CN211950364U - 一种煤层气排采管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤层气排采管柱，包括油管柱、尾部结构、反洗管柱和抽油泵。需要反洗时，从地面向油管柱与抽油泵的泵筒之间的环空注入洗井液，在环空内的液体压力达到一定压力后，阀门开启，洗井液进入反洗管柱，第一单向阀依靠液体压力冲开后再冲开第二单向阀，最后通过抽油杆柱的空腔返出底面，实现对第一单向阀、第二单向阀和煤层气排采管柱的反洗。本方案提供的煤层气排采管柱，在反洗时，不需要起出煤层气井内的油管柱等期间，也不需要上提抽油杆柱至泵筒外，只需向油管柱与抽油泵的泵筒之间的环空注入洗井液即可，在一定程度上降低了煤层气排采管柱反洗的作业时间，提高了煤层气的生产时效。

Description

一种煤层气排采管柱

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排采管柱。

背景技术

传统的煤层气井排采普遍采用管式泵或者杆式泵排采，管式泵和杆式泵的抽油杆柱均为实心抽油杆柱。在煤粉较多、产水量少或者临时停机时，管式泵或者杆式泵的抽油杆柱与油管柱之间的环空液柱内携带的煤粉会下沉并堆积在管式泵或者杆式泵的上端口，随着抽油杆柱的往复运动，煤粉会进入活塞与泵筒间隙，造成活塞卡在泵筒内，煤层气井被迫停机。

现有技术中，恢复煤层气井的方法是通过修井作业解卡，解卡成功后起出煤层气井内的抽油杆柱、油管柱、尾管、筛管、沉砂管及死堵等全部器件，并更换新的抽油杆柱、油管柱、尾管、筛管、沉砂管及死堵等全部器件，而如果解卡不成功，只能对抽油杆柱进行倒扣后，再逐步起出煤层气井内的抽油杆柱、油管柱、尾管、筛管、沉砂管及死堵等全部器件，这整个过程耗费大量的时间(至少50个小时)，严重影响煤层气井的正常排采。

因此，如何防止卡泵故障的发生，以提高生产时效，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种煤层气排采管柱，以防止卡泵故障的发生，提高生产时效。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种煤层气排采管柱，包括：

油管柱；

尾部结构，通过固定座固定在所述油管柱的下端；

反洗管柱，安装在所述油管柱内且与所述尾部结构的上端连通，所述反洗管柱上设置有进水口，所述进水口上设置有阀门，用于连通所述反洗管柱与所述油管柱；

抽油泵，安装在所述油管柱内，所述抽油泵的泵筒的下端与所述反洗管柱连通，所述泵筒的下端设置有第一单向阀，用于连通所述泵筒与所述反洗管柱，

所述抽油泵的抽油杆柱为空心抽油杆柱，所述抽油杆柱的下端连接有活塞，所述活塞内设置有抽吸腔体，所述抽吸腔体与所述抽油杆柱连通，所述活塞的下端设置有第二单向阀，用于连通所述活塞的抽吸腔体与所述泵筒。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述阀门包括：

阀体，安装在所述反洗管柱上，所述阀体上设置有与所述阀体的阀腔连通的出水孔和进水孔，所述出水孔与所述进水口位置对应，所述进水孔与所述油管柱连通；

压缩弹簧，所述压缩弹簧的第一端与所述阀体连接，所述压缩弹簧的伸缩方向为所述进水孔的轴线方向；

柱塞，所述柱塞的第一端与所述压缩弹簧的第二端连接，所述柱塞的第二端能够封堵所述进水孔，所述柱塞的侧壁能够封堵所述出水孔。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述阀门还包括限位塞，能够与所述柱塞的第二端相抵，

所述限位塞与所述进水孔螺纹连接，所述限位塞上开设有与所述进水孔连通的通孔。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述进水孔为喇叭形进水孔，所述进水孔的直径较小的一端靠近所述出水孔，

所述限位塞为喇叭形限位塞。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述反洗管柱与所述泵筒通过接箍连接。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述尾部结构包括：

油管，所述油管的下端设置有堵头；

筛管，所述筛管的下端与所述油管柱连通，能够引入煤层液体；

固定管柱，所述固定管柱的上端通过固定座固定在所述油管柱的下端，所述固定管柱的下端与所述筛管连通，所述固定管柱的下端设置有第三单向阀，用于连通所述固定管柱与所述筛管。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述固定座包括：

