一种用于煤层气开采的有杆泵设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于煤层气开采的有杆泵设备，包括抽油机、油管、抽油杆和有杆泵；油管设置在井下套管内，有杆泵包括相配合的泵筒和柱塞，泵筒位于油管的下端并与油管连通，泵筒的底部和柱塞的底部均设有游动阀，柱塞的上壳体具有连通孔；抽油机位于地面上，并能够通过抽油杆带动柱塞做往复运动；抽油杆为中空结构，抽油杆与柱塞的连接处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，通过抽油杆内部排采。该有杆泵设备能够采用两种排采方式，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。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤层气开采
，特别是涉及一种用于煤层气开采的有杆泵设备。
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有杆泵设备，由地面上的抽油机通过抽油杆带动井下的抽油泵工作，将井筒内的水排出至地面。随着产水量的降低，产气量的升高，出现杆管偏磨、动力消耗大等情况。另外，由于产水量是变化的，有杆泵设备的排水量变化范围小，不适应煤层气井在生产过程中地层出水量的变化，需要频繁调整其工作参数，并频繁修井，不但经济性不好，而且很难满足连续、稳定降压排水的要求，影响了煤层气的开采效率。因此，如何设计一种水量变化时，能够连续、稳定降压排水的有杆泵设备，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
本技术的目的是提供一种用于煤层气开采的有杆泵设备，该有杆泵设备的开采效率较高，能够适应水量变化，对井筒连续、稳定降压排水。为了实现上述技术目的，本技术提供了一种用于煤层气开采的有杆泵设备，包括抽油机、油管、抽油杆和有杆泵；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；所述有杆泵包括相配合的泵筒和柱塞，所述泵筒位于所述油管的下端并与所述油管连通，所述泵筒的底部和所述柱塞的底部均设有游动阀，所述柱塞的上壳体具有连通孔；所述抽油机位于地面上，并能够通过所述抽油杆带动所述柱塞做往复运动；所述抽油杆为中空结构，所述抽油杆与所述柱塞的连接处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，所述柱塞的上壳体的所述连通孔设有单向阀，所述单向阀向所述柱塞外侧单向连通。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在所述抽油杆的内壁；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。本技术提供的用于煤层气开采的有杆泵设备，包括抽油机、油管、抽油杆和有杆泵；油管设置在井下套管内，有杆泵包括相配合的泵筒和柱塞，泵筒位于油管的下端并与油管连通，泵筒的底部和柱塞的底部均设有游动阀，柱塞的上壳体具有连通孔；抽油机位于地面上，并能够通过抽油杆带动柱塞做往复运动；抽油杆为中空结构，抽油杆与柱塞的连接处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，通过抽油杆的内部排米。该有杆泵设备中，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，抽油机通过抽油杆带动柱塞往复运动。柱塞上行时，柱塞底部的游动阀受柱塞上方液柱压力处于关闭状态，油管上方的液体排出，柱塞下部空间的压力降低，泵筒底部的游动阀受井筒周围压力作用打开，泵筒内部进入液体；柱塞下行时，泵筒内液体受压，柱塞底部的游动阀打开，泵筒底部的游动阀关闭，柱塞下部的液体进入柱塞上部空间。有杆泵工作时，通过杆管环空产水，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，产水量不稳定，会出现杆管偏磨的现象，同时对动力设备的动力消耗较大。此时，依次关闭管套环空和杆管环空，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。该有杆泵设备能够采用两种排采方式，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，不需要抽油杆运动，从而能够避免杆管偏磨的现象。【附图说明】图1为本技术所提供的用于煤层气开采的有杆泵设备一种【具体实施方式】的结构示意图；图2为图1中所示的有杆泵设备的井下套管的局部放大示意图；图3为图2中所示的有杆泵设备一种【具体实施方式】的工作过程示意图；图4为图2中所示的有杆泵设备另一种【具体实施方式】的工作过程示意图；图5为图2所示的有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6为图2所示的有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6中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下:抽油机I ;油管2 ;杆管环空23 ;管套环空25 ;抽油杆3 ;封堵结构31 ;封堵板32 ;护板33 ;断裂凹槽34 ;旋塞35 ;配合结构36有杆泵4 ;泵筒41 ;柱塞42 ;单向阀43 ;井下套管5。【具体实施方式】本技术的核心是提供一种用于煤层气开采的有杆泵设备，该有杆泵设备的开采效率较高，能够适应水量变化，对井筒连续、稳定降压排水。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步的详细说明。请参考图1至图6，图1为本技术所提供的用于煤层气开采的有杆泵设备一种【具体实施方式】的结构示意图，图2为图1中所示的有杆泵设备的井下套管的局部放大示意图，图3为图2中所示的有杆泵设备一种【具体实施方式】的工作过程示意图，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于煤层气开采的有杆泵设备，包括抽油机(1)、油管(2)、抽油杆(3)和有杆泵(4)；所述油管(2)的下部位于井下套管(5)内，形成管套环空(25)；所述抽油杆(3)的下部位于所述油管(2)内，形成杆管环空(23)；所述有杆泵(4)包括相配合的泵筒(41)和柱塞(42)，所述泵筒(41)位于所述油管(2)的下端并与所述油管(2)连通，所述泵筒(41)的底部和所述柱塞(42)的底部均设有游动阀，所述柱塞(42)的上壳体具有连通孔；所述抽油机(1)位于地面上，并能够通过所述抽油杆(3)带动所述柱塞(42)做往复运动；其特征在于，所述抽油杆(3)为中空结构，所述抽油杆(3)与所述柱塞(42)的连接处设有可开启的封堵结构(31)，以便依次关闭所述管套环空(25)和所述杆管环空(23)后，开启所述封堵结构(31)时，通过所述抽油杆(3)的内部排采。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，綦耀光，郭本广，莫日和，孟尚志，张文忠，刘一楠，张贺，
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：新型
国别省市：北京;11