CN216894349U - 能够用于全生命周期的煤层气开采系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够用于全生命周期的煤层气开采系统，包括多孔管、下金具、潜油隔膜泵和射流泵，多孔管至少具有三个内腔通道，下金具固定连接所述多孔管的下端；潜油隔膜泵的输出管连接所述下金具的第一连接通道；射流泵的排液管连接所述下金具的第二连接通道，射流泵的动力液输入管连接所述下金具的第三连接通道。本实用新型利用多孔管将射流泵和潜油隔膜泵集成于一个系统中，射流泵用于实现大排量采水要求，潜油隔膜泵用于实现中小排量采水要求，因此能够满足煤层气不同阶段的采水量要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤层气开采设备，具体涉及一种能够用于全生命周期的煤层气开采系统。
背景技术
在煤层气井的整个生命周期的排水采气过程中，由于产水量变化大以及出砂问题，导致煤层气井应用采水泵的时候主要存在两个问题：
1、需要在不同产水量时期应用不同形式的采水泵以适应不同产水量，如初期产水量高的时候用螺杆泵，中后期产水量降低之后用潜油隔膜泵，这就需要投入更多的采水设备，因此投入成本会显著增加；
2、在出砂(或煤粉)量增加到较高水平后，往往导致采水泵的寿命大幅度缩短，从而明显缩短煤层气井的检泵周期，频繁地检泵不但增加采水设备的成本投入，并且会影响煤层气的产量和生产稳定性，不稳定的生产将导致煤层气采收率下降。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够用于全生命周期的煤层气开采系统，它可以在降低设备投入的前提下提高煤层气生产的稳定性。
为解决上述技术问题，本实用新型能够用于全生命周期的煤层气开采系统的技术解决方案为：
包括多孔管7、下金具6、潜油隔膜泵1和射流泵3，多孔管7至少具有三个内腔通道分别作为第一工作通道、第二工作通道、第三工作通道，多孔管7的外壁与井筒内壁之间形成第四工作通道；所述多孔管7的第一工作通道通过上金具8连接隔膜泵排液管道10；所述多孔管7的第二工作通道通过上金具8连接射流泵排液管道12；所述多孔管7的第三工作通道通过上金具8连接射流泵动力液注入管道9；所述多孔管7的第四工作通道通过上金具8连接排气通道11；下金具6固定连接所述多孔管7的下端；所述下金具6的第一连接通道与所述多孔管7的第一工作通道相连通，第二连接通道与所述多孔管7的第二工作通道相连通，第三连接通道与所述多孔管7的第三工作通道相连通；潜油隔膜泵1的输出管1-1连接所述下金具6的第一连接通道；射流泵3的排液管5连接所述下金具6的第二连接通道，射流泵3的动力液输入管4连接所述下金具6的第三连接通道。
在另一实施例中，所述第一工作通道、第二工作通道、第三工作通道及第四工作通道彼此独立。
在另一实施例中，所述隔膜泵排液管道10连接储水池14。
在另一实施例中，所述射流泵排液管道12连接储水池14。
在另一实施例中，所述射流泵动力液注入管道9连接液压站13。
在另一实施例中，所述储水池14连接污水处理装置15的输入端。
在另一实施例中，所述污水处理装置15的输出端连接所述液压站13。
在另一实施例中，所述上金具8固定设置于煤层气井的井口。
在另一实施例中，所述射流泵3的吸入口2与井筒内腔相连通。
在另一实施例中，所述多孔管7的第四工作通道与井筒内腔相连通。
在另一实施例中，所述潜油隔膜泵1的动力电缆内嵌于所述多孔管7的管壁。
本实用新型可以达到的技术效果是：
本实用新型利用多孔管将射流泵和潜油隔膜泵集成于一个系统中，射流泵用于实现大排量采水要求，潜油隔膜泵用于实现中小排量采水要求，因此能够满足煤层气不同阶段的采水量要求。
本实用新型通过射流泵能够实现对井下煤粉的冲洗和排采，能够为潜油隔膜泵提供良好的工作环境，避免井下煤粉对潜油隔膜泵的不良影响，从而最大限度地提高潜油隔膜泵的使用寿命，最终实现降低设备投入并提高收益的目的。
本实用新型可以单独启动射流泵进行大排量采水，也可以单独启动潜油隔膜泵进行中小排量采水，或者同时启动射流泵和潜油隔膜泵进行超大排量采水，从而实现将煤层气液面深度稳定控制在合理值的目的，而合理的液面深度控制可有效提高煤层气产量和煤层气采收率。
本实用新型能够使煤层气井的整个生命周期均实现理想的排水采气效果，且具有很高的稳定性和使用寿命。
本实用新型能够满足煤层气井全生命周期的采水要求，从而可以在降低设备投入的前提下提高煤层气生产的稳定性，最终可以实现降低投入和增加收益的双重目的。
附图说明
本领域的技术人员应理解，以下说明仅是示意性地说明本实用新型的原理，所述原理可按多种方式应用，以实现许多不同的可替代实施方式。这些说明仅用于示出本实用新型的教导内容的一般原理，不意味着限制在此所公开的实用新型构思。
