本发明专利技术公开了一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,包括电机、油管、抽油杆和螺杆泵;油管设置在井下套管内;螺杆泵位于井下,定子设置在油管的内壁,抽油杆的下端连接螺杆泵的转子;电机位于地面上,并能够通过抽油杆带动转子转动;抽油杆为中空结构,抽油杆下端设有可开启的封堵结构,以便关闭管套环空和杆管环空,开启封堵结构时,通过抽油杆排采。该螺杆泵设备能够采用两种排采方式工作,根据产水量的变化选择合适的排采方式,两种排采方式可以实现连续转换,对井筒进行连续、稳定的降压排水。该设备改变排采方式后,不需要动力,利用煤层气的能量进行排水,不需要螺杆泵工作,能够避免故障,该螺杆泵设备能够适应水量的变化,稳定可靠的工作。
【技术实现步骤摘要】
一种用于煤层气开采的螺杆泵设备
本专利技术涉及煤层气开采
,特别是涉及一种用于煤层气开采的螺杆泵设备。
技术介绍
煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气。煤层气是在成煤过程中形成并赋存于煤层中的一种非常规天然气。煤层气在开始产气之前先要排出煤层中大量的水,煤层中天然裂隙或割理通常被水饱和,煤层气吸附在煤上,要采出煤层气,首先要让它从煤中解吸出来。只有抽出足够的水,煤层压力降至煤的解吸压力后,煤层气的解吸才开始。煤层压力小于或等于解吸压力时,气体从煤中解吸,顺割理流动到压裂裂缝,然后流到井筒中,然后将煤层气从井筒中开采出来。煤层气地面钻井排采的初期,产水量较大,基本不产气,通常使用人工举升设备将井底液体带到地面,实现排水降压。随着井下水的排出,井筒附近压力下降,逐渐有气体解吸产出。进入排采中期后,井筒附近压力下降到一定程度后,产气量逐渐升高并保持稳定,产水量很低或不产水。目前,常用的人工举升设备为螺杆泵设备,由螺杆泵作为井下泵设置在油管内,通过地面上电机提供动力驱动,带动螺杆泵工作,将地层的水排出至地面。排采初期,产水量较大时,螺杆泵能够满足排采要求。进入排采中期后,产气量增加,产水量下降,沉没度低,泵入口吸入压力变低,排水量小,螺杆泵容易出现故障,另外,螺杆泵的温度升高的较快,也容易引起故障。因此,如何使螺杆泵设备适应水量的变化,能够稳定可靠的工作,是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,该螺杆泵设备能够适应水量的变化,连续稳定的降压排水采气。为了实现上述技术目的,本专利技术提供了一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,包括电机、油管、抽油杆和螺杆泵;所述油管的下部位于井下套管内,形成管套环空;所述抽油杆的下部位于所述油管内,形成杆管环空;所述螺杆泵位于井下,其定子设置在所述油管的内壁,所述抽油杆的下端连接所述螺杆泵的转子;所述电机位于地面上,并能够通过所述抽油杆带动所述转子转动;所述抽油杆为中空结构,所述抽油杆下端设有可开启的封堵结构,以便依次关闭所述管套环空和所述杆管环空后,开启所述封堵结构时,通过所述抽油杆的内部排采。优选地,所述封堵结构包括封堵板和护板,所述封堵板和所述护板固设于所述抽油杆的内壁;所述封堵板设有冲击断裂部,以便向所述抽油杆内部投入重物时,所述封堵板能够沿所述冲击断裂部断裂并脱落;所述护板位于所述封堵板的下侧,能够避免物体落入井下。优选地,所述冲击断裂部为所述封堵板周部的环形的断裂凹槽。优选地,所述封堵板上下两侧的对应位置均设有所述断裂凹槽。优选地,所述封堵板和/或所述护板与所述抽油杆的内部焊接。优选地,所述封堵结构为设置在所述抽油杆内的井下开关,所述井下开关关闭时封堵所述抽油杆,所述井下开关能够被重物触发开启或关闭。优选地,所述井下开关包括旋塞及其配合结构,所述配合结构设于所述抽油杆的内壁,具有与所述旋塞配合的中心孔;所述重物触发所述旋塞时,所述旋塞能够转动一定角度,以便开启或关闭所述井下开关。优选地,所述配合结构的下侧具有楔形齿,所述旋塞的下侧具有与所述楔形齿配合的凸块,所述重物触发所述旋塞时,所述凸块能够沿所述楔形齿的斜面移动,以便使得所述旋塞转动。本专利技术提供的用于煤层气开采的螺杆泵设备,包括电机、油管、抽油杆和螺杆泵;油管设置在井下套管内;螺杆泵位于井下,螺杆泵的定子设置在油管的内壁,抽油杆的下端连接螺杆泵的转子;电机位于地面上,并能够通过抽油杆带动转子转动;抽油杆为中空结构,抽油杆下端设有可开启的封堵结构,以便依次关闭管套环空和杆管环空后,开启封堵结构时,通过抽油杆排采。该螺杆泵设备中,井下套管和油管之间形成管套环空,油管和抽油杆之间形成杆管环空。该设备工作初期,抽油杆内部的空间被封堵结构封闭,电机通过抽油杆带动转子转动,螺杆泵的定子和转子形成密封容腔,转子转动时,密封容腔的容积将发生变化,密封容腔的容积变化能够吸入和排出液体,将井下水排出,此工作阶段的产水量较大。随着井下水的排出,煤层的压力逐渐降低,煤层压力降低至解析压力时,煤层气开始解析,解析出的气体流动到井下套管中,通过管套环空产气。进入排采中期后,煤层的压力下降到一定程度,产气量逐渐升高并保持稳定,产水量很低或不产水。此时,依次关闭管套环空和杆管环空后,开启封堵结构,改变排采方式,则井下的水和气体将均通过抽油杆内部的空间产出,与管套环空和杆管环空相比,抽油杆内部的空间的横截面积较小,不需要动力,煤层的压力可以使抽油杆产气排水。