CN216714371U - 一种煤层气井气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种煤层气井气液分离装置，属于煤层气开采的技术领域，其包括内管和套设在内管外部的外管，内管和外管的顶部固定连接接头，接头连接排采泵，内管包括中心管，外管包括上部的筛管和下部的沉降管，中心管的底端留有吸液口并位于沉降管，吸液口与沉降管的底部留有距离，沉降管的底部封堵。采用本申请的气液分离装置，煤层中的气液混合物通过筛管进入分离装置并在内管和外管的环空中进行沉降式分离，分离后，气体再通过筛管排出，液体则在排采泵的作用下由中心管排出，最终被托举到地面，气液分离效果好。

Description

一种煤层气井气液分离装置

技术领域

本申请涉及煤层气开采的领域，尤其是涉及一种煤层气井气液分离装置。

背景技术

煤层气是赋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，是与煤炭资源伴生的非常规天然气。目前，在煤层气开发中，往往采用直井、水平井以及定向井，水平井由于单井产量高已经成为主要开采工艺和手段。水平井是指井眼轨迹达到水平状态(90°左右)以后再继续延伸一定长度的井，其中，应用较多且成熟的有“L”型水平井、“U”型水平井、多分支羽状水平井；定向井是指照事先设计的具有井斜和方位变化的轨道钻进的井。

在煤层气排采的过程中，部分层位气体中有时混有较多的水，需要利用抽排泵进行抽排水作业。由于排采的是气液混合物，气体的存在容易产生气锁影响泵抽排效率和排采连续性。

实用新型内容

为了对气液混合物进行分离，减少进入抽排泵内的气体量，提高泵效、保证排采连续性，本申请提供一种煤层气井气液分离装置。

本申请提供的一种煤层气井气液分离装置采用如下的技术方案：

一种煤层气井气液分离装置，包括内管和套设在内管外部的外管，所述内管和外管的顶部固定连接接头，所述接头连接排采泵，所述内管包括中心管，所述外管包括上部的筛管和下部的沉降管，所述中心管的底端留有吸液口并位于沉降管，所述吸液口与沉降管的底部留有距离，所述沉降管的底部封堵。

通过采用上述技术方案，在进行煤层气排采时，气液混合物先由筛管进入内管和外管之间的环空，由于重力差异，气体和液体在环空内发生沉降式分离，液体向下运动到达中心管的吸液口处后在排采泵的作用下被吸入中心管；气体向上运动并在遇阻后通过筛管向外排出，从而实现气液的高效分离，进入排采泵的全部是液体，保证排采的连续性。

优选的，所述筛管位于外管的顶部并与接头连接。

通过采用上述技术方案，接头形成气体向上运动的阻挡，缩短气体在分离装置内向上运动的距离，使气体能够排出筛管更加快速。

优选的，所述沉降管底端利用管帽封堵，所述管帽与沉降管丝扣连接。

通过采用上述技术方案，使得沉降管的封堵更加方便，方便提升后煤粉的排出。

优选的，所述中心管的底部设置有过滤器。

通过采用上述技术方案，固液分离效果更加明显，由于分离的过程中会有煤粉随液体进行沉降，利用过滤器可以有效阻挡煤粉进入泵筒、影响泵工作状态。

优选的，所述筛管的长度为1-3m。

通过采用上述技术方案，保证筛管的长度使得气液分离装置具有较好的进液能力。

优选的，所述中心管的长度为≥7m。

通过采用上述技术方案，中心管的长度能够保证更好的气液分离效果。

优选的，所述中心管与沉降管的底端的距离≥4m。

通过采用上述技术方案，使沉降在沉降管底部的煤粉与吸液口之间留有足够距离，避免煤粉被吸入中心管中。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在内管和外管之间形成沉降空间，并使气液混合物由外管上部的筛管进入沉降空间内，由于密度的不同气液自动分离；

2.在中心管的底部设置过滤器，减少煤粉沉降过程中进入中心管的几率，避免煤粉被吸入排采泵内对泵造成损伤。

附图说明

图1是本申请实施例一的煤层气井气液分离装置的整体结构示意图。

图2是本申请实施例二的煤层气井气液分离装置的整体结构示意图。

附图标记说明：1、内管；11、中心管；12、吸液口；13、过滤器；131、内支架；132、滤网；2、外管；21、筛管；211、过滤管孔；22、沉降管；23、管帽；3、接头；4、气液分离区；5、气液混合物运动方向；6、气体运动方向；7、液体运动方向。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

在煤层气开采过程中，由于煤层产水，需要排水降低液面，以保证采气效果。利用泵进行抽排水时，会有气体被带入泵内，影响泵的正常运转，降低排水效能，造成采气产量下降。因此，需要对井内的气液混合物进行分离，减少进入泵的气体量，保证排采的连续性。

实施例一

本申请实施例公开一种煤层气井气液分离装置。参照图1，煤层气井气液分离装置包括内管1以及套设在内管1外部并与内管1同轴的外管2。内管1与外管2之间形成环空。内管1包括中心管11，中心管11的底端开口形成吸液口12，中心管11的顶端固定连接接头3。

