CN214499007U - 适用于煤层气井的气举系统及气举设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于煤层气井的气举系统及气举设备，该适用于煤层气井的气举系统，包括：从内向外依次套设的管柱、油管和套管，所述管柱、所述油管和所述套管均向下延伸至煤层的下方，所述套管设有与所述煤层连通的射孔，所述管柱与所述油管之间设有油油环空，所述油管与所述套管之间设有油套环空；集输站，其与所述油套环空连接；气水分离器，其与所述油油环空连接；注气装置，其与所述管柱连接。通过本实用新型，缓解了煤层气开采难度大、开采效率低的技术问题。

Description

适用于煤层气井的气举系统及气举设备

技术领域

本实用新型涉及煤层气开采技术领域，尤其涉及一种适用于煤层气井的气举系统及气举设备。

背景技术

煤层气是煤系地层储存的重要资源，但是煤层气的开采存在较大难度。油气田中，常规天然气的各项基本排水采气工艺已经较为成熟，因此，煤层气排采大多借鉴油田方面的经验，常用的排水采气工艺技术包括有杆泵、电潜泵、气举、泡排等。

然而，煤系地层与常规油储层在地质条件、开采机理方面有明显的差别，因此，借鉴油田中天然气的开采技术来开采煤层气，在实际应用中存在诸多问题，例如投资大、设备不配套、参数选用不合理等，严重影响了煤层气的正常开采，导致煤层气的开采效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于煤层气井的气举系统及气举设备，以缓解煤层气开采难度大、开采效率低的技术问题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种适用于煤层气井的气举系统，包括：

从内向外依次套设的管柱、油管和套管，所述管柱、所述油管和所述套管均向下延伸至煤层的下方，所述套管设有与所述煤层连通的射孔，所述管柱与所述油管之间设有油油环空，所述油管与所述套管之间设有油套环空；

集输站，其与所述油套环空连接；

气水分离器，其与所述油油环空连接；

注气装置，其与所述管柱连接。

在优选的实施方式中，所述气水分离器通过第一阀门与所述油油环空连接，且通过第二阀门与所述管柱连接；所述注气装置通过第三阀门与所述管柱连接，且通过第四阀门与所述油油环空连接。

在优选的实施方式中，所述注气装置包括压缩机、和与所述压缩机连接的储气罐。

在优选的实施方式中，所述储气罐与所述气水分离器连接，所述气水分离器分离出的气体能够进入所述储气罐。

在优选的实施方式中，所述管柱的下端的下入深度超过所述煤层底部深度50m～400m。

在优选的实施方式中，所述油管的下端下入至所述管柱的下端的下方。

在优选的实施方式中，所述集输站与所述油套环空的连接管路上设有第一流量计。

在优选的实施方式中，所述注气装置与所述管柱的连接管路上设有第二流量计。

在优选的实施方式中，所述注气装置与所述油油环空的连接管路上设有第三流量计。

本实用新型提供一种适用于煤层气井的气举设备，应用于上述的适用于煤层气井的气举系统，所述气举设备包括：集输站、气水分离器和注气装置；

所述气水分离器连接有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门用于连接所述管柱与所述油管之间的油油环空，所述第二阀门用于连接所述管柱；

所述注气装置连接有第三阀门和第四阀门，所述第三阀门用于连接所述管柱，所述第四阀门用于连接所述油油环空。

本实用新型的特点及优点是：

使用该气举系统，注气装置向管柱内注入高压气体，高压气体进入到井底后，降低了煤层气井内气液混合流体的密度，并形成高速流体，经过油油环空排出，即实现气举。经过油油环空排出的气液混合流体进入气水分离器中进行分离处理。随着气举的进行，气液混合流体携带层压水不断排出，使得油套环空的液面不断下降，煤层处的压力随之不断下降，当煤层处的压力下降至解吸压力时，煤层气发生解吸产生的煤层气经油套环空排出至集输站中。该气举系统可以以较高的效率降低煤层处的压力，有利于煤层气的解吸，提高了煤层气的开采效率。

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他的附图。

图1为本实用新型提供的适用于煤层气井的气举系统第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型提供的适用于煤层气井的气举系统第二种实施方式的结构示意图；