结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施方式，并且与上文的总体说明和下列附图的详细说明一起用于解释本实用新型的原理。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1是本实用新型能够用于全生命周期的煤层气开采系统的示意图。
图中附图标记说明：
1为潜油隔膜泵， 2为射流泵的吸入口，
3为射流泵， 4为射流泵的动力液输入管，
5为排液管， 6为下金具，
7为多孔管， 8为上金具，
9为射流泵动力液注入管道， 10为隔膜泵排液管道，
11为排气通道， 12为射流泵排液管道，
13为液压站， 14为储水池，
15为污水处理装置， 1-1为潜油隔膜泵的输出管。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1所示，本实用新型能够用于全生命周期的煤层气开采系统，包括多孔管7，多孔管7至少具有三个内腔通道作为工作通道，多孔管7的外壁与井筒内壁之间形成第四工作通道；
多孔管7的第一工作通道通过上金具8连接隔膜泵排液管道10的一端，隔膜泵排液管道10的另一端连接储水池14；
多孔管7的第二工作通道通过上金具8连接射流泵排液管道12的一端，射流泵排液管道12的另一端连接储水池14；储水池14连接污水处理装置15；污水处理装置15对井液处理后可以为液压站13提供动力液；
多孔管7的第三工作通道通过上金具8连接射流泵动力液注入管道9的一端，射流泵动力液注入管道9的另一端连接位于地面的液压站13，液压站13能够为射流泵3提供动力液；
多孔管7的第四工作通道通过上金具8连接排气通道11；
上金具8固定设置于井口；
多孔管7的下端固定连接下金具6；下金具6具有三个连接通道，下金具6的第一连接通道的一端固定连接多孔管7的第一工作通道，第一连接通道的另一端固定连接潜油隔膜泵1的输出管1-1；
下金具6的第二连接通道的一端固定连接多孔管7的第二工作通道，第二连接通道的另一端固定连接射流泵3的排液管5；射流泵3的吸入口2与井筒内腔相连通；
下金具6的第三连接通道的一端固定连接多孔管7的第三工作通道，第三连接通道的另一端固定连接射流泵3的动力液输入管4。
本实用新型通过三孔管将井筒划分为彼此独立的四个通道，即三个管内通道和一个油套环空通道，其中三个管内通道用于采水和煤粉的冲洗，油套环空通道用于产气，为应用较为复杂的排采系统提供支持和保障。
本实用新型通过下金具将位于井下的潜油隔膜泵和射流泵连接至三孔管的对应通道，三孔管的其中两个通道用于射流泵，一个通道用于向射流泵注入动力液，另一通道用于将动力液和井液输至地面；三孔管的第三个通道作为潜油隔膜泵的排液通道。而驱动潜油隔膜泵的电力则可以通过内嵌于三孔管壁的动力电缆实现由地面至井下的输送。
本实用新型采用射流泵和隔膜泵复合方式实现大范围排量调节，从而能够适应煤层气井整个生命周期的排采要求。
本实用新型通过射流泵对井下煤粉进行冲洗和排采，为隔膜泵创造理想的工作环境，能够有效地提高隔膜泵的稳定性和使用寿命，最终保证整个系统的稳定性和使用寿命。
本实用新型的工作原理如下；
将多孔管7作为输送装置，将射流泵3和潜油隔膜泵1下放至煤层气井中；
当煤层气井出气产液量较大的时候，同时运行射流泵3和潜油隔膜泵1，实现最大排水速度；
潜油隔膜泵1在来自于动力电缆的电力驱动下运行，将井筒内腔的混合井液通过输出管1-1排向多孔管7的第一工作通道，从而将混合井液经隔膜泵排液管道10向上举升至位于地面的储水池14；
来自于液压站13的动力液经射流泵动力液注入管道9进入多孔管7的第三工作通道，然后经下金具6的第三连接通道进入射流泵3的动力液输入管4，驱动射流泵3运行；射流泵3在运行过程中在其吸入口2处形成负压，射流泵3通过吸入口5将井筒内腔的混合井液吸入，射流泵3将混合井液通过排液管5排向多孔管7的第二工作通道，从而将混合井液经射流泵排液管道12向上举升至位于地面的储水池14；
污水处理装置15对储水池14内的混合井液进行处理，处理之后为液压站13提供动力液；
随着射流泵3和潜油隔膜泵1的同时运行，井筒内的液面快速下降；在液面下降的同时煤层气井开始产气；当液面下降至目标值之后煤层气井开始稳定生产；
当液面下降至目标值且产液量下降至一定范围后，关闭潜油隔膜泵1，单独采用射流泵3进行排水，使液面始终稳定在目标值附近，同时保持煤层气的稳定生产；
当煤层气井的产液量下降至潜油隔膜泵1的排量范围内之后，关闭射流泵3并打开潜油隔膜泵1继续排水，使液面稳定在目标值附近，同时保持煤层气的稳定生产；由于潜油隔膜泵1具有高寿命的特点，因此可以通过频繁的间歇生产方式在极低产水量的状态下仍然将液面深度稳定保持在目标值附近，因此此生产阶段可以保持较长时间；
