CN210264638U - 水平气井用排水采气管柱及采气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水平气井用排水采气管柱及采气系统。该水平气井用排水采气管柱包括竖直管和斜管，竖直管用于与直井段对应；斜管用于与斜井段对应，斜管设置在竖直管的底部，斜管与竖直管连通；斜管的内径小于竖直管的内径。斜管设置在竖直管的底部，且斜管的内径小于竖直管的内径，使得斜井段所对应的斜管的所需临界携液气流量减小，气体带液能力增强，携液气流更易通过斜井段的斜管而进入竖直管，而竖直管的内径较大有助于降低携液气流的速度，减小携液气流与水平气井用排水采气管柱内壁的摩擦，减小压力损失，这样设置有效的避免了携液气流在斜井段出现气体和液体分离进而导致井底积液的情况发生。

Description

水平气井用排水采气管柱及采气系统

技术领域

本实用新型涉及油田采气设备技术领域，具体涉及一种水平气井用排水采气管柱及采气系统。

背景技术

排水采气技术是油气田生产过程中的一种常见的技术方法，用于及时排出气井井筒内的积液，确保气体通道顺畅，避免地层因积液堵塞而降低气井产气能力。例如，授权公告号为CN102953711B的中国发明专利文件公开了一种用于水平气井排液采气的装置及方法，该装置包括水平气井用排水采气管柱，水平气井用排水采气管柱包括与竖井段和斜井段分别对应的竖直管和斜管，二者内径相同。由于竖井段和斜井段内径相同，使得整个水平气井用排水采气管柱中的不同段在气井实际生产时气体携液能力相同。

但是在实际排水采气过程中可以发现，受井身结构影响，水平井排水采气难度较直井要大得多，基于气井临界携液理论，水平井中的斜井段需要的临界携液气流量远远大于直井段，携液气流在经过斜井段时，往往会出现因难以满足斜井段的携液气流量的需求而出现滑脱现象，气体和液体在斜井段会发生较为严重的滑脱效应，造成液体在斜井段出现大量的下落，并回流至井底引起积液，影响气井的生产工作，而当水平井实际产气量低于斜井段的临界携液气流量时，气体携液流速较慢，气井无法实现连续稳定携液生产，此时水平井斜井段的滑脱现象更加严重，井底的积液现象也更加明显。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水平气井用排水采气管柱，用以解决现有技术中气体和液体易在斜井段发生分离而造成井底积液的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用该水平气井用排水采气管柱的采气系统，用以解决现有技术中气体和液体易在斜井段发生分离而造成井底积液的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型水平气井用排水采气管柱采用如下的技术方案：

水平气井用排水采气管柱，包括：

竖直管，用于与直井段对应；

斜管，用于与斜井段对应，斜管设置在竖直管的底部，斜管与竖直管连通；

斜管的内径小于竖直管的内径。

上述技术方案的有益效果是：斜管设置在竖直管的底部，且斜管的内径小于竖直管的内径，使得斜井段所对应的斜管的所需临界携液气流量减小，气体带液能力增强，携液气流更易通过斜井段的斜管而进入竖直管，而竖直管的内径较大有助于降低携液气流的速度，减小携液气流与水平气井用排水采气管柱内壁的摩擦，减小压力损失，这样设置有效的避免了携液气流在斜井段出现气体和液体分离进而导致井底积液的情况发生。

进一步地，所述斜管焊接于竖直管底部。焊接具有方便安装、连接稳固的优点。

进一步地，所述斜管通过变径法兰可拆地设置在竖直管底部。利用变径法兰实现了斜管与竖直管的可拆连接，便于二者的拆装更换。

进一步地，所述竖直管包括下方的导热管段和上方的保温管段，保温管段用于减小温度较低的地层与携液气流之间的热交换量，导热管段可供携液气流与温度较高的地层发生热交换，导热管段分体布置在保温管段的底部。导热管段与气井下部的温度较高地层对应，该地层与携液气流之间能够发生热交换量，能够充分保证携液气流的温度；保温管段与气井上部温度较低地层对应，能够减小该地层与携液气流之间的热交换量，这样设置有效地减少了竖直管中携液气流热量的散失，避免了形成气水混合物以致堵塞水平气井用排水采气管柱，而设置导热管段与保温管段配合，也能够有效地降低保温管段的长度，降低水平气井用排水采气管柱的成本。

进一步地，所述保温管段包括至少一节保温油管管节，保温油管管节包括相互套装的内管和外管，内管的轴向两端位于外管中，内管的轴向两端密封固定在外管的内壁上，内管的中间部分与外管之间具有间隙，间隙内容纳有保温介质。利用保温介质来进行隔热保温具有便于设置的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采气系统采用如下的技术方案：