接头3远离中心管11的一端能够与排采泵连接。排采泵可以是螺杆泵、管式泵、射流泵、水力活塞泵、电潜泵、电潜螺杆泵或者隔膜泵。接头3可以是内外丝扣接头从而分别与中心管11和排采泵丝扣连接。

套设在中心管11外部的外管2包括沿中心管11轴向设置的筛管21和沉降管22。筛管21与沉降管22同轴设置。筛管21与接头3固定连接，筛管21的管壁上均匀开设有多个过滤管孔211。筛管21与中心管11之间的区域形成气液分离区4。

沉降管22位于筛管21远离接头3的一端并与筛管21固定连接。沉降管22远离筛管21的一端低于中心管11的底端并利用管帽23封堵。管帽23可以直接采用丝堵，也可以采用盲板并与沉降管22焊接。管帽23与中心管11的吸液口12之间留有距离。

参照图1，垂直筛管21的实线箭头指示气液混合物运动方向5，平行筛管21的实现箭头指示液体运动方向7，平行筛管21和垂直筛管21的虚线箭头指示气体运动方向6。

本实施例中，筛管21需要一定的长度，具体可以设置成1-3m。沉降管22为油管，长度根据井实际需要自由组合，一般≥9m，多节之间采用丝扣的形式连接。沉降管22的长度影响气液分离效果，对于“U”型水平井、多分支羽状水平井等直井排采，可采用7-9m长的沉降管22；对于“L”型井以及其他大斜度井采用≥15m的沉降管22。

中心管11长度根据外管2的长度设置，一般≥7m，距离外管2的底部的距离≥4m。

本申请实施例一种煤层气井气液分离装置的实施原理为：气液分离区4与煤层连通，含煤粉的气液混合物由外管2的筛管21进入内管1和外管2之间的气液分离区4，由于重力差异，气、液、粉在气液分离区4内沉降式分离，其中气体在气液分离区4内向上运动，遇到接头3的阻挡后汇聚并且在压力达到一定程度后通过筛管21向外排出，煤粉和液体在沉降管22与中心管11之间的环空内沉降，煤粉沉降在沉降管22底部，液体通过与接头3连接的排采泵的抽吸力由吸液口12被吸入中心管11中，最终被举升到地面，实现气、液、粉的自动分离，由于沉降管22的长度较大，因此能够保证分离彻底。

实施例二

本申请实施例公开一种煤层气井气液分离装置。参照图2，与实施例一的不同之处在于，在中心管11的底部设置用于过滤煤粉的过滤器13。

过滤器13包括内部的内支架131和外部的滤网132。本实施例中内支架131为漏斗状且内支架131的顶端与中心管11固定连接，如采用丝扣连接的方式。滤网132固定在内支架131上。内支架131的最大直径不大于中心管11的外径，使得过滤器13不会阻挡煤粉的沉降。内支架131的具体结构不限，只要能够形成漏斗状且能够允许液体正常流通即可。 内支架131也可以是半球形。

本申请实施例一种煤层气井气液分离装置的实施原理为：气液分离区4与煤层连通，含煤粉的气液混合物由外管2的筛管21进入内管1和外管2之间的气液分离区4，由于重力差异，气、液、粉在气液分离区4内沉降式分离，其中气体在气液分离区4内向上运动，遇到接头3的阻挡后汇聚并且在压力达到一定程度后通过筛管21向外排出，煤粉和液体在沉降管22与中心管11之间的环空内沉降，煤粉沉降在沉降管22底部，液体通过与接头3连接的排采泵的抽吸力由吸液口12被吸入中心管11中，最终被举升到地面，实现气、液、粉的自动分离；由于煤粉沉降的过程中排采泵一直处于抽排，过滤网132能够对靠近吸液口12的煤粉进行过滤，避免煤粉被吸入中心管11中，从而使得液体和煤粉分离效果更好。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤层气井气液分离装置，包括内管（1）和套设在内管（1）外部的外管（2），所述内管（1）和外管（2）的顶部固定连接接头（3），所述接头（3）连接排采泵，其特征在于：所述内管（1）包括中心管（11），所述外管（2）包括上部的筛管（21）和下部的沉降管（22），所述中心管（11）的底端留有吸液口（12）并位于沉降管（22），所述吸液口（12）与沉降管（22）的底部留有距离，所述沉降管（22）的底部封堵。

2.根据权利要求1所述的煤层气井气液分离装置，其特征在于：所述筛管（21）位于外管（2）的顶部并与接头（3）连接。

3.根据权利要求1所述的煤层气井气液分离装置，其特征在于：所述沉降管（22）底端利用管帽（23）封堵，所述管帽（23）与沉降管（22）丝扣连接。

4.根据权利要求1所述的煤层气井气液分离装置，其特征在于：所述中心管（11）的底部设置有过滤器（13）。

5.根据权利要求1所述的煤层气井气液分离装置，其特征在于：所述筛管（21）的长度为1-3m。

6.根据权利要求1所述的煤层气井气液分离装置，其特征在于：所述中心管（11）的长度为≥7m。

7.根据权利要求1所述的煤层气井气液分离装置，其特征在于：所述中心管（11）与沉降管（22）的底端的距离≥4m。

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