一种负压防滑脱式排水采气装置及方法与流程

本发明涉及油田采气井排水采气，具体为一种负压防滑脱式排水采气装置及方法。

背景技术：

1、目前在油田采气井中的排水采气的方法有很多种，常用的方法有气举阀排水采气、射流泵排水采气、使用泡排剂减轻液柱压力等。上述常用方法均采用气举工作原理实现排水采气，以常规方法为例说明，气举工作原理如下，请参考附图4，对于低压井来说，当p地层<p地面+p液柱时(p地层指产气地层产出气的压力；p地面指地面设备产出的流体介质进入采气井后的压力；p液柱指采气井及管串内部液体的压力)，液体在地面设备输出的压力的推动作用下进入产气地层，对产气地层造成二次污染，影响产气地层的产气能力，同时在气举作业施工时采气井井壁与管串外壁之间始终存在地面设备输出的压力(p地面)，这个压力直接作用在产气地层处，将也会及大的影响地层的出气能力，停止气举作业后p地层>p液柱的大小决定气层出气的能力。

2、通过地面设备提供一定的压力气源p地面，压力气源注入采气井内，其后压力气源由油管下端进入油管，通过油管内部返出地面。当p地面>p液柱压力时，压力气源推动油管内部的水上行排出，逐渐替空油管内的水，随着油管内的水逐渐减少，油管内的液柱压力p液柱也会减少，地面设备提供气源压力p地面也会逐渐减少，当p地面<p地层时，地层的水、天然气就会进入油管，通过油管排出地面，达到排水采气的目的。

3、但是，上述现有技术存在以下问题：地面设备向采气井内注入具有一定压力的气体时，在压力的作用下会使采气井内的液体进入产气地层，对产气地层造成二次污染；另一个是排水效率不高，向采气井内注入具有一定压力的气体时水会进入产气地层，在没压力时水又会进入井筒；第三个是地层的出水在逐步进入油管后，又会造成油管内积液，随着液柱高度的增加，又会造成水淹。

4、综上所述，为了解决现有技术中存在的问题，特提出本申请予以解决。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种负压防滑脱式排水采气装置，其用于油田采气井的排水采气，包括设置在采气井中的管串和设置在地面采气井口处的供压设备；所述管串包括节流短节、封隔器、流体泵、至少一个防滑脱短节及多个油管，所述节流短节、封隔器、流体泵、至少一个防滑脱短节通过各个油管在采气井中由下至上依次串联构成管串，所述管串内部上下连通，且管串内部构成内流道；管串外侧壁与采气井之间构成外流道；所述流体泵上开设有至少一个贯穿其壁的介质孔，外流道通过介质孔与内流道连通；封隔器在采气井内座封后将外流道上下分隔；所述供压设备的高压流体介质流出端与外流道连通；供压设备产出的高压流体介质流动进入到外流道，高压流体介质遇封隔器受阻后通过流体泵上的介质孔进入到内流道中，高压流体介质推动内流道中的水体上行并排出；内流道中流体上行产生负压，产气地层产出气由管串下端进入到内流道，产气地层产出气通过管串内流道采出。

5、可选的，所述封隔器在采气井内的座封位置位于产气地层的上方。

6、可选的，所述流体泵包括上接头、下接头、支撑架、阀芯组件、喷嘴构成；所述上接头的下端与下接头的上端固定安装，所述支撑架设置在上接头的内部，所述阀芯组件、喷嘴由下至上设置在支撑架的内侧壁上，所述介质孔依次贯穿上接头和支撑架，且介质孔位于阀芯组件和喷嘴之间。

7、可选的，所述流体泵还包括扩散管、滤网，所述滤网套设在上接头的外侧壁上，且滤网罩盖介质孔，所述扩散管插设在支撑架内，所述阀芯组件、喷嘴由下至上设置在扩散管的内侧壁上，所述介质孔依次贯穿上接头、支撑架、扩散管。

