CN105840483B - 用于煤层气井排采防卡漏泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于煤层气井排采防卡漏泵，该排采泵主要包括：泵筒总成、柱塞总成和胶囊总成。该排采泵上冲程时，排采杆带着柱塞向上运动，游动阀关闭，固定阀在压力差的作用下打开，吸入液体；同时，胶囊上面的压环脱离胶囊，胶囊在弹簧弹性的作用下膨胀起并经过滤网与单流阀吸入液体，将液体储存在胶囊内。下冲程时，排采杆带着柱塞向下运动，固定阀关闭，待游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，排出液体；同时压杆和压环向下运动至接触胶囊总成时挤压胶囊总成，胶囊内液体被压缩至反馈液流动通道并经单流阀喷出，冲洗落在固定阀座上的煤粉颗粒，利用柱塞抽吸可排出煤粉。解决了煤粉埋泵、卡泵的问题。

Description

用于煤层气井排采防卡漏泵

技术领域

本发明涉及一种用于煤层气井排采防卡漏泵。

背景技术

我国地面煤层气井的排采设备及工艺主要借鉴石油、天然气开采工艺技术，以常规油气田开采使用的机、杆、泵设备为主。目前，煤层气排水采气普遍使用管式抽油泵，随着排采过程中生产压差的不断改变，刺激压裂后的煤储层环境，大量细煤粒(砂)从煤层脱落，一部分卡在煤层裂隙之中影响煤层气的解吸，另一部分则随井水吸入泵内。排水初期，细煤粒(砂)等杂质进泵后容易堵塞泵阀，进入稳定生产期后，动液面下降，井底压力降低，煤层气开始吸出，水排量较少，油管内的细煤粒(砂)在自重的作用下会不断沉积下来，造成泵阀堵塞或卡泵等现象，缩短检泵周期和排水泵的使用寿命，严重影响煤层气的生产效率、经济排采和高产稳产。所以简单移植常规油气田开采设备及工艺技术不能适应煤层气井的排采要求。

发明内容

本发明克服了煤层气井利用常规管式泵排采时由于煤粉堵塞造成卡泵的问题，提供了一种用于煤层气井排采防卡漏泵，它能够利用反馈液冲洗固定阀座，防止煤粉卡泵，提高泵效，缩短检泵周期并延长排水泵的使用寿命。

用于煤层气井排采防卡漏泵主要包括：泵筒总成、柱塞总成和胶囊总成。

泵筒总成主要包括泵筒外套、衬套、胶囊总成支撑阀座、反馈液流动通道、单流阀、固定阀座和固定阀。泵筒总成是泵的主要结构，提供液体流动通道与反馈液流动通道，并在游动阀阀座上处设置2个以上胶囊总成支撑阀座，用以支撑胶囊环。在胶囊总成支撑阀座上处设有2个以上个反馈液流动通道，反馈液流动通道出口处设有单流阀，防止含有煤粉的液体进入反馈液流动通道或者胶囊总成。反馈液流动通道外为固定阀座，固定阀座上设有固定阀。

柱塞总成由上到下依次为游动阀、柱塞、阀罩、压杆和压环。柱塞总成也是排采泵的主要的部件。

胶囊总成主要包括胶囊环、弹簧、过滤网和单流阀。胶囊总成是该用于煤层气井排采防卡漏泵的核心部件。胶囊环由橡皮制成，保证其韧性与寿命。胶囊环内部设有2个以上弹簧，利用其弹性可以使胶囊环顶部随压环做上下运动，保证反馈液的吸入与排出。在胶囊环的内侧设有2个以上个反馈液进口，进口均包括过滤网和单流阀。过滤网用以防止煤粉进入胶囊总成，单流阀保证液体只能在胶囊环内侧流入胶囊环，避免下冲程时反馈液在该口流出。

本发明所能达到的技术效果是，利用压杆和压环与柱塞连接并做上下往复运动以及胶囊总成内弹簧的可压缩性，使胶囊总成不断的吸入液体与排出液体，排出的液体经反馈液流动通道冲洗落在固定阀座上的煤粉。上冲程时，排采杆带着柱塞向上运动，活塞上面的游动阀受管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下打开，从而吸入液体；同时，胶囊上面的压环脱离胶囊，胶囊在弹簧弹性的作用下膨胀起并经过滤网与单流阀吸入液体，将液体储存在胶囊内。下冲程时，排采杆带着柱塞向下运动，固定阀关闭，泵内压力大于柱塞上面液柱压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，此时泵排出液体；同时压杆和压环向下运动至接触胶囊总成时挤压胶囊总成，胶囊内液体被压缩至流动通道并经单流阀喷出，冲洗落在固定阀座上的煤粉颗粒，最终利用柱塞抽吸可排出煤粉。由此，柱塞上下往复运动一次，排采管式泵完成了一个抽吸周期，解决了煤粉埋泵、卡泵的问题。

本发明与现有技术比较具有以下有益效果：

(1)结构新颖、简单，利用反馈液冲洗阀座，有效避免煤粉卡泵；

(2)可靠性较高；

(3)成本低廉。

附图说明

图1为本发明整体结构图。

图2为泵筒结构图。

图3为柱塞总成结构图。

图4为胶囊总成结构图

图5为上冲程反馈液流进胶囊总成示意图

图6为下冲程反馈液流出胶囊总成示意图

主要元件标号说明：1-排采杆，2-泵筒，3-柱塞总成，4-胶囊总成，5-泵筒外筒，6-衬套，7-反馈液流动通道，8-阀座，9-单流阀，10-固定阀座，11-固定阀，12-游动阀，13-柱塞，14-阀罩，15-压杆，16-压环，17-橡皮胶囊环，18-上支撑压板，19-单流阀，20-弹簧，21-下支撑压板，22-过滤网。