图3为图2所示的适用于煤层气井的气举系统中的气举设备的结构示意图；

图4为图2所示的适用于煤层气井的气举系统在正举采气模式下的工作示意图；

图5为图2所示的适用于煤层气井的气举系统在反举采气模式下的工作示意图。

附图标号说明：

1、套管；2、油管；3、管柱；15、煤层；

21、油油环空；22、油套环空；

5、集输站；8、气水分离器；

90、注气装置；9、储气罐；10、压缩机；

6、第一阀门；7、第二阀门；

11、第三阀门；12、第四阀门；

4、第一流量计；

13、第二流量计；14、第三流量计。

具体实施方式

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。

实施例一

本实用新型提供了一种适用于煤层气井的气举系统，如图1-图3所示，该气举系统包括：集输站5、气水分离器8、注气装置90、和从内向外依次套设的管柱3、油管2和套管1，管柱3、油管2和套管1均向下延伸至煤层15的下方，套管1设有与煤层15连通的射孔，管柱3与油管2之间设有油油环空21，油管2与套管1之间设有油套环空22；集输站5与油套环空22连接；气水分离器8与油油环空21连接；注气装置90与管柱3连接。

使用该气举系统，如图1和图4所示，注气装置90向管柱3内注入高压气体，高压气体进入到井底后，降低了煤层气井内气液混合流体的密度，并形成高速流体，经过油油环空21排出，即实现气举。经过油油环空21排出的气液混合流体进入气水分离器8中进行分离处理。随着气举的进行，气液混合流体携带层压水不断排出，使得油套环空22的液面不断下降，煤层15处的压力随之不断下降，当煤层15处的压力下降至解吸压力时，煤层气发生解吸产生的煤层气经油套环空22排出至集输站5中。该气举系统可以实现正举采气，以较高的效率降低煤层15处的压力，有利于煤层气的解吸，提高了煤层气的开采效率。并且，油油环空21的截面积通常大于管柱3的截面积，正举采气有利于实现压力变化比较缓慢，可以有效防止地层出砂。

进一步地，如图2和图3所示，气水分离器8通过第一阀门6与油油环空21连接，且通过第二阀门7与管柱3连接；注气装置90通过第三阀门11与管柱3连接，且通过第四阀门12与油油环空21连接。该气举系统可以通过调整第一阀门6、第二阀门7、第三阀门11和第四阀门12，来改变采气方式。优选地，第三阀门11和第四阀门12可以调节流量大小。

如图4所示，关闭第二阀门7和第四阀门12，打开第一阀门6和第三阀门11，注气装置90经过第三阀门11向管柱3注入高压气体，油油环空21排出的气液混合流体经过第一阀门6流向气水分离器8。该气举系统进行正举采气。上面已经对正举采气作了描述，在此不再赘述。通过调节第三阀门11，可以调节注气量，以控制油油环空21内的排水量及煤层15处的压力，从而调整排水量。

如图5所示，关闭第一阀门6和第三阀门11，打开第二阀门7和第四阀门12，注气装置90经过第四阀门12向油油环空21注入高压气体，高压气体进入到井底后，降低了煤层气井内气液混合流体的密度，并形成高速流体，经过管柱3排出，即实现气举。经过管柱3排出的气液混合流体经过第二阀门7进入气水分离器8中，进行分离处理。随着气举的进行，气液混合流体携带层压水不断排出，使得油套环空22的液面不断下降，煤层15处的压力随之不断下降，当煤层15处的压力下降至解吸压力时，煤层气发生解吸产生的煤层气经油套环空22排出至集输站5中。该气举系统可以实现反举采气，以较高的效率降低煤层15处的压力，有利于煤层气的解吸，提高了煤层气的开采效率。通过调节第四阀门12，可以调节注气量，以控制油油环空21内的排水量及煤层15处的压力，从而调整排水量。

该气举系统可以根据实际生产，通过调整第一阀门6、第二阀门7、第三阀门11和第四阀门12，方便地进行正举采气与反举采气的切换。油油环空21的截面积通常大于管柱3的截面积，正举采气有利于实现压力变化比较缓慢，可以有效防止地层出砂；反举采气可以实现压力下降十分剧烈，适用于开采初期的强排水，通过根据实际生产，切换正举采气和反举采气，较好地满足煤层气井开采的需求。

在一实施方式中，注气装置90包括压缩机10、和与压缩机10连接的储气罐9，储气罐9存储气体，压缩机10提供动力以压缩气体注入井底进行气举。

进一步地，储气罐9与气水分离器8连接，气水分离器8分离出的气体能够进入储气罐9。气水分离器8对气液混合流体进行分离，分离出的液体进入水处理系统，分离出的气体重新进入储气罐9，以循环利用。

进行排水采气的过程中，因管柱3下端与煤层15下端存在压差，因此在油套环空22存在一段液柱。为此，发明人做了进一步改进：管柱3的下端的下入深度超过煤层15底部深度50m～400m，采用该深度范围进行生产，以在进行排水采气生产时，保证油套环空22内的液面不超过煤层15底部，使煤层15裸露在空气中，最大限度降低煤层15处压力。

