[发明专利]一种自动排水采气方法和装置

说明书

本发明专利提供一种自动排水采气方法和装置，属于油气田开发技术领域。本发明针对泡沫排水的不彻底、柱塞排水的依靠自身能量和不能连续排水的缺点，以及电潜泵和柱塞泵排水容易出现泵故障和泵损坏的情况，本发明采用依靠气井自身产气提供气源提供动力，用压力控制器实现自动控制排水，使用井底射流泵排水的方法，实现根据井底积水情况，进行自动打开和关闭排水的功能。本发明的装置主要由动力系统、控制系统和排水系统三大系统构成，可以应用于所有煤层气和天然气井，不受井形和井况的限制，除了排水，还能有效排出井底出砂和固体粉末颗粒等功能，能够有效保障气井持续产气。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，是用于天然气和煤层气开采的一种技术和方法，具体为一种排水采气装置。

背景技术

煤层气和天然气一直为一项重要的能源，与煤和石油相比，煤层气和天然气不对环境产生污染，被定为清洁能源，随着人们越来越意识到全球环境恶化对人类生存的威胁，天然气的开采越来越受到重视，其使用范围也越来越大，不在仅仅局限于民用和发电，天然气在很多领域在逐渐的替代煤和石油，这导致全球对天然气需求的大幅上升。

但阻碍天然气充分开采的一个最大问题是气井出水，经常导致气井水淹，井筒内的水堵住地层中的天然气流到井内，从而无法使天然气采到地面。自有气井以来，很多专业人士在不停的研究排水采气的各种方法，但纵观目前所使用的各种排水方法，均存在不同方面的缺陷，无法达到理想的彻底排水的目的。

目前所用的排水方法大概归纳为这三大类：1）泡沫排水，通过向井底投放能与水反应或在水中生成泡沫的化学物品，使井筒内充满泡沫，一方面可以增加井底压力，可以达到排水的目的，同时泡沫本身也可以携带水，但此方法排水程度非常有限，完全达不到充分排水的目的；2）柱塞排水，此方法是通过在井筒内放置一个柱塞，利用气井自身的能量，间歇性的排水，但此方法有两大缺点：a)需通过气井自身的能量排水，若气井完全水淹，则没法使用；b)只能间歇性的排水，排水量有限。3）利用电泵（活塞泵或潜水泵）将井底的水抽到地面，但由于井内存有气泡时，第一，影响泵效，第二，若存在气泡，使电泵产生抽空，极易损坏泵，若存有出砂，出砂影响活塞泵排水，利用活塞泵时还会经常遇到气锁，无法达到排水的目的；出砂和抽空容易使潜水泵烧坏或损坏，同时又无法监控电泵的工作状态，电泵坏了也无法及时知道。 为克服目前市场上各种排水方法的缺点，本专利发明了一种新的方法和装置，既不受气泡和出砂的影响，又能充分并可控的持续将井底的积水排至地面，若有出砂，还能有效将井底的固体颗粒排到地面。

发明内容

本发明的方法和装置的应用范围为全能适用于各种井况，不受气井本身产能、气井的形状（大位移井、斜井和水平井）、气井出砂以及油管状况等条件的限制，气井的各种状况也不会影响到装置的使用寿命，本发明的装置还可以用于气井排砂或煤层气井排煤灰等固体粉末颗粒。

本发明的方法和装置的特征为自动控制，能实现根据井底积水多少自动控制排水，无需人为的干预，能够检测气井井口压力变化，并根据气井井底积水情况，进行自动启动排水；并在将井底积水排至气井可以持续顺畅产气一段时间时自动关闭排水功能，且在排水时不影响气井产气。

本发明的方法和装置采用了利用气井自身资源给排水系统提供动力，无需外接电源，这样即节省架接电线、建造电源基础设施的投资，又节省耗电费用。

本发明为：一种自动排水采气方法和装置，该装置由动力系统、控制系统和排水系统三大系统构成：

1）动力系统由天然气内燃机1和天然气净化设备2和天然气储存罐3组成。天然气内燃机用于给排水系统提供动力，天然气内燃机动力输出端与地面泵相连，天然气内燃机进气管线与天然气储气罐出气口相连；天然气净化设备用于将气井的采出气进行净化处理后，为天然气内燃机提供气源，该设备的进气端连接井口采气管线，出气端连至天然气储气罐；天然气储气罐用于储存净化后的天然气，给天然气内燃机供气，使其运转，该罐进气端连接到天然气处理设备的出气端，该罐的出气端连接到天然气内燃机进气口。