一种液力引流泵及其气井开采方法 |
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| 申请号 | CN202310324817.3 | 申请日 | 2023-03-29 | 公开(公告)号 | CN116357270A | 公开(公告)日 | 2023-06-30 |
| 申请人 | 新疆赢华石油技术服务有限公司; | 发明人 | 杜智超; 隆贤文; 秦贺; 李成成; 温磊磊; 杜宝华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种液 力 引流 泵 及其气井开采方法，涉及气井开采技术领域，液力引流泵包括：空芯抽油杆设置在油管内与高压 水 泵连接，将高压水泵形成的动力液通过所述空芯抽油杆进入引流器；引流器设置在空芯抽油杆的下端，且，所述空芯抽油杆插入所述引流器中，所述引流器具有引 流管 ，所述引流管的底端入口口径大于顶端出口口径；动力液通过 动力端 喷射器喷入引流器中，由所述引流管的底端入口进入，再从引流管的顶端出口喷出，形成 负压 仓，使得高流速对 地层 低流速的水完成引流，解决 现有技术 中 天然气 或 煤 层气开采中水封高度难以控制从而影响开采效果的技术问题。达到通过调整高压水泵的压力实现对水封高低进行按需调整，有效提高气井产气量的技术效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种液力引流泵，其特征在于，所述液力引流泵应用于天然气、煤层气开采，所述液力引流泵包括： |
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| 说明书全文 | 一种液力引流泵及其气井开采方法技术领域[0001] 本发明涉及气井开采技术领域，尤其涉及一种液力引流泵及其气井开采方法。 背景技术[0002] 天然气或煤层气储存于地下，孔隙或裂缝中，并伴随有层间水或地下水，在气体开采中需排水采气，当水量较大时，在井筒中形成，静水柱压强就对地层气，形成了水封，阻挡气体产出，严重的影响了单井产气量，当静水柱压强过小时，生产压差就过大，地层裂缝式毛细管孔隙中，砂或煤粉尘排出量大，在井筒内沉积，出砂或粉尘量大，易卡泵和堵塞供气通道。 [0003] 天然气或煤层气井在开采中，多为自喷或抽吸开采，在抽吸开采中，抽吸量快慢，决定水柱承压大小，但水封高度控制难，就影响了气体的产量。需要合理的降水封，但水封高，产气量低，水封小，易出砂，如何进行水封高度的有效控制是开采中遇到的难题。 发明内容[0005] 鉴于上述问题，本申请提供了一种液力引流泵及其气井开采方法。 [0006] 第一方面，本申请提供了一种液力引流泵，所述液力引流泵应用于天然气、煤层气开采，所述液力引流泵包括：空芯抽油杆，所述空芯抽油杆设置在油管内，并与高压水泵连接，将高压水泵形成的动力液通过所述空芯抽油杆进入油管底部；引流器，所述引流器设置在所述空芯抽油杆的下端，且，所述空芯抽油杆插入所述引流器中，所述引流器具有引流管，所述引流管的底端入口口径大于顶端出口口径；动力端喷射器，所述动力端喷射器设置在所述空芯抽油杆的底端，所述动力液通过所述动力端喷射器喷入所述引流器中；负压仓，所述负压仓位于所述空芯抽油杆与空油管之间，且，所述负压仓与所述引流管的顶端出口连接；其中，所述动力液由所述引流管的底端入口进入，再从引流管的顶端出口喷出，形成所述负压仓。 [0007] 优选的，所述液力引流泵还包括：套管，所述套管设置在所述油管外围，且，所述套管与所述油管之间存在间隙。 [0008] 优选的，所述空芯抽油杆相对于所述油管可径向移动。 [0009] 优选的，所述引流管为多个。 [0010] 优选的，所述引流管的顶端出口的直径为3‑15mm。 [0011] 优选的，所述空芯抽油杆为φ36‑48㎜。 [0012] 优选的，所述空芯抽油杆为具有一定韧性。 [0013] 优选的，所述高压水泵的排量可调整，其中，排量为0‑150m3/d。 [0014] 第二方面，本申请还提供了一种液力引流泵的气井开采方法，所述方法应用于第一方面所述液力引流泵，所述方法包括：根据气井沉没度大小，将空油管下至预定位置，其中，所述预定位置与气井沉没度大小相匹配；将液力引流泵下入所述空油管中，至空油管底部；通过地面高压水泵将动力液泵入所述液力引流泵的空芯抽油杆中，作为引流动力液进入引流器，以形成静水柱；根据气井开采需求，调整所述高压水泵的压力大小，及所述引流动力液的负压大小同步调整，改变静水柱高低，完成气井动液面的控制。 [0015] 优选的，所述方法还包括：将所述液力引流泵下入至气井砂式粉尘堆积处；利用所述液力引流泵将砂式粉尘引流至地面进行清砂。 [0016] 本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点： [0017] 本申请提供的技术方案通过所述空芯抽油杆与高压水泵连接，将高压水泵形成的动力液通过所述空芯抽油杆进入引流器中，由所述引流管的底端入口进入，再从引流管的顶端出口喷出，在所述空芯抽油杆与空油管之间形成所述负压仓，在负压仓的作用下，引动低压、低流速地层液进入负压仓，形成混合液高低压液体混合后，在快流速的作用下，将液体举升至地面，通过调整高压水泵的压力大小从而实现了水封高低的调整，达到了对水封高低的设计要求，有效提高气井产气量的技术效果。从而解决了现有技术中天然气或煤层气开采中水封高度难以控制从而影响开采效果的技术问题。 [0018] 上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。 [0020] 图1为本申请实施例提供的一种液力引流泵的结构示意图； [0021] 图2为本申请实施例中液力引流泵的管柱地层示意图； [0022] 图3为本申请实施例中液力引流泵开采设置的地层示意图； [0023] 图4为本申请实施例提供的一种液力引流泵的气井开采方法的流程示意图。 [0024] 附图标记说明：油管1，空芯抽油杆2，引流器3，负压仓4，引流管的底端入口5，引流管的顶端出口6，液力引流泵10，采油树20，过滤水箱30，计量站40，过滤器31，高压增压泵32，气液分离器33。 具体实施方式[0025] 本申请通过提供一种液力引流泵及其气井开采方法，用以针对解决现有技术中天然气或煤层气开采中水封高度难以控制从而影响开采效果的技术问题。达到了对水封高低进行按需调整，有效提高气井产气量的技术效果。 [0026] 本申请技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。 [0027] 下面，将参考附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部。 [0028] 实施例一 [0029] 如图1所示，本申请提供了一种液力引流泵，所述液力引流泵应用于天然气、煤层气开采，为天然气、煤层气的专用液力引流泵10，所述液力引流泵10包括：空芯抽油杆2、引流器3、动力端喷射器、负压仓4。 [0030] 所述空芯抽油杆2设置在油管1内，并与高压水泵连接，将高压水泵形成的动力液通过所述空芯抽油杆2进入油管底部。 [0031] 具体的，通过高压水泵为动力液提供压力，高压水泵的压力可调，通过高压水泵的压力调整实现对动力液压力的调整，其中，动力液为清水、或地层产出污水均可。高压水泵形成高压、快速动力液通过空芯抽油杆2进入位于油管底部的引流器3中。 [0032] 所述引流器3设置在所述空芯抽油杆2的下端，且，所述空芯抽油杆2插入所述引流器3中，所述引流器3具有引流管，所述引流管的底端入口5口径大于顶端出口6口径。 [0033] 所述动力端喷射器设置在所述空芯抽油杆2的出口端，所述动力液通过所述动力端喷射器喷入所述引流器3中。 [0034] 进一步的，所述引流管为多个，优选为3个。 [0035] 进一步的，所述引流管的顶端出口6的直径为3‑15mm。 [0036] 具体的，动力液经高压水泵附压后，成为高压动力液通过空芯抽油杆2进入至引流器3中，通过引流器3中设置的多个，优选为3个引流管，喷射形成负压仓，与地层产出液混合高压动力液从引流管的底端入口5进入，通过引流管的顶端出口6喷射，其中，引流管为下宽上窄的锥形结构，便于进行高压喷射，同时顶端出口6的直径为3‑15mm，大于砂粒度的数倍，不会出现堵砂的情况。 [0037] 所述负压仓4位于所述空芯抽油杆2与空油管1之间，且，所述负压仓4与所述引流管的顶端出口6连接；其中，所述动力液由所述引流管的底端入口5进入，再从引流管的顶端出口6喷出，形成所述负压仓4。 [0038] 具体的，高压、快速动力液，进入引流器3后，经液力引流泵的动力端喷射器，喷入空油管1，在空油管1与空芯抽油杆2之间形成负压仓4，引流器形成负压后，使高流速的对地层低流速的水完成引流，地层水流速加快后，就加快了地层砂及煤粉尘的产出加大，但引流器的引流喷射口口径大可将地层砂或煤粉尘喷射入空芯杆与油管之间并举升至地层；在引流器的作用下，井下永无堵塞、气锁，引流水为地层产出水，经地面砂水分离箱，过滤分离砂或粉尘经沉砂槽沉积清除。而过滤后的水经高压泵，泵入空芯抽油杆内，经引流器形成引流。经过上述过程完成高压、高流速液体，对低压低流速地层液形成引流，引流量的大小，压力高低决定液体引流泵的喷射力大小，就决定了单井液柱大小。不用抽油机，就可完成排液采气，降低气井静水柱压强就提高单井产气量。 [0039] 其中，在负压仓的作用下，引动低压、低流速地层液进入负压仓，形成混合液高低压液体混合后，在快流速的作用下，将液体举升至地面，从空油管中返至地面。通过调整高压水泵的压力实现对动力液压力的调整，从而可以改变水封的高低，实现对采气量的调整控制。达到了对水封高低进行按需调整，有效提高气井产气量的技术效果。从而解决了现有技术中天然气或煤层气开采中水封高度难以控制从而影响开采效果的技术问题。 [0040] 进一步的，所述液力引流泵10还包括：套管，所述套管设置在所述油管1外围，且，所述套管与所述油管1之间存在间隙。 [0041] 具体的，液力引流泵10在引流开采时，高压动力液由空芯抽油杆2进入引流器3，与地层产出液混合后再由油管1返至地面，而气体则由油管1与套管之间的套环间隙升至地面，相互不影响，保证了气井的有效开采。 [0042] 进一步的，所述空芯抽油杆2相对于所述油管1可径向移动。 [0043] 具体的，当需要对液力引流泵10进行检修时，只需要上提空芯抽油杆2，就可以完成检修和更换，不用动用油管管柱，费用低，检修便捷。 [0044] 进一步的，所述空芯抽油杆2为具有一定韧性材料制成。 [0045] 具体的，空芯抽油杆2的韧性强、直径小，在气井深处可下过造斜段、也可下入水平段，能够进入气井积砂处进行清砂处理，解决气井出砂，粉尘严重堵塞通道问题。 [0046] 进一步，液力引流泵10可清除井筒内的沙粒或粉尘堵塞，单井在生产过程中砂或粉尘，各种沉积堵塞程度不同，堵塞点不同可根据甲方要求，分段延长空芯抽油杆2长度，对直井、定向井、水平井，进行清理解堵处理。 [0047] 进一步的，所述空芯抽油杆2为φ36‑48㎜。 [0048] 进一步的，所述高压水泵的排量可调整，其中，排量为0‑150m3/d。 [0049] 优选的，液力引流泵10的技术参数为： [0050] 引流泵工作筒φ102㎜*0‑6000m、取油管型号为2又7/8‑3又1/2、引流泵排量0‑3 150m/d(可调)、动力液最高扬程5‑45MPa、液力引流泵下深≥6000米、动力液沉砂粉尘分离罐6㎡‑20㎡、动力液泵电机17千瓦‑75千瓦、引入动力液空芯杆φ36‑48㎜、喷射嘴5‑15㎜。 [0051] 实施例二 [0052] 本申请实施例提供了一种液力引流泵的气井开采方法，利用实施例一中液力引流泵进行气井开采的实现过程，如图4所示，为一种液力引流泵的气井开采方法的流程示意图，所述方法包括： [0053] S10：根据气井沉没度大小，将空油管下至预定位置，其中，所述预定位置与气井沉没度大小相匹配； [0054] S20：将液力引流泵10与所述空油管相连，至空油管1底部设计位置； [0055] S30：通过地面高压水泵将动力液泵入所述液力引流泵10的空芯抽油杆2中，作为引流动力液进入引流器3，以形成高、低压引流，形成喷射； [0056] S40：根据气井开采需求，调整所述高压水泵的压力大小，及所述引流动力液的负压大小同步调整，改变静水柱高低，降低静水柱压强对地层气的压制完成气井开采量的控制。 [0057] 具体的，根据产气井沉没度大小，按甲方需求设计，将空油管1下至预定位置，在空油管1内，带液力引流泵10的空芯抽油杆2至油管1底部，插入底部的引流器3中。地面利用高压水泵，将清水或污水为动力液，泵入空芯抽油杆2内，作为引流动力液进入液力引流泵10，经液力引流泵10的动力端喷射器喷入空油管2中，在空油管与空芯抽油杆之间，形成负压仓，完成高压，高流速引流液，引流水为地层产出水，通过高压高流速的对低压低流速地层液形成引流，引流量的大小，压力高低决定液体引流泵的喷射力大小，就决定了单井产量大小，不用抽油机，就可完成排液采气，降低气井静水柱压强就提高单井产气量。通过调整动力液的压强大小，来调整静水柱即水封的高低，从而实现对气井采气量的控制。达到了对水封高低进行按需调整，有效提高气井产气量的技术效果。从而解决了现有技术中天然气或煤层气开采中水封高度难以控制从而影响开采效果的技术问题。 [0058] 利用液力引流泵10进行气井开采时，其开采设置的地层示意图如图3所示，将液力引流泵10与采油树20连接，放置于提前设置的采气套管中，按照甲方单井沉没度的要求，设定至对应的位置，根据采气量的需求，调整负压大小，抽吸力强，井底不易形成砂堵。静水柱压强小，可使地层气快速产出，加大单井产气量。油管与空芯杆之间的静水柱压强由负压仓承受，不对地层造成压强。 [0059] 同时液力引流泵10的液体输出端在地面与过滤水箱30连接，过滤水箱30与气液分离器33、过滤器31连接，如图2所示，地层产出液可经地面，沉降罐，利用气液分离器33进行气、液、砂及粉尘的分离，砂及粉尘径沉积罐沉积，沉积清除或粉尘后通过杂质沙过滤器31过滤液体进入，水罐供高压增压泵32，二次利用，多余部分也可泵入外输线，进行气、液输送至终点计量站40。砂可定量清除。形成良性循环后，降低静水柱压强也增加了单井产量。 [0060] 进一步的，所述方法还包括： [0061] S50：将所述液力引流泵10下入至气井砂式粉尘堆积处； [0062] S60：利用所述液力引流泵10将砂式粉尘引流至地面进行清砂。 [0063] 具体的，在气井正常生产过程中，水封小则产气量大，地层砂、压裂砂或煤粉尘排出量过大，易泵卡，供液管道中易形成砂堵或煤粉尘堵塞，严重的影响了供气通道流速造成单井产气量过低，甲方需排砂或排出煤粉尘，清通供气通道，但成本高。本申请利用液力引流泵的气井开采方法，能够通过高压水泵对水封的高度进行调整，提高气井开采量，且引流器的通道大不会出现砂堵的情况，同时液力引流泵10由于具有韧性还能够可下过造斜段、也可下入水平段，对气井中的地层砂进行定期清除，有效解决了现有技术中供气通道出现堵塞清理难度大、成本高的问题。 [0064] 综上所述，本申请实施例公开的一种液力引流泵及其气井开采方法，具有如下技术效果： [0065] 1.通过地面的高压水泵将动力液注入引流器中，通过高压、快速动力液进入引流器后，在负压仓的作用下，引动低压、低流速地层液进入负压仓，形成高低压混合液，在快流速的作用下，将液体举升至地面，通过调整高压水泵的压力大小，实现对水封高低的调整，从而提高气井的开采量。 [0066] 2.通过高压动力液由空芯抽油杆入引流器，与地层产出液混合后由油管返至地面，气体由油管与套管之间的套环空间升至地面，实现了气、液分离，保证了气井的开采量。 [0067] 3.引流器的内部通道大，引流管的顶端出口的口径远大于砂的粒度，避免堵塞，不会发生气锁。 [0068] 4.液力引流泵与油管之间可移动，当出现故障时，无需动用管柱，只需要将空芯抽油杆上提便可检修或更换，简化了维修过程，提高了采气工作效率。 [0069] 5.空芯抽油杆直径小、韧性大，可下过造斜段，也可以下入水平段，对气井中的砂式粉尘进行清除，解决了气井出砂，粉尘严重堵塞通道的问题。 [0070] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽广的范围。 |
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