[发明专利]排砂排煤粉采气的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械传输领域，具体涉及一种排砂排煤粉采气的方法及其装置。

背景技术

煤层气是煤在生成过程中的一种伴生物，是利用价值很高的优质洁净新能源。随着社会的不断发展，由于对开发利用能源造成的环境污染问题也日趋重视，因此煤层气也得到了人们越来越多的关注和需求；在我国，煤层气已被纳入推动能源生产和消费革命的重要载体。

由于煤储层的特殊性决定了煤层气井排采作业的核心任务之一为煤粉管理，而我国煤层气开采目前处于初级阶段，排采的主要方式是稳压排采、机抽为主，排采设备主要为移植常规有杆抽油系统。由于主要为移植采油设备，在煤层气井排采现场应用中，存在还诸多不适应的问题；例如，有杆泵在前期排采中能排出少量的煤粉，但在稳产及后期的低排量条件下，却无法有效地排出煤粉。而煤粉质量分数超标是导致卡泵停机的主要原因，井筒中的煤粉引起卡泵，进而需要修井作业、严重影响了煤层气井的连续生产。由于压力的作用，煤层中的地层砂和煤粉很容易进入抽采泵的吸入口，导致增加抽采泵的故障率、缩短修井周期，对气井生产动态产生负面影响、增加了排采成本。中国实用新型专利申请CN2014200756781公开了一种煤层气井防煤粉泵，其结构为吸入阀、柱塞、连接、分流接头从上至下依次连接、上接头、外筒、分流接头、下接头从上至下依次连接，外筒与泵筒之间形成沉粉环空。该煤层气井防煤粉泵利用沉粉环空通过分流接头上的沉粉通道与下接头的内部相通，使煤粉通过此通道沉入下接头之下的尾管里，以避免煤粉堆积在排出阀和柱塞上。该实用新型专利为了实现煤粉排出，在泵中增加了多个结构和接头、增加了每个部件之间的运动磨损，且煤粉沉积在尾管里，还需要在下次作业时提出清除，增加了工作程序。而且其还是利用有杆设备，会存在管杆偏磨的问题。

发明内容

本发明需要解决的现有技术的问题是：现有技术不能利用简单的结构装置通过简易的操作来排出煤层中的煤粉和地层砂，避免因为卡泵和管杆偏磨而增加设备故障率、缩短修井周期。

具体来说，本发明提出了如下技术方案。

本发明提供一种排砂排煤粉采气装置，包括地面装置、连接装置和井下装置，所述地面装置、连接装置、井下装置顺序接通；其特征在于：所述连接装置包括井下动力液管和返液管，所述井下装置包括水力射流泵；所述井下动力液管的下端和所述返液管的下端均与所述水力射流泵的上端连通，所述井下动力液管的上端与所述地面装置连通。

优选的是，所述井下装置包括尾管，所述尾管的上端与所述水力射流泵下端连通。

优选的是，所述井下动力液管和返液管并列设置在所述水力射流泵的上端。

优选的是，所述井下动力液管和返液管内外或外内相套设置在所述水力射流泵的上端。

优选的是，所述地面装置包括地面动力站和井口装置，所述井下动力液管的上端通过井口装置与所述地面动力站连通。

优选的是，所述排砂排煤粉采气装置包括采气管，所述采气管的下端伸至井筒内、上端口高于地面。

优选的是，所述排砂排煤粉采气装置包括封闭层，所述封闭层设置在所述水力射流泵与所述尾管之间。

本发明还提供一种使用本发明的排砂排煤粉采气装置进行排砂排煤粉采气的方法，包括如下步骤，

(1)井筒内上端与地面装置连通的井下动力液管，将所述地面装置中的动力液输送至与所述井下动力液管下端连通的井下装置的水力射流泵中，推动所述水力射流泵工作；

(2)所述水力射流泵将煤层的煤粉和地层砂吸入所述井下装置中，使所述煤粉和所述地层砂完全混入所述动力液中；

(3)所述水力射流泵产生压力，通过与所述水力射流泵连通的所述连接装置的返液管将混入所述煤粉和所述地层砂的所述动力液输送至地面。

优选的是，所述排砂排煤粉采气装置所述地面装置包括地面动力站和井口装置，所述井下动力液管的上端通过井口装置与所述地面动力站连通；所述地面装置的地面动力站产生动力液，所述地面动力站通过与其连通的所述井下动力液管将所述动力液输送至所述水力射流泵中；所述地面装置通过其井口装置控制所述地面动力站与所述连接装置连通。

优选的是，所述排砂排煤粉采气装置包括采气管，所述采气管的下端伸至井筒内、上端口高于地面；

包括步骤(5)，煤层气通过伸入井筒内的采气管被输送至地面。