8、可选的，所述扩散管的内侧壁上固定连接有环形凸起；所述阀芯组件由阀芯、卡簧、限位螺钉构成，阀芯位于环形凸起上方，限位螺钉固定在阀芯下端，卡簧套设在限位螺钉外部，卡簧上端边沿顶触环形凸起，卡簧下端边沿顶触限位螺钉。

9、一种负压防滑脱式排水采气方法，采用如权利要求至任意一项所述的负压防滑脱式排水采气装置，具体包括以下步骤：

10、s1、将管串下放到采气井中，将封隔器座封，外流道自封隔器上下分隔成上外流道和下外流道；

11、s2、供压设备产生的高压流体介质流动进入上外流道，高压流体介质通过流体泵上的介质孔流动进入到内流道中，高压流体介质在高压作用下推动上外流道及内流道中的水体流动，高压流体介质及水体通过内流道上行排出；

12、s3、高压流体介质及水体在内流道中上行流动产生负压，阀芯在负压作用下打开，内流道中且位于流体泵下方的流体穿过阀芯流动上行；

13、s4、产气地层的产出气受管串的内流道负压影响，产气地层产出气由管串下端进入到内流道，产气地层产出气通过管串内流道采出。

14、(三)有益效果

15、本发明提供了一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，具备以下有益效果：

16、1、该一种负压防滑脱式排水采气装置，通过管串、供压设备的配合设置，使该一种负压防滑脱式排水采气装置具备了对采气井进行排水采气的效果，通过封隔器在产气地层上方将外流道分隔，供压设备产出的高压流体介质流动进入到外流道，高压流体介质遇封隔器受阻后通过流体泵上的介质孔进入到内流道中，高压流体介质推动内流道中的水体上行并排出；内流道中流体上行产生负压，产气地层产出气由管串下端进入到内流道，产气地层产出气通过管串内流道采出，从而达到了排水采气的目的。

17、2、该一种负压防滑脱式排水采气装置，供压设备产出的高压流体介质进入外流道后推动采气井内液体进入管串，并由管串排出，通过封隔器阻断液体下行，防止液体进入到产气地层中，避免对产气地层造成二次污染，同时能够将外流道内的液体排出。利用供压设备产出的高压流体介质推动液体流动，使液体排出，其排水效率高；由于采用了防滑的短节，可以更长时间的实现自主排液采气，因此可以实现地面更长时间的停机，实现地面节能。供压设备可以以低压力向井内注入气体进行助排(节能)，可以更长时间的排水采气。

18、3、该一种负压防滑脱式排水采气装置，通过流体泵的设置，高压流体介质推动液体(水)流动，流体通过介质孔进入到流体泵中，并通过喷嘴向上射流流动，也即流体通过流体泵进入内流道后上行排出，从而实现排水；由于流体流动产生负压，负压作用使阀芯打开，位于流体泵下方的流体介质通过阀芯上行排出；由于产气地层产出气通过管串下端进入到内流道，产出气在内流道中通过阀芯后持续上行排出，从而实现采气。

技术特征：

1.一种负压防滑脱式排水采气装置，其用于油田采气井(8)的排水采气，其特征在于：包括设置在采气井(8)中的管串和设置在地面采气井口处的供压设备(2)；

2.根据权利要求1所述的一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，其特征在于：所述封隔器(5)在采气井(8)内的座封位置位于产气地层(7)的上方。

3.根据权利要求1所述的一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，其特征在于：所述流体泵(4)包括上接头(401)、下接头(411)、支撑架(404)、阀芯组件、喷嘴(403)构成；所述上接头(401)的下端与下接头(411)的上端固定安装，所述支撑架(404)设置在上接头(401)的内部，所述阀芯组件、喷嘴(403)由下至上设置在支撑架(404)的内侧壁上，所述介质孔(405)依次贯穿上接头(401)和支撑架(404)，且介质孔(405)位于阀芯组件和喷嘴(403)之间