该螺杆泵设备能够采用两种排采方式工作,根据产水量的变化选择合适的排采方式,两种排采方式可以实现连续转换,对井筒进行连续、稳定的降压排水,不需要修井作业,从而能够保证煤层气井的连续稳定生产。该设备改变排采方式后,通过抽油杆内部的空间排采,不需要地面的电机提供动力,能够利用煤层气的能量进行排水,无需增加运行成本,且节能显著。通过抽油杆排采时,不需要螺杆泵工作,能够避免螺杆泵故障。该螺杆泵设备能够适应水量的变化,稳定可靠的工作。附图说明图1为本专利技术所提供的用于煤层气开采的螺杆泵设备一种具体实施方式的结构示意图;图2为图1所示的螺杆泵设备的另一种工作状态的结构示意图;图3为图1所示的螺杆泵设备中抽油杆下端的封堵结构一种具体实施方式的结构示意图;图4为图1所示的螺杆泵设备中抽油杆下端的封堵结构另一种具体实施方式的结构示意图。其中,图1至图4中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下:油管1;抽油杆2;螺杆泵3;定子31;转子32;封堵结构4;封堵板41;护板42;断裂凹槽43;旋塞44;配合结构45。具体实施方式本专利技术的核心是提供了一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,该螺杆泵设备能够适应水量的变化,连续稳定的降压排水采气。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图4,图1为本专利技术所提供的用于煤层气开采的螺杆泵设备一种具体实施方式的结构示意图,图2为图1所示的螺杆泵设备的另一种工作状态的结构示意图,图3为图1所示的螺杆泵设备中抽油杆下端的封堵结构一种具体实施方式的结构示意图,图4为图1所示的螺杆泵设备中抽油杆下端的封堵结构另一种具体实施方式的结构示意图。在一种具体的实施方式中,本专利技术提供了一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,包括电机、油管1、抽油杆2和螺杆泵3;所述油管1的下部位于井下套管内,形成管套环空;抽油杆2的下部位于油管1内,形成杆管环空;螺杆泵3位于井下,其定子31设置在油管1的内壁,抽油杆2的下端连接螺杆泵3的转子32;电机位于地面上,并能够通过抽油杆2带动转子32转动;抽油杆2为中空结构,抽油杆2下端设有可开启的封堵结构4,以便依次关闭管套环空和杆管环空后,开启封堵结构4时,通过抽油杆2的内部排采。煤层中天然裂隙或割理通常被水饱和,煤层气吸附在煤上,要采出煤层气,首先要让煤层气从煤中解吸出来,只有抽出足够的水,煤层压力降至煤的解吸压力后,煤层气才开始解吸。该螺杆泵设备中,井下套管和油管1之间形成管套环空,油管1和抽油杆2之间形成杆管环空,抽油杆2内部为中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,包括电机、油管(1)、抽油杆(2)和螺杆泵(3);所述油管(1)的下部位于井下套管内,形成管套环空;所述抽油杆(2)的下部位于所述油管(1)内,形成杆管环空;所述螺杆泵(3)位于井下,其定子(31)设置在所述油管(1)的内壁,所述抽油杆(2)的下端连接所述螺杆泵(3)的转子(32);所述电机位于地面上,并能够通过所述抽油杆(2)带动所述转子(32)转动;其特征在于,所述抽油杆(2)为中空结构,所述抽油杆(2)下端设有可开启的封堵结构(4),以便依次关闭所述管套环空和所述杆管环空后,开启所述封堵结构(4)时,通过所述抽油杆(2)的内部排采。
【技术特征摘要】
1.一种用于煤层气开采的螺杆泵设备,包括电机、油管(1)、抽油杆(2)和螺杆泵(3);所述油管(1)的下部位于井下套管内,形成管套环空;所述抽油杆(2)的下部位于所述油管(1)内,形成杆管环空;所述螺杆泵(3)位于井下,其定子(31)设置在所述油管(1)的内壁,所述抽油杆(2)的下端连接所述螺杆泵(3)的转子(32);所述电机位于地面上,并能够通过所述抽油杆(2)带动所述转子(32)转动;其特征在于,所述抽油杆(2)为中空结构,所述抽油杆(2)下端设有可开启的封堵结构(4),以便依次关闭所述管套环空和所述杆管环空后,开启所述封堵结构(4)时,通过所述抽油杆(2)的内部排采。2.如权利要求1所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备,其特征在于,所述封堵结构(4)包括封堵板(41)和护板(42),所述封堵板(41)和所述护板(42)固设于所述抽油杆(2)的内壁;所述封堵板(41)设有冲击断裂部,以便向所述抽油杆(2)内部投入重物时,所述封堵板(41)能够沿所述冲击断裂部断裂并脱落;所述护板(42)位于所述封堵板(41)的下侧,能够避免物体落入井下。3.如权利要求2所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备,其特征在于,所述冲击断裂部为所述封...
【专利技术属性】
技术研发人员:莫日和,綦耀光,孟尚志,郭本广,赵军,张文忠,
申请(专利权)人:中联煤层气有限责任公司,中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:北京;11
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