采气系统，包括采气树以及连接在采气树上的水平气井用排水采气管柱，所述水平气井用排水采气管柱包括：

竖直管，用于与直井段对应；

斜管，用于与斜井段对应，斜管设置在竖直管的底部，斜管与竖直管连通；

斜管的内径小于竖直管的内径。

上述技术方案的有益效果是：斜管设置在竖直管的底部，且斜管的内径小于竖直管的内径，使得斜井段所对应的斜管的所需临界携液气流量减小，气体带液能力增强，携液气流更易通过斜井段的斜管而进入竖直管，而竖直管的内径较大有助于降低携液气流的速度，减小携液气流与水平气井用排水采气管柱内壁的摩擦，减小压力损失，这样设置有效的避免了携液气流在斜井段出现气体和液体分离进而导致井底积液的情况发生。

进一步地，所述斜管焊接于竖直管底部。焊接具有方便安装、连接稳固的优点。

进一步地，所述斜管通过变径法兰可拆地设置在竖直管底部。利用变径法兰实现了斜管与竖直管的可拆连接，便于二者的拆装更换。

进一步地，所述竖直管包括下方的导热管段和上方的保温管段，保温管段用于减小温度较低的地层与携液气流之间的热交换量，导热管段可供携液气流与温度较高的地层发生热交换，导热管段分体布置在保温管段的底部。导热管段与气井下部的温度较高地层对应，该地层与携液气流之间能够发生热交换量，能够充分保证携液气流的温度；保温管段与气井上部温度较低地层对应，能够减小该地层与携液气流之间的热交换量，这样设置有效地减少了竖直管中携液气流热量的散失，避免了形成气水混合物以致堵塞水平气井用排水采气管柱，而设置导热管段与保温管段配合，也能够有效地降低保温管段的长度，降低水平气井用排水采气管柱的成本。

进一步地，所述保温管段包括至少一节保温油管管节，保温油管管节包括相互套装的内管和外管，内管的轴向两端位于外管中，内管的轴向两端密封固定在外管的内壁上，内管的中间部分与外管之间具有间隙，间隙内容纳有保温介质。利用保温介质来进行隔热保温具有便于设置的优点。

附图说明

图1为本实用新型采气系统的结构示意图；

图2为本实用新型水平气井用排水采气管柱的剖视图；

图3为图1中保温管段中保温油管管节的结构示意图；

附图标记说明：10-采气树，20-保温管段，30-导热管段，40-斜管，50-竖直管，1-接箍，2-密封圈，3-隔热衬套，4-外管，5-保温介质，6-内管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明：

本实用新型采气系统的具体实施例：

如图1和图2所示，采气系统包括采气树10以及连接在采气树10上的水平气井用排水采气管柱，水平气井用排水采气管柱包括与直井段对应的竖直管50和与斜井段对应的斜管40，斜管40设置在竖直管50的底部，并与竖直管50连通，斜管40的内径小于竖直管50，使得斜井段所对应的斜管40的所需临界携液气流量减小，携液气流更易通过斜井段的斜管40而进入竖直管50，而不会在斜井段出现气体和液体分离，减少了井底出现的积液现象。

具体的，如图1和图2所示，斜管40通过焊接的方式与竖直管50相连，焊接具有方便安装、连接稳固的优点。在其他实施例中，斜管也可以是通过变径法兰设置在竖直管底部，利用变径法兰实现了斜管与竖直管的可拆连接，便于二者的拆装更换，其中，变径法兰为现有技术，具体可参照专利文献CN206257395U中的变径法兰结构，此处不再赘述。

在本实施例中，斜管40由多根导热油管管节依次连接而成。

在本实施例中，竖直管50内径较大，有助于降低携液气流的速度，减小携液气流与水平气井用排水采气管柱内壁的摩擦，减小压力损失，如图1和图2所示，竖直管50包括下方的导热管段30和上方的保温管段20，二者螺纹连接，在采气时，由于直井段的下方地层温度较高，竖直管50内的携液气流通过导热管段30与该地层之间的热交换量较小，能够保证竖直管50内携液气流的温度；而直井段的上方地层的温度较低，设置保温管段20使得竖直管50内携液气流能够减少甚至避免与该地层之间发生热量交换，进而避免携液气流中形成气水混合物以致堵塞水平气井用排水采气管柱，影响采气效率。同时，导热管段30的成本明显低于保温管段20，这样，在保证采气效率的同时，也降低了水平气井用排水采气管柱的成本。

