CN218509457U - 一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，所述井下管柱包括油管和套设于油管外部的套管，所述油管和套管之间具有间隙，该间隙为环空区域，所述油管的内部配设有抽油杆，所述油管的底部开口与管式泵的输出端相接，所述管式泵的输入端连接有气锚，所述气锚下方的入口端与通孔筛管相连通。该具有防砂功能的煤层气井下管柱装置,通过气锚、通孔筛管、沉泥管和第一丝堵的配合使用，当本装置在工作时，油管内部抽油杆及管式泵工作，以对煤层气进行排采时，气液可首先经由通孔筛管进入至气锚内，此时的通孔筛管可对砂泥进行有效过滤拦截，由此达到在后续气液经气锚分离时，可尽可能的多的避免砂泥杂质被管式泵所吸收。

Description

一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置

技术领域

本实用新型涉及煤层气技术领域，具体涉及一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置。

背景技术

煤层气藏天然裂缝往往较为发育，煤岩强度较低，在压裂施工过程中，近井地带煤层在高压高速流体的冲刷下，煤岩结构遭到严重破坏。在煤层气排采生产初期，储层能量较高，若排采强度不合理，生产压差过大，流体流速增大，地层出砂可能性则大大增加。

当煤层气排采进入气水两相流阶段，流体粘度迅速增加，液体携砂和悬砂能力增强，流动时拖拽力更大，出砂量随之增加。特别是高产气井和目的层煤岩结构较为破碎的井，气井套压、产水量和井底流压突涨，生产参数变化较大，煤岩吃砂能力弱，高速产出的气流产生很高的拖拽力，极易将砂粒拖拽至井筒，导致严重的卡泵、甚至砂埋管柱/煤层等现象，只能被迫停抽进行检泵作业，严重影响气井单井产气量。

由此可见，如何在保障气井正常排采生产的基础上，还可避免砂泥堵塞气井管道及其内部其他配套装置，则成为了目前本领域迫切所欲解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，以解决上述缺陷之一。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，所述井下管柱包括油管和套设于油管外部的套管，所述油管和套管之间具有间隙，该间隙为环空区域，所述油管的内部配设有抽油杆，所述油管的底部开口与管式泵的输出端相接，所述管式泵的输入端连接有气锚，所述气锚下方的入口端与通孔筛管相连通，所述通孔筛管为顶部及底部敞口的中空结构，且其表面开设有与其内部相通的通孔，该通孔筛管的外部包裹有滤网，所述通孔筛管的下方安装有沉泥管，所述沉泥管为两端敞口的中空管体，所述沉泥管的顶部敞口与通孔筛管的下方敞口相连接，所述沉泥管的底部设置有用于对其底部进行封堵的第一丝堵；当管式泵工作，气液经油管向上运输时，通孔筛管及滤网对砂泥进行拦截过滤。

进一步，所述套管的内部，且位于第一丝堵的下方安装有密封塞，该密封塞沿其厚度方向设置有绕丝筛管，所述绕丝筛管为顶部及底部开口的中空结构，且其表面开设有与其内部相通的通孔，绕丝筛管的顶部与底部分别贯穿密封塞，并延伸至密封塞的外部。

进一步，所述绕丝筛管的底部安装有用于对其底部开口进行封堵的第二丝堵。

进一步，还包括安装于套管外部的柱塞泵，且该柱塞泵的输出端连接有供水管。

进一步，所述供水管延伸至绕丝筛管的内部。

进一步，所述绕丝筛管的内壁安装有水流管，所述套管的内壁安装有蓄水仓，所述蓄水仓的内部为中空结构，所述水流管的顶部贯穿蓄水仓并延伸至蓄水仓的内部，所述蓄水仓的顶部设置有与其内部相通的漏斗型进水管，所述供水管延伸至进水管的内部。

本实用新型的有益效果在于：

该具有防砂功能的煤层气井下管柱装置,通过气锚、通孔筛管、沉泥管和第一丝堵的配合使用，当本装置在工作时，油管内部抽油杆及管式泵工作，以对煤层气进行排采时，气液可首先经由通孔筛管进入至气锚内，此时的通孔筛管可对砂泥进行有效过滤拦截，由此达到在后续气液经气锚分离时，可尽可能多的避免砂泥杂质进入管式泵。