内环，套设在所述固定管柱上，所述内环的外壁设置有环形凸起；

外环，所述外环的内壁开设有与所述环形凸起卡接的环形卡槽，所述外环的外壁与所述油管柱过盈配合。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述抽油杆柱的截面面积小于所述油管柱与所述泵筒的环空的截面面积。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述第一单向阀为固定凡尔，所述第三单向阀为固定凡尔。

优选的，在上述煤层气排采管柱中，所述第二单向阀为游动凡尔。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的煤层气排采管柱，包括油管柱、尾部结构、反洗管柱和抽油泵。需要反洗时，从地面向油管柱与抽油泵的泵筒之间的环空注入洗井液，在环空内的液体压力达到一定压力后，阀门开启，洗井液进入反洗管柱，第一单向阀依靠液体压力冲开后再冲开第二单向阀，最后通过抽油杆柱的空腔返出底面，实现对第一单向阀、第二单向阀和煤层气排采管柱的反洗。本方案提供的煤层气排采管柱，在反洗时，不需要起出煤层气井内的油管柱等期间，也不需要上提抽油杆柱至泵筒外，只需向油管柱与抽油泵的泵筒之间的环空注入洗井液即可，在一定程度上降低了煤层气排采管柱反洗的作业时间，提高了煤层气的生产时效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的煤层气排采管柱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的反洗管柱的阀门关闭时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的反洗管柱的阀门开启时的结构示意图。

其中，

1、油管柱，2、尾部结构，21、油管，22、堵头，23、筛管，24、固定管柱，3、反洗管柱，4、阀门，41、阀体，42、压缩弹簧，43、柱塞，44、限位塞，5、抽油泵，51、泵筒，52、抽油杆柱，53、活塞，6、接箍，7、第一单向阀，8、第二单向阀，9、第三单向阀，10、固定座，101、内环，102、外环。

具体实施方式

本实用新型公开了一种煤层气排采管柱，以防止卡泵故障的发生，提高生产时效。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种煤层气排采管柱，包括油管柱1、尾部结构2、反洗管柱3和抽油泵5。

如图1所示，尾部结构2通过固定座10连接在油管柱1的下端；反洗管柱3的下端与尾部结构2连通，上端与抽油泵5的泵筒51连通；反洗管柱3和抽油泵5均设置在油管柱1内。

本方案使用的抽油泵5为抽油杆柱52为空心抽油杆柱的抽油泵5，抽油杆柱52的下端连接有活塞53，活塞53内设置有抽吸腔体，抽吸腔体与抽吸杆柱52连通。抽油泵5具有三个腔体，其中一个腔体为泵筒51形成的第一腔体，第二个腔体为空心抽油杆柱的空腔形成的第二腔体，第三个腔体为活塞53的抽吸腔体。

泵筒51的下端设置有第一单向阀7，具体的，第一单向阀7开启时能够连通泵筒51与反洗管柱3，第一单向阀7关闭时能够阻断泵筒51与反洗管柱3的连通；活塞53的下端设置有第二单向阀8，第二单向阀8开启时能够连通活塞53的抽吸腔体与泵筒51，第二单向阀8关闭时能够阻断活塞53与泵筒51的连通。

上述抽油泵5与反洗管柱3配合实现对煤层气排采管柱的反洗，从而防止卡泵故障的发生，大幅延长检泵周期，提高生产时效。

具体的，需要反洗时，从地面向油管柱1与抽油泵5的泵筒51之间的环空注入洗井液，当环空内的液体压力达到一定压力后，阀门4开启，洗井液进入反洗管柱3，依靠液体压力冲开第一单向阀7进入泵筒51后再冲开第二单向阀8进入活塞53的抽吸腔体，最后通过抽油杆柱52返出地面，实现对第一单向阀7、第二单向阀8和煤层气排采管柱的反洗。本方案提供的煤层气排采管柱，不仅能够实现反洗，而且反洗后不需要起出煤层气井内的油管柱1等器件，也不需要上提抽油杆柱52至泵筒51外，只需向油管柱1与抽油泵5的泵筒51之间的环空注入洗井液即可，在一定程度上降低了煤层气排采管柱反洗的作业时间，提高了煤层气的生产时效。

本方案提供的煤层气排采管柱用于洗井作业，减少甚至杜绝了卡泵故障的发生，且相比于现有技术中在发生卡泵时再解卡的操作，洗井作业的耗时少，只需一个小时左右的时间即可以完成，可大幅提高生产时效，以保证煤层气排采作业的连续性。