如图3所示，保温管段20包括多节保温油管管节，每个保温油管管节包括相互连接的内管6和外管4，具体地，内管6安装在外管4的内孔中，且内管6的长度较短，使得内管6的两端处于外管4的内孔中并通过焊接固定在外管4的内壁面上。在其他实施例中，内管的两端也可以是通过高强度的粘胶剂粘合在外管的内壁面上。而为了保证内管6的强度，内管6设置为具有一定的预拉伸量，即内管6处于拉伸状态，这样，当内管6受热膨胀后该预拉伸量能够弥补一定的伸长量，避免内管6受热膨胀后压力过大，影响内管6的强度。内管6的中部沿径向内收以与外管4形成间隙，内管6和外管4之间的间隙内设置有保温介质5，具体的，保温介质5为氮气，氮气的隔热保温性能较好，能够有效地避免保温管段20内携液气流热量的散失。

保温管段20还包括用于连接相邻保温油管管节的接箍1，接箍1的轴向两端均设置有内螺纹，并通过内螺纹转动装配在外管4上，以连接相邻保温油管管节的外管4，不同接箍1的材料和螺纹类型不同，相应的抗挤压和抗拉强度也不同，可以较好地避免相邻外管4之间因疲劳而出现断裂。接箍1的内部还设置有用于连接相连内管6的隔热衬套3，为了进一步保证保温油管管节的稳定性，隔热衬套3与相连内管6之间、隔热衬套3与接箍1之间，均通过高强度的粘接胶粘合，接箍1的内壁靠近接头的位置处还设有密封圈2，用以保证连接后的相邻外管4之间的密封性能。

采气时，携液气流在输送过程中，由于斜井段处斜管40的内径较小，所需的携液气流量较小，携液气流能够很容易的通过斜井段，而不会在斜井段出现气体和液体的分离，进而减少了井底出现的积液现象。

在本实施例中，保温油管管节的个数为多个，在其他实施例中，保温油管管节也可以是一个或两个。

在本实施例中，保温介质是氮气，在其他实施例中，保温介质也可以是氩气。当然在其他实施例中，保温介质也可以是固定材质，例如玻璃纤维。

在本实施例中，保温管段包括相互连接的内管和外管。在其他实施例中，保温管段也可不设置内管，即保温管段为一整根管体，此时，保温介质可以是设置在保温管段上的保温涂层。

在本实施例中，竖直管包括下方的导热管段和上方的保温管段。在其他实施例中，竖直管也可以是一整根管体。

在本实施例中，斜管通过焊接的方式固定在竖直管的底部，在其他实施例中，斜管也可以是通过变径短节与竖直管连接，当然在其他实施例中，斜管与竖直管也可以是一体成型设置。

本实用新型水平气井用排水采气管柱的具体实施例：

水平气井用排水采气管柱的结构与上述采气系统的实施例中的水平气井用排水采气管柱相同，此处不再赘述。

Claims (10)

1.水平气井用排水采气管柱，其特征在于：包括

竖直管，用于与直井段对应；

斜管，用于与斜井段对应，斜管设置在竖直管的底部，斜管与竖直管连通；

斜管的内径小于竖直管的内径。

2.根据权利要求1所述的水平气井用排水采气管柱，其特征在于：所述斜管焊接于竖直管底部。

3.根据权利要求1所述的水平气井用排水采气管柱，其特征在于：所述斜管通过变径法兰可拆地设置在竖直管底部。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水平气井用排水采气管柱，其特征在于：所述竖直管包括下方的导热管段和上方的保温管段，保温管段用于减小温度较低的地层与携液气流之间的热交换量，导热管段可供携液气流与温度较高的地层发生热交换，导热管段分体布置在保温管段的底部。

5.根据权利要求4所述的水平气井用排水采气管柱，其特征在于：所述保温管段包括至少一节保温油管管节，保温油管管节包括相互套装的内管和外管，内管的轴向两端位于外管中，内管的轴向两端密封固定在外管的内壁上，内管的中间部分与外管之间具有间隙，间隙内容纳有保温介质。

6.采气系统，包括采气树以及连接在采气树上的水平气井用排水采气管柱，其特征在于：所述水平气井用排水采气管柱包括

竖直管，用于与直井段对应；

斜管，用于与斜井段对应，斜管设置在竖直管的底部，斜管与竖直管连通；

斜管的内径小于竖直管的内径。

7.根据权利要求6所述的采气系统，其特征在于：所述斜管焊接于竖直管底部。

8.根据权利要求6所述的采气系统，其特征在于：所述斜管通过变径法兰可拆地设置在竖直管底部。

9.根据权利要求6至8任一项所述的采气系统，其特征在于：所述竖直管包括下方的导热管段和上方的保温管段，保温管段用于减小温度较低的地层与携液气流之间的热交换量，导热管段可供携液气流与温度较高的地层发生热交换，导热管段分体布置在保温管段的底部。

10.根据权利要求9所述的采气系统，其特征在于：所述保温管段包括至少一节保温油管管节，保温油管管节包括相互套装的内管和外管，内管的轴向两端位于外管中，内管的轴向两端密封固定在外管的内壁上，内管的中间部分与外管之间具有间隙，间隙内容纳有保温介质。

Images