油套环空22作为产气通道。在正举采气时，油油环空21作为产液通道；在反举采气时，管柱3作为产液通道。如图1和图2所示，油管2的下端下入至管柱3的下端的下方，可以将煤层气井的产气通道和产液通道区分开来，防止注入气进入产气通道，以保证注入气体的过程不会影响煤层气的产出，防止气举过程中的气体逸散，节约气量，以较高的效率降低煤层15处的压力，提高了煤层气的开采效率。

如图2-图4所示，集输站5与油套环空22的连接管路上设有第一流量计4，经过油套环空22产出的煤层气经过第一流量计4进入到集输站5。若第一流量计4的读数较小，则说明煤层15排水不够，则需要调节第三阀门11/第四阀门12，增大注气量。

在一实施方式中，注气装置90与管柱3的连接管路上设有第二流量计13。在一实施方式中，注气装置90与油油环空21的连接管路上设有第三流量计14。通过第二流量计13/第三流量计14，来检测注气装置90注入井底的注气量的流量大小，方便对注气量进行调节。

管柱3可以采用连续油管2，或者，管柱3由抽油杆连接而成。该气举系统具有结构简单，无井下运动部件的特点，日常维护工作便于在地面进行，可以有效节约成本。

实施例二

本实用新型提供了一种适用于煤层气井的气举设备，应用于上述的适用于煤层气井的气举系统，如图3所示，该气举设备包括：集输站5、气水分离器8和注气装置90；气水分离器8连接有第一阀门6和第二阀门7，第一阀门6用于连接管柱3与油管2之间的油油环空21，第二阀门7用于连接管柱3；注气装置90连接有第三阀门11和第四阀门12，第三阀门11用于连接管柱3，第四阀门12用于连接油油环空21。

该气举设备工作时，注气装置90向井底注入高压气体，高压气体进入到后，降低了煤层气井内气液混合流体的密度，并形成高速流体，向外排出，即实现气举。排出的气液混合流体进入气水分离器8中，进行分离处理。随着气举的进行，气液混合流体携带层压水不断排出，使得油套环空22的液面不断下降，煤层15处的压力随之不断下降，当煤层15处的压力下降至解吸压力时，煤层气发生解吸产生的煤层气经油套环空22排出至集输站5中。该气举设备以较高的效率降低煤层15处的压力，有利于煤层气的解吸，提高了煤层气的开采效率。

该气举系统可以根据实际生产，通过调整第一阀门6、第二阀门7、第三阀门11和第四阀门12，方便地进行正举采气与反举采气的切换，较好地满足煤层气井开采的需求。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，包括：

从内向外依次套设的管柱、油管和套管，所述管柱、所述油管和所述套管均向下延伸至煤层的下方，所述套管设有与所述煤层连通的射孔，所述管柱与所述油管之间设有油油环空，所述油管与所述套管之间设有油套环空；

集输站，其与所述油套环空连接；

气水分离器，其与所述油油环空连接；

注气装置，其与所述管柱连接。

2.根据权利要求1所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述气水分离器通过第一阀门与所述油油环空连接，且通过第二阀门与所述管柱连接；

所述注气装置通过第三阀门与所述管柱连接，且通过第四阀门与所述油油环空连接。

3.根据权利要求1所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述注气装置包括压缩机、和与所述压缩机连接的储气罐。

4.根据权利要求3所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述储气罐与所述气水分离器连接，所述气水分离器分离出的气体能够进入所述储气罐。

5.根据权利要求1所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述管柱的下端的下入深度超过所述煤层底部深度50m～400m。

6.根据权利要求1或者5所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述油管的下端下入至所述管柱的下端的下方。

7.根据权利要求1所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述集输站与所述油套环空的连接管路上设有第一流量计。

8.根据权利要求1所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述注气装置与所述管柱的连接管路上设有第二流量计。

9.根据权利要求1所述的适用于煤层气井的气举系统，其特征在于，所述注气装置与所述油油环空的连接管路上设有第三流量计。

10.一种适用于煤层气井的气举设备，其特征在于，应用于权利要求1-9中任一项所述的适用于煤层气井的气举系统，所述气举设备包括：集输站、气水分离器和注气装置；

所述气水分离器连接有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门用于连接所述管柱与所述油管之间的油油环空，所述第二阀门用于连接所述管柱；

所述注气装置连接有第三阀门和第四阀门，所述第三阀门用于连接所述管柱，所述第四阀门用于连接所述油油环空。

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