反洗操作发生在油管柱1、泵筒51和抽油杆柱52之间，洗井液不会漏失到煤层内，因此，既不会破坏煤层，也不会增加排水负担。

本方案中阀门4、第一单向阀7和第二单向阀8的开启均通过液体压力开启，工作可靠。

如图2和3所示，在本方案的一个具体实施例中，阀门4包括阀体41、压缩弹簧42和柱塞43。

阀体41安装在反洗管柱3外，且与反洗管柱3的进水口位置对应。阀体41具有阀腔，阀体41上开设有与阀腔连通的出水孔和进水孔，出水孔与进水口位置对应且连通，进水孔与油管柱1连通。

压缩弹簧42的第一端与阀体41连接，第二端与柱塞43连接，压缩弹簧42的伸缩方向为进水孔的轴线方向，压缩弹簧42能够带动柱塞43向着进水孔的方向运动。

柱塞43的第一端与压缩弹簧42的第二端连接，柱塞43的第二端能够封堵进水孔，柱塞43的侧壁能够封堵出水孔。

反洗时，当油管柱1与抽油泵5的泵筒51之间的环空液体压力大于压缩弹簧42对柱塞43的弹力时，液体压力推动柱塞43运动，打开进水孔与出水孔，环空内的水通过进水孔进入阀腔，再通过阀腔的出水孔进入反洗管柱3；结束反洗时，当油管柱1与抽油泵5的泵筒51之间的环空液体压力小于压缩弹簧42对柱塞43的弹力时，压缩弹簧42推动柱塞43运动，封堵进水孔与出水孔，环空内的水不能继续供入反洗管柱3。

本方案中柱塞为表面经过抛光处理的不锈钢柱塞。

为了进一步提高阀门4工作的稳定性，本方案公开的阀门4还包括限位塞44，限位塞44用于限制柱塞43在进水孔内的运动。为了保证水能够顺利进入阀腔，需要在限位塞44上开设与进水孔连通的通孔。

如图2和3所示，限位塞44的上端能够与柱塞43的第二端相抵。限位塞44的上端与柱塞43的第二端相抵时，柱塞43对进水孔和出水孔同时进行封堵。

进水孔的孔壁设置有内螺纹，限位塞44的外壁设置有外螺纹，限位塞44与进水孔螺纹连接。

如图2和3所示，限位塞44为喇叭形限位塞，为了实现限位塞44与进水孔的连接，进水孔也为喇叭形进水孔，进水孔的直径较小的一端靠近出水孔，进水孔的直径较大的一端能够与油管柱1连通。

优选的，反洗管柱3与泵筒51通过接箍6连接。

如图1所示，在本方案的一个具体实施例中，尾部结构2包括油管21、筛管23和固定管柱24。

油管21的下端设置有堵头22，且油管21位于尾部结构2的最下端，堵头22具体为丝堵，油管21的上端与筛管23连通，筛管23的上端与固定管柱24连通。

尾部结构2的固定管柱24通过固定座10与油管柱1的下端连接，从而实现尾部结构2与油管柱1的下端的连接。

固定管柱24的下端设置有第三单向阀9。在第一单向阀7和第二单向阀8开启对煤层气排采管柱、第一单向阀7和第二单向阀8反洗时，第三单向阀9处于关闭状态，从而保证反洗时，洗井液不会进入煤层。

在煤层气排采管柱、第一单向阀7和第二单向阀8反洗结束后，第一单向阀7、第二单向阀8和第三单向阀9均开启，对煤层气进行开采。

在本方案的一个具体实施例中，固定座10包括内环101和外环102。内环101套设在固定管柱24上，内环101的外壁设置有环形凸起；外环102套设在内环101上，且外环102的内壁开设有能够与环形凸起卡接的环形卡槽外环102的外壁与油管柱1的内壁过盈配合。

内环101与外环102卡接连接，也就实现了尾部结构2与油管柱1的卡接连接。上提抽油泵，抽油泵拉动内环101的环形凸起脱离外环102的环形凹槽，解除对抽油泵和尾部结构2的锁定，下压抽油泵，抽油泵内环101的环形凸起与外环102的环形凹槽卡接，实现对抽油泵和尾部结构2的锁定。