上述内容可见，本申请技术方案通过连贯而又紧凑的结构，解决了在对煤层气进行排采时，所可能出现的砂泥堵塞油管或管式泵的问题。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图中：1、套管；2、油管；3、抽油杆；4、管式泵；5、气锚；6、通孔筛管；7、沉泥管；8、第一丝堵；9、密封塞；10、绕丝筛管；11、第二丝堵；12、柱塞泵；13、供水管；14、进水管；15、蓄水仓；16、水流管。

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，井下管柱包括油管2和套设于油管2外部的套管1，油管2和套管1之间具有间隙，该间隙为环空区域，油管2的内部配设有抽油杆3，油管2的底部开口与管式泵4的输出端相接，管式泵4的输入端连接有气锚5，气锚5下方的入口端与通孔筛管6相连通，通孔筛管6为顶部及底部敞口的中空结构，且其表面开设有与其内部相通的通孔，该通孔筛管的外部包裹有滤网，该滤网为40目滤网，且该40目滤网对通孔筛管包裹有两圈，通孔筛管6的下方安装有沉泥管7，沉泥管7为两端敞口的中空管体，沉泥管7的顶部敞口与通孔筛管6的下方敞口相连接，沉泥管7的底部设置有用于对其底部进行封堵的第一丝堵8；当管式泵4工作，气液经油管2向上运输时，通孔筛管6及滤网对砂泥进行拦截过滤；

油管和套管如何安装、布置，且二者之间的相对关系，此为目前本领域现有技术，故本申请对此不再过多赘述，而在油管的底部连接管式泵、在油管的内部配置抽油杆，以及将管式泵的输入端与气锚相连接，以达到气液分离，此亦为目前本领域的现有技术；

当抽油杆配合管式泵对套管内部的煤层气进行抽吸排采时，此时由于套管内部存在地下水及其他液体，液体随煤层气经环空区域进入至通孔筛管的内部，并继续向上朝油管的内部移动，此时通孔筛管可有效对气液中所掺杂的砂泥进行过滤，当气液进入气锚进行气液分离时，气体分离后进入环空区域（套管与油管之间的间隙，则为环空区域），此时气体继续向上运动，直至排出至环空区域外部，达到对煤层气排采，至于煤层气如何收集，此为目前本领域的现有技术，液体经管式泵继续向上抽吸，直至经油管的顶部排出，而在煤层气的排采过程中，在气锚的作用下进行气液分离时，液体中的部分淤泥可垂直向下运动（自身重力做自由落体运动），此时沉泥管对淤泥进行承接；

而此处所提及的第一丝堵，其相对于油管的末端，防止油管底部的液体及淤泥未经过滤直接进入油管内；

此处需要说明的是，该井下管柱正常排采1-2年后，地层出砂得到缓解，待上部管式泵沉没度降至10m左右，对煤层气井开展主动检泵作业，取出密封塞和饶丝筛管，清理或更换上部管式泵、通孔筛管和沉泥管，下放上部管柱至最下部煤层以下。

本实施例中：套管1的内部，且位于第一丝堵8的下方安装有密封塞9，该密封塞9沿其厚度方向设置有绕丝筛管10，绕丝筛管10为顶部及底部开口的中空结构，且其表面开设有与其内部相通的通孔，绕丝筛管10的顶部与底部分别贯穿密封塞9，并延伸至密封塞9的外部；

此处参考附图1，本实施例进一步的设置密封塞及绕丝筛管，其目的是用于对气液中的砂泥进行一次过滤，而与上述的通孔筛管相配合，通孔筛管则对气液的砂泥进行二次过滤；

当抽油杆及管式泵工作时，气液经由套管内的底部，经绕丝筛管向上运动，直至运动至环空区域内，此时气液则进入至通孔筛管内，以达到后续的气液分离及煤层气采集。

绕丝筛管10的底部安装有用于对其底部开口进行封堵的第二丝堵11，此处所提及的第二丝堵，可用于对绕丝筛管底部进行一定程度的密封，避免地层中的砂泥直接从底部进入绕丝筛管内部。