具体实施方式

在图1中，用于煤层气井排采防卡漏泵由上而下依次为排采杆1、泵筒总成2、柱塞总成3和胶囊总成4。

在图1中，下泵前需要检查泵筒总成和柱塞总成的灵活度，保持柱塞和泵筒的润滑与清洁。下泵时首先将泵筒总成2和胶囊总成4一起下至井中设计深度，然后将柱塞总成3随抽采杆1下入井中；起泵时首先将柱塞忠诚3随抽采杆1取出，然后取出排采管即可取出泵筒总成2。

在图2中，排采泵的泵筒总成2接在排采管柱下端，包括泵筒外筒5，衬套6，反馈液流动通道7，阀座8，单流阀9，固定阀座10，固定阀11。泵筒总成2是泵的主要结构，提供液体流动通道与反馈液流动通道7，并在游动阀阀座上处设置2个以上胶囊总成支撑阀座8，用以支撑胶囊环17。在胶囊总成支撑阀座8上处设有反馈液流动通道7，反馈液流动通道7出口处设有单流阀9，防止含有煤粉的液体进入反馈液流动通道7或者胶囊总成4。反馈液流动通道7外为固定阀座10，固定阀座上设有固定阀11。

在图3中，柱塞总成3位于排采杆1下部。柱塞总成由上到下依次为游动阀12、柱塞13、阀罩14、压杆15和压环16。柱塞总成也是排采泵的主要的部件。

在图4中，胶囊总成4主要包括胶囊环17、上支撑板18、单流阀19、弹簧20、下支撑板21和过滤网22。胶囊总成4是该用于煤层气井排采防卡漏泵的核心部件。胶囊环17由橡皮制成，保证其韧性与寿命。胶囊环17内部设有2个以上弹簧20，利用弹簧20弹性可以使胶囊环17顶部随压环16做上下运动，保证反馈液的吸收与排出。在胶囊环17的内侧设有2个以上个反馈液进口，进口均包括过滤网22和单流阀19。过滤网22用以防止煤粉进入胶囊总成4，单流阀19保证液体只能在胶囊环17内侧流入胶囊环17，避免下冲程时反馈液在该口流出。

在图5中，上冲程时，排采杆带着柱塞向上运动，活塞上面的游动阀受管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下打开，从而吸入液体；同时，胶囊上面的压环脱离胶囊，胶囊在弹簧弹性的作用下膨胀起并经过滤网与单流阀吸入液体，将液体储存在胶囊内。

在图6中，下冲程时，排采杆带着柱塞向下运动，固定阀关闭，泵内压力大于柱塞上面液柱压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，此时泵排出液体；同时支杆和压环向下运动至接触胶囊总成时挤压胶囊总成，胶囊内液体被压缩至流动通道并经单流阀喷出，冲洗落在固定阀座上的煤粉颗粒，最终利用柱塞抽吸可排出煤粉。柱塞上下往复运动一次，排采管式泵完成了一个抽吸周期，解决了煤粉埋泵、卡泵的问题。

Claims (6)

1.一种用于煤层气井排采防卡漏泵，由上而下依次为泵筒总成、柱塞总成和胶囊总成三部分，柱塞总成装在排采杆下部并随排采杆做往复运动，其特征在于：泵筒包括内泵筒与反馈液流动通道；柱塞总成与上部排采杆相连，柱塞总成上包括可随柱塞总成上下往复运动的压杆和压环；胶囊总成固定在内泵筒的阀座上，胶囊总成包含胶囊环，胶囊总成内有可压缩的弹簧，该弹簧固定于上支撑压板与下支撑压板之间，通过压环和胶囊总成的作用，胶囊总成可以吸收和排出反馈液；反馈液流动通道的开设方式为，其进口与胶囊总成连接，出口与单流阀连接；反馈液流动通道与胶囊总成的配合关系为，胶囊总成内液体被压缩至反馈液流动通道并经单流阀喷出，冲洗落在固定阀座上的煤粉颗粒。

2.根据权利要求1所述的用于煤层气井排采防卡漏泵，其特征在于，压杆上部与柱塞总成相连接，压杆下部与压环连接。

3.根据权利要求1所述的用于煤层气井排采防卡漏泵，其特征在于，胶囊环固定于内泵筒的阀座上，外侧与反馈液流动通道连接，内侧有液体流入胶囊环的过滤网与单流阀。

4.根据权利要求1所述的用于煤层气井排采防卡漏泵，其特征在于，胶囊环内含有2个以上可压缩弹簧，弹簧固定于上支撑压板与下支撑压板之间。

5.根据权利要求1所述的用于煤层气井排采防卡漏泵，其特征在于，反馈液流动通道出口设有单流阀，防止含有煤粉的液体流入反馈液流动通道或者胶囊总成。

6.根据权利要求1所述的用于煤层气井排采防卡漏泵，其特征在于，固定于内泵筒阀座上的胶囊环壁是一种波纹管。