本方案公开的固定座10能够重复多次使用。

本方案中，抽油杆柱52的截面面积小于油管柱1与泵筒51的环空的截面面积，从而可增加抽油杆柱52内液体的流动速度，进而提高抽油泵5携带煤粉的能力，可更为容易地将煤粉举升至地面。截面面积为垂直于轴向的截面的面积。

煤层气排采管柱还包括生产套管，油管柱1和尾部结构2均安装在生产套管内。

优选的，第一单向阀7为固定凡尔。

优选的，第二单向阀8为游动凡尔。

优选的，第三单向阀9为固定凡尔。

如图1所示，第一单向阀7、第二单向阀8和第三单向阀9上设置有限位板，限位板为具有筛孔的限位孔，能够对第一单向阀7、第二单向阀8和第三单向阀9的凡尔球的向上的运动起到限位作用，同时还不影响第一单向阀7、第二单向阀8和第三单向阀9的开启操作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种煤层气排采管柱，其特征在于，包括：

油管柱(1)；

尾部结构(2)，通过固定座(10)固定在所述油管柱(1)的下端；

反洗管柱(3)，安装在所述油管柱(1)内且与所述尾部结构(2)的上端连通，所述反洗管柱(3)上设置有进水口，所述进水口上设置有阀门(4)，用于连通所述反洗管柱(3)与所述油管柱(1)；

抽油泵(5)，安装在所述油管柱(1)内，所述抽油泵(5)的泵筒(51)的下端与所述反洗管柱(3)连通，所述泵筒(51)的下端设置有第一单向阀(7)，用于连通所述泵筒(51)与所述反洗管柱(3)，

所述抽油泵(5)的抽油杆柱(52)为空心抽油杆柱，所述抽油杆柱(52)的下端连接有活塞(53)，所述活塞(53)内设置有抽吸腔体，所述抽吸腔体与所述抽油杆柱(52)连通，所述活塞(53)的下端设置有第二单向阀(8)，用于连通所述活塞(53)的抽吸腔体与所述泵筒(51)。

2.根据权利要求1所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述阀门(4)包括：

阀体(41)，安装在所述反洗管柱(3)上，所述阀体(41)上设置有与所述阀体(41)的阀腔连通的出水孔和进水孔，所述出水孔与所述进水口位置对应，所述进水孔与所述油管柱(1)连通；

压缩弹簧(42)，所述压缩弹簧(42)的第一端与所述阀体(41)连接，所述压缩弹簧(42)的伸缩方向为所述进水孔的轴线方向；

柱塞(43)，所述柱塞(43)的第一端与所述压缩弹簧(42)的第二端连接，所述柱塞(43)的第二端能够封堵所述进水孔，所述柱塞(43)的侧壁能够封堵所述出水孔。

3.根据权利要求2所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述阀门(4)还包括限位塞(44)，能够与所述柱塞(43)的第二端相抵，

所述限位塞(44)与所述进水孔螺纹连接，所述限位塞(44)上开设有与所述进水孔连通的通孔。

4.根据权利要求3所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述进水孔为喇叭形进水孔，所述进水孔的直径小的一端靠近所述出水孔，

所述限位塞(44)为喇叭形限位塞。

5.根据权利要求1所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述反洗管柱(3)与所述泵筒(51)通过接箍(6)连接。

6.根据权利要求1所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述尾部结构(2)包括：

油管(21)，所述油管(21)的下端设置有堵头(22)；

筛管(23)，所述筛管(23)的下端与所述油管柱(1)连通，能够引入煤层液体；

固定管柱(24)，所述固定管柱(24)的上端通过固定座(10)固定在所述油管柱(1)的下端，所述固定管柱(24)的下端与所述筛管(23)连通，所述固定管柱(24)的下端设置有第三单向阀(9)，用于连通所述固定管柱(24)与所述筛管(23)。

7.根据权利要求6所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述固定座(10)包括：

内环(101)，套设在所述固定管柱(24)上，所述内环(101)的外壁设置有环形凸起；

外环(102)，所述外环(102)的内壁开设有与所述环形凸起卡接的环形卡槽，所述外环(102)的外壁与所述油管柱(1)过盈配合。

8.根据权利要求1所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述抽油杆柱(52)的截面面积小于所述油管柱(1)与所述泵筒(51)的环空的截面面积。

9.根据权利要求7所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述第一单向阀(7)为固定凡尔，所述第三单向阀(9)为固定凡尔。

10.根据权利要求1所述的煤层气排采管柱，其特征在于，所述第二单向阀(8)为游动凡尔。

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