CN204113131U - 一种煤层气井用螺杆泵管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤层气井用螺杆泵管柱，用于煤层气井的排液作业，所述煤层气井用螺杆泵管柱包括：抽油杆柱、井下油管柱和套管。本实用新型通过将煤层以下的各部件都选用四周密封的结构，且末端连接大口径的喇叭口，使得井底的煤沙等物不容易堵塞在井下油管柱底部的四周，因此本实用新型能够在煤层气井内深入到足够深的位置，使得螺杆泵能够抽进来足够比例的液体给螺杆泵以润滑、冷却，因而减少了螺杆泵内部件的摩擦发热造成的烧泵等现象，减少了设备损伤；停井时，第二平式油管内设置有单流阀，使得井内的液体只能从下往上单向流过单流阀，因此避免了液体的回落而对煤储层内的压力平衡的破坏，使得排液作业顺利进行，提高了施工效率。

Description

一种煤层气井用螺杆泵管柱

技术领域

本实用新型涉及煤层气采气工艺领域，特别涉及一种煤层气井用螺杆泵管柱。

背景技术

煤层气井在采气之前需要先将煤层当中的液体排出，降低煤层压力，使煤层气的采收率更高，该过程称为煤层气井的排液作业。

目前，常规的排液作业是将抽油泵与油管连接，油管底部连接筛管，筛管四周设有很多筛孔，筛管底部由丝堵堵住，将油管、筛管和抽油泵下入到煤层气井中，通过抽油泵提供动力，井内液体通过筛管四周的筛孔进入油管后，上升至煤层气井的井口，再从井口抽取出来；由于煤层气井在排液作业时，煤层以下随深度的增加，液体中混合的煤层气的含量减少，而煤粉和细沙等物增多，因此井底的细沙和煤粉较多，而筛管四周的筛孔的孔径一般较小，限制了液体通过筛孔时的流量，因此细沙和煤粉容易在此处堆积并聚集，慢慢就会堵塞、埋住筛管，因此筛管不能够下入煤层以下较深的含较多液体的区域，只能够下入到煤层以下约为5m-10m的气体含量较大的气液混合区域。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于筛管位于气液混合区域，所以抽取出来的液体往往带有一定比例的煤层气，这种气液混合物流经抽油泵内部的时候，容易使抽油泵得不到足够的液体的润滑，从而容易发生抽油泵内部件之间的摩擦发热，引起烧泵现象，造成抽油泵的损伤；而且，当抽油泵需要暂停运转时，油管内的液体失去上升的动力，就会从油管中回落至井下，容易破坏煤储层内的压力平衡，从而影响排液作业的进行，降低生产效率。

实用新型内容

为了解决现有技术的排液作业中的易发生烧泵现象和液体回落破坏煤储层内的压力平衡的问题，本实用新型实施例提供了一种煤层气井用螺杆泵管柱。所述技术方案如下：

一种煤层气井用螺杆泵管柱，用于煤层气井的排液作业，所述煤层气井用螺杆泵管柱包括：抽油杆柱、井下油管柱和套管，所述套管设置在所述煤层气井中，且套装在所述井下油管柱外部；

所述井下油管柱包括自上向下顺次连接的第一平式油管、螺杆泵、平式油管短节、油管锚、第二平式油管和喇叭口，所述抽油杆柱位于所述第一平式油管内部，所述抽油杆柱包括自上而下顺次连接的抽油杆、抽油杆短节、变扣短接头，所述抽油杆的上端与抽油杆光杆连接，且所述变扣短接头与所述螺杆泵的转子连接；

所述喇叭口到所述煤层气井中煤层的底端的距离为20m-25m；

所述第二平式油管内设置有单流阀，所述煤层气井内的液体从下向上通过所述单流阀，且单向流通至所述煤层气井的井口。

具体地，所述抽油杆短节的直径、所述抽油杆的直径与所述抽油杆光杆的直径相等，且均为25mm。

进一步地，所述变扣短接头的上端的直径为25mm，所述变扣短接头的下端与所述螺杆泵的转子连接，且所述变扣短接头的下端的直径与所述螺杆泵的转子的直径相等，且均为38mm。

进一步地，所述第一平式油管的直径、所述平式油管短节的直径、所述第二平式油管的直径与所述喇叭口的上端的直径相等，且均为73mm。

可选地，所述喇叭口的下端的直径为89mm。

可选地，所述油管锚的外径为124.26mm。

进一步地，所述油管锚位于所述煤层的底端以下5m。

可选地，所述抽油杆短节的长度为2m。

可选地，所述套管在靠近所述井口的位置设置有排气口。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型通过抽油杆柱连接的螺杆泵的转子转动，使井内的液体从井下油管柱的下端进入并经过井下油管柱再排出至井外，井内的煤层气通过井下油管柱与套管之间的环形空间向上被排出井外；其中，井下油管柱的末端连接有口径较大的喇叭口，使得井内的液体能够大排量地从喇叭口进入井下油管柱并排出至井外，使井底的细沙和煤粉在流量较大的液体的冲击下不容易在喇叭口的周围堆积，因此本实用新型能够在煤层气井内深入到气液混合区域以下更深的位置，即含较多液体的区域，使得螺杆泵能够抽取足够比例的液体给螺杆泵以润滑以及冷却，因而减少了螺杆泵的摩擦发热造成的烧泵现象，降低了设备的损伤；停井时，由于本实用新型在喇叭口上部的第二平式油管内设置有单流阀，使得井内的液体被抽上去之后就不能够反向回流至单流阀以下，即避免了液体的回落现象，因此避免了回落液体对煤储层内的压力平衡的破坏，从而使得排液作业顺利进行，提高了施工效率。

