部分，包括抽油杆柱，由一种或几种直径的抽油杆2和接箍组成，所述抽油杆柱的最上部为光杆，光杆用于联结驴头毛辫子与井下的抽油杆2，并同井口盘根盒配合密封抽吸井口。抽油杆2用于地面抽水机6和抽油泵1之间的连接。常用抽油杆有钢制、玻璃纤维和空心抽油杆三种。钢制抽油杆2结构简单、制造容易、成本低，其直径小，有利于在油管中作上下往复运动等优点，被广泛应用于常规有杆泵的抽吸。选用钢制抽油杆 2时，必须考虑：杆柱应具有足够的疲劳强度；杆柱重量应尽量轻；由杆柱弹性伸长所造成的柱塞冲程损失不应太大；综合成本应尽量低。

辅助设备包括抽油杆悬绳器，井口光杆密封装置一级脱接器，其中抽油杆悬绳器是光杆与驴头柔性连接的专用工具，通过钢丝绳和光杆悬挂抽油杆，承受抽吸时的工作载荷。井口光杆密封装置用于密封油管与光杆的环形空间，本实施例采用光杆密封器是双盘根盒和塔式盘根盒。脱接器用于泵径大于管径的抽吸井，可使抽油杆和泵柱塞在井内顺利脱开或联接。

燃气发动机可用水层气井产出的水层气为燃料，驱动有杆泵完成排水采气作业。工作过程如下：用油管3把抽油泵1的泵筒下到井内液面以下，在泵筒下部装有只能向上打开的固定阀13。采用直径13-25mm目的抽油杆2把柱塞11从油管3内下入泵筒。柱塞11上装有智能向上打开的游动阀10。最上面与抽油杆相连接的是光杆，光杆通过井口装置5悬挂在驴头上。借助于抽水机6的四连杆机构、传动带8以及减速装置7，把动力设备9的旋转运动变为往复运动，采用抽油杆2带动抽油泵1的柱塞进行抽水。动力设备9采用电动机或燃气发动机。柱塞11内设置衬套12进行密封。

如图2所示，泵的抽吸过程包括：

上冲程：抽油杆带着柱塞11向上运动，游动阀11受油管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降低，固定阀13在沉没压力的作用下被打开。如果油管内已逐渐被井液所充满，在井口将排出相当于柱塞冲程长度的一段液体。

下冲程：抽油杆柱带着柱塞11向下运动。固定阀13一开始就关闭，泵内压力增高到大于柱塞以上液柱压力时，游动阀10被打开，柱塞11下部的液体通过游动阀10进入柱塞11上部，使泵排出液体。由于有相当于冲程长度的一段光杆从井外进入油管，将排挤出相当于这段光杆体积的液体，所以，下冲程是泵向油管排液的过程，其条件是泵内压力高于柱塞以上的液柱压力。

柱塞11上下活动一次叫做一个冲程，在一个冲程内完成进液与排液的过程。

本实施例的三抽有杆泵排采设备，适应性强，操作简单，性能可靠，几乎不需要保养，工作深度和排量能适应大部分水层气井的排液要求。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时本领域的一般技术人员，根据本实用新型的实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于包括：

地面驱动部分，所述地面驱动部分包括抽水机(6)；

井下部分，包括抽油泵(1)，所述抽油泵(1)悬挂在套管(4)中的油管(3)下端，沉没在井液中，通过抽水机(6)、杆柱传递的动力直接抽吸井液；

联系地面和井下的中间部分，包括抽油杆柱，由一种或几种直径的抽油杆(2)和接箍组成，所述抽油杆柱的最上部为光杆，光杆用于联结驴头毛辫子与井下的抽油杆(2)，并同井口光杆密封装置配合密封抽吸井口；

辅助设备，包括抽油杆悬绳器，井口光杆密封装置以及脱接器。

2.根据权利要求1所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述抽水机(6)由动力设备(9)、减速装置(7)，四连杆机构以及辅助装置组成，其中所述四连杆结构为横梁-游梁-连杆-曲柄机构，动力设备通过V带传动，带动减速装置(7)运动，减速后由曲柄、连杆、横梁和游梁组成的四连杆机构把减速箱输出的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，驴头通过悬绳器带动光杆和杆柱做上下往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述抽油杆(2)用于地面抽水机(6)和抽油泵(1)之间的连接，包括钢制、玻璃纤维和空心抽油杆三种。

4.根据权利要求1所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述抽油杆悬绳器将光杆与驴头柔性连接，通过钢丝绳和光杆悬挂抽油杆，承受抽吸时的工作载荷。

5.根据权利要求1所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述光杆密封装置设置在密封油管与光杆的环形空间，光杆密封装置为双盘根盒或塔式盘根盒。

6.根据权利要求1所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述脱接器设置在泵径大于管径的抽吸井内，用于抽油杆和泵柱塞在井内顺利脱开或联接。

7.根据权利要求2所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述动力设备(9)采用电动机或燃气发动机。

8.根据权利要求7所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：燃气发动机可用水层气井产出的水层气为燃料，驱动有杆泵完成排水采气作业。

9.根据权利要求1所述的一种水层气井有杆泵排水采气设备，其特征在于：所述有杆泵包括：

柱塞(11)，从油管(3)内下入泵筒，与抽油杆柱连接，被其带动上下运动完成冲程；

游动阀(10)，安装在所述柱塞(11)上，可以智能向上打开；

衬套(12)，设置在柱塞(11)内，用于进行密封；

固定阀(13)，随着所述有杆泵内压力变化而被打开或关闭从而配合游动阀(10)进入或离开柱塞(11)。