当煤层气井生产至中后期后，井筒中会逐渐沉积较大量的煤粉或砂，这将对潜油隔膜泵1的运行带来不利影响，降低潜油隔膜泵1的稳定性和使用寿命，此阶段可间歇性开启射流泵3对潜油隔膜泵1附近的煤粉进行冲刷和清洗(以较低压力通过射流泵动力液注入管道9注入动力液时，动力液会泄漏到井筒内对井筒内的煤粉进行冲刷和清洗)并通过射流泵3排采(冲刷清洗并稀释煤粉后加大动力液注入压力后使射流泵3开始正常工作并将稀释后的煤粉排采到地面)到地面，从而给潜油隔膜泵1创造管好的运行环境，可有效提高潜油隔膜泵1的稳定性和使用寿命，对于整个系统来说实现了高稳定性和长使用寿命。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形，而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形在内。
Claims (10)
1.一种能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，包括：
多孔管(7)，至少具有三个内腔通道分别作为第一工作通道、第二工作通道、第三工作通道，多孔管(7)的外壁与井筒内壁之间形成第四工作通道；所述多孔管(7)的第一工作通道通过上金具(8)连接隔膜泵排液管道(10)；所述多孔管(7)的第二工作通道通过上金具(8)连接射流泵排液管道(12)；所述多孔管(7)的第三工作通道通过上金具()8连接射流泵动力液注入管道(9)；所述多孔管(7)的第四工作通道通过上金具(8)连接排气通道(11)；
下金具(6)，固定连接所述多孔管(7)的下端；所述下金具(6)的第一连接通道与所述多孔管(7)的第一工作通道相连通，第二连接通道与所述多孔管(7)的第二工作通道相连通，第三连接通道与所述多孔管(7)的第三工作通道相连通；
潜油隔膜泵(1)，其输出管(1-1)连接所述下金具(6)的第一连接通道；以及
射流泵(3)，其排液管(5)连接所述下金具(6)的第二连接通道，其动力液输入管(4)连接所述下金具(6)的第三连接通道。
2.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述第一工作通道、第二工作通道、第三工作通道及第四工作通道彼此独立。
3.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述隔膜泵排液管道(10)连接储水池(14)。
4.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述射流泵排液管道(12)连接储水池(14)。
5.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述射流泵动力液注入管道(9)连接液压站(13)。
6.根据权利要求3或4所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述储水池(14)连接污水处理装置(15)的输入端。
7.根据权利要求6所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述污水处理装置(15)的输出端连接液压站(13)。
8.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述上金具(8)固定设置于煤层气井的井口。
9.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述射流泵(3)的吸入口(2)与井筒内腔相连通。
10.根据权利要求1所述的能够用于全生命周期的煤层气开采系统，其特征在于，所述多孔管(7)的第四工作通道与井筒内腔相连通。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116104456A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-05-12 | 陕西航天德林科技集团有限公司 | 一种排水采气系统及排水采气方法 |
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2022
- 2022-02-11 CN CN202220275533.0U patent/CN216894349U/zh active Active
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