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是本实用新型实施例提供的煤层气井用螺杆泵管柱的结构示意图；

其中：1抽油杆光杆，2套管，3抽油杆，4抽油杆短节，5变扣短接头，6第一平式油管，7转子，8螺杆泵，9平式油管短节，10油管锚，11单流阀，12第二平式油管，13喇叭口，14煤层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种煤层气井用螺杆泵管柱，用于煤层气井的排液作业，所述煤层气井用螺杆泵管柱包括：抽油杆柱、井下油管柱和套管2，所述套管2设置在所述煤层气井中，且套装在所述井下油管柱外部；

所述井下油管柱包括自上向下顺次连接的第一平式油管6、螺杆泵8、平式油管短节9、油管锚10、第二平式油管12和喇叭口13，所述抽油杆柱位于所述第一平式油管6内部，所述抽油杆柱包括自上而下顺次连接的抽油杆3、抽油杆短节4、变扣短接头5，所述抽油杆3的上端与抽油杆光杆1连接，且所述变扣短接头5与所述螺杆泵8的转子7连接；

所述喇叭口13到所述煤层气井中煤层14的底端的距离为20m-25m；

所述第二平式油管12内设置有单流阀11，所述煤层气井内的液体从下向上通过所述单流阀11，且单向流通至所述煤层14气井的井口。

其中，第一平式油管6、平式油管短节9、第二平式油管12都是四周密封的平式油管，其直径相等、长度各异，第一平式油管6从煤层气井的井口连接至井内螺杆泵8上，抽油杆3光杆1位于井口以上，并与抽油杆3连接；

使用本实用新型进行煤层气井的排液作业时，先往井内下入套管2，再下入井下油管柱和抽油杆柱，直到井下油管柱的末端的喇叭口13深入到煤层14的底端以下20m-25m为止，再开启螺杆泵8，螺杆泵8内的转子7在螺杆泵8内高速转动，造成低压，从而抽取井内的液体，使液体从喇叭口13进入，并从下往上经过单流阀11、第二平式油管12、油管锚10、平式油管短节9、螺杆泵8和第一平式油管6单向流通至井口，再从井口排出，同时，井内的煤层气通过井下油管柱与套管2之间的环形空间向上被排出井外，完成煤层气井的排液作业；

其中，当停井时，即螺杆泵8停止运行时，由于第二平式油管12内设置有单流阀11，使得单流阀11上方的液体不能够回落至单流阀11以下，因此避免了液体回落到井内的煤层14中对煤层14的整体压力平衡造成破坏，使得排液作业能够顺利地进行，提高了施工效率；而且，避免液体回落现象之后，施工当中可以对螺杆泵8进行更多次的暂停休息，因而降低了电能消耗，并且延长了螺杆泵8的使用寿命；

本实用新型采用的井下油管柱从井口位置到井下油管柱的末端，采用的结构为：第一平式油管6、螺杆泵8、平式油管短节9、油管锚10、第二平式油管12和喇叭口13，各个部件顺次密封连接，其中，井下油管柱的末端设置的喇叭口13的直径较大，且远大于筛管上的筛孔，使得井内的液体能够大排量地从喇叭口13进入井下油管柱并排出至井外，因此井底的细沙和煤粉在流量较大的液体的冲击下不容易在喇叭口13的周围堆积，于是本实用新型能够下入到煤层14的底端以下20m-25m的深度，且避开了上方的煤层气和液体混合、且煤层气所占比例较高的气液混合区域，而在煤层14的底端以下20m-25m这个深度的位置，井内的液体中煤层气所占的比例很小，为含较多液体的区域，因此，在排液过程中，该区域的液体从喇叭口13的下端口进入，单向流至螺杆泵8内时，能够给螺杆泵8以足够的液体润滑以及冷却，减少了高速运转的螺杆泵8因液体不足、气体比例过大造成的部件磨损以及烧泵等现象，维护了设备的安全和施工的顺利进行；

本实用新型实施例中，发明人将本实用新型应用到了煤层气排液作业中，比如：沁15-30-50井，使用本实用新型后，将螺杆泵8下至670m，实行间开制度，即开井8小时、关井16小时，达到日产液0.29方，日产气600方，并持续稳定生产，而且井底的流体压力保持稳定，时至2014年5月12日，该井已正常生产407天，并且仍保持正常运行。