本实施例中：还包括安装于套管1外部的柱塞泵12，且该柱塞泵12的输出端连接有供水管13，此处设置有柱塞泵，其目的是在通孔筛管或绕丝筛管出现砂泥封堵时，冲洗液经由柱塞泵流动至供水管，利用柱塞泵和管式泵的快速抽汲作用，使得冲洗液做高速流动对通孔筛管或绕丝筛管进行冲刷，以达到对通孔筛管及绕丝筛管清理的目的。

本实施例中：供水管13延伸至绕丝筛管10的内部，供水管直接延伸至绕丝筛管，可集中水压对绕丝筛管进行冲刷。

本实施例中：绕丝筛管10的内壁安装有水流管16，套管1的内壁安装有蓄水仓15，蓄水仓15的内部为中空结构，水流管16的顶部贯穿蓄水仓15并延伸至蓄水仓15的内部，蓄水仓15的顶部设置有与其内部相通的漏斗型进水管14，供水管13延伸至进水管14的内部；

本实施例所提及的蓄水仓及漏斗型进水管，其目的是当在对供水管进行排版分布时，仅仅需将供水管延伸至漏斗型进水管的内部，即可达到对绕丝筛管冲刷的目的，以避免绕丝筛管表面因砂泥而出现堵塞的情况，影响煤层气的正常排采；

本实施例与上述实施例不同的是，无需将供水管增加长度后，再延伸至绕丝筛管的内部，减少了前期对绕丝筛管冲刷的准备工作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，所述井下管柱包括油管(2)和套设于油管(2)外部的套管(1)，所述油管(2)和套管(1)之间具有间隙，该间隙为环空区域，所述油管(2)的内部配设有抽油杆(3)，所述油管(2)的底部开口与管式泵(4)的输出端相接，其特征在于：所述管式泵(4)的输入端连接有气锚(5)，所述气锚(5)下方的入口端与通孔筛管(6)相连通，所述通孔筛管(6)为顶部及底部敞口的中空结构，且其表面开设有与其内部相通的通孔，该通孔筛管的外部包裹有滤网，所述通孔筛管(6)的下方安装有沉泥管(7)，所述沉泥管(7)为两端敞口的中空管体，所述沉泥管(7)的顶部敞口与通孔筛管(6)的下方敞口相连接，所述沉泥管(7)的底部设置有用于对其底部进行封堵的第一丝堵(8)；

当管式泵(4)工作，气液经油管(2)向上运输时，通孔筛管(6)及滤网对砂泥进行拦截过滤。

2.根据权利要求1所述的具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，其特征在于：所述套管(1)的内部，且位于第一丝堵(8)的下方安装有密封塞(9)，该密封塞(9)沿其厚度方向设置有绕丝筛管(10)，所述绕丝筛管(10)为顶部及底部开口的中空结构，且其表面开设有与其内部相通的通孔，绕丝筛管(10)的顶部与底部分别贯穿密封塞(9)，并延伸至密封塞(9)的外部。

3.根据权利要求2所述的具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，其特征在于：所述绕丝筛管(10)的底部安装有用于对其底部开口进行封堵的第二丝堵(11)。

4.根据权利要求1-3中任一所述的具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，其特征在于：还包括安装于套管(1)外部的柱塞泵(12)，且该柱塞泵(12)的输出端连接有供水管(13)。

5.根据权利要求4所述的具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，其特征在于：所述供水管(13)延伸至绕丝筛管(10)的内部。

6.根据权利要求5所述的具有防砂功能的煤层气井下管柱装置，其特征在于：所述绕丝筛管(10)的内壁安装有水流管(16)，所述套管(1)的内壁安装有蓄水仓(15)，所述蓄水仓(15)的内部为中空结构，所述水流管(16)的顶部贯穿蓄水仓(15)并延伸至蓄水仓(15)的内部，所述蓄水仓(15)的顶部设置有与其内部相通的漏斗型进水管(14)，所述供水管(13)延伸至进水管(14)的内部。

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