如图1所示，具体地，所述抽油杆短节4的直径、所述抽油杆3的直径与所述抽油杆光杆1的直径相等，且均为25mm。

如图1所示，进一步地，所述变扣短接头5的上端的直径为25mm，所述变扣短接头5的下端与所述螺杆泵8的转子7连接，且所述变扣短接头5的下端的直径与所述螺杆泵8的转子7的直径相等，且均为38mm。

其中，抽油杆光杆1、抽油杆3、抽油杆短节4、变扣短接头5、螺杆泵8的转子7顺次连接，抽油杆光杆1、抽油杆3、抽油杆短节4三者的直径相等，且都为25mm，变扣短接头5用于抽油杆短节4与螺杆泵8的转子7之间的过渡连接，因此，其上端的直径与抽油杆光杆1、抽油杆3、抽油杆短节4三者的直径相等，下端的直径与螺杆泵8的转子7的直径相等，为38mm，这些部件选择的规格，适用于大多常规的煤层气井，因此，各部件的更换更方便，使得本实用新型非常实用。

如图1所示，进一步地，所述第一平式油管6的直径、所述平式油管短节9的直径、所述第二平式油管12的直径与所述喇叭口13的上端的直径相等，且均为73mm。

可选地，所述喇叭口13的下端的直径为89mm。

其中，喇叭口13的上、下两端均为开口，其上端口直径小于下端口，该上端口与第一平式油管6、平式油管短节9和第二平式油管12顺次连接，且直径均为73mm，下端口直径为89m下端口较大，使得喇叭口13不太容易被井底的煤粉、细沙等物堵塞住，从而影响施工的顺利进行；这些直径的选择，适用于大多常规的煤层气井，各部件更换方便，非常实用。

可选地，所述油管锚10的外径为124.26mm。

其中，油管锚10用于井下油管柱的锚定，可以改善井下油管柱的受力状态，提高其承压能力，控制井下油管柱的伸缩，减少冲程损失和漏失，提高泵效并延长使用寿命；选用外径为124.26mm的油管锚10，配合73mm的平式油管短节9和第二平式油管12使用，效果更好，并且适用于大多常规的煤层气井。

进一步地，所述油管锚10位于所述煤层14的底端以下5m。

其中，井下油管柱末端的喇叭口13下入到煤层14的底端以下20m-25m时，井下油管柱在煤层14以下的部分的总长较长，而将油管锚10的位置设定在煤层14底端以下5m处，可以使得井下油管柱在煤层14以下的部分能够很稳定的锚定，提高了泵效。

可选地，所述抽油杆短节4的长度为2m。

其中，抽油杆短节4用于微调抽油杆3的总长，当抽油杆3与变扣短接头5、螺杆泵8之间还差一点距离时，可用抽油杆短节4进行该距离的补充，根据实际当中的应用，抽油杆短节4的长度选择2m，较符合实际需要。

可选地，所述套管2在靠近所述井口的位置设置有排气口。

其中，井内的液体经过井下油管柱排至井外时，煤层气通过井下油管柱与套管2之间的环形空间向井口排出，通过井口的排气口排出至井外的煤层气处理装置内，这种气液分别处理的形式，避免了煤层气的浪费。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种煤层气井用螺杆泵管柱，用于煤层气井的排液作业，其特征在于，所述煤层气井用螺杆泵管柱包括：抽油杆柱、井下油管柱和套管，所述套管设置在所述煤层气井中，且套装在所述井下油管柱外部；

所述井下油管柱包括自上向下顺次连接的第一平式油管、螺杆泵、平式油管短节、油管锚、第二平式油管和喇叭口，所述抽油杆柱位于所述第一平式油管内部，所述抽油杆柱包括自上而下顺次连接的抽油杆、抽油杆短节、变扣短接头，所述抽油杆的上端与抽油杆光杆连接，且所述变扣短接头与所述螺杆泵的转子连接；

所述喇叭口到所述煤层气井中煤层的底端的距离为20m-25m；

所述第二平式油管内设置有单流阀，所述煤层气井内的液体从下向上通过所述单流阀，且单向流通至所述煤层气井的井口。

2.根据权利要求1所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述抽油杆短节的直径、所述抽油杆的直径与所述抽油杆光杆的直径相等，且均为25mm。

3.根据权利要求2所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述变扣短接头的上端的直径为25mm，所述变扣短接头的下端与所述螺杆泵的转子连接，且所述变扣短接头的下端的直径与所述螺杆泵的转子的直径相等，且均为38mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述第一平式油管的直径、所述平式油管短节的直径、所述第二平式油管的直径与所述喇叭口的上端的直径相等，且均为73mm。

5.根据权利要求4所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述喇叭口的下端的直径为89mm。

6.根据权利要求5所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述油管锚的外径为124.26mm。

7.根据权利要求6所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述油管锚位于所述煤层的底端以下5m。

8.根据权利要求7所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述抽油杆短节的长度为2m。

9.根据权利要求8所述的煤层气井用螺杆泵管柱，其特征在于，所述套管在靠近所述井口的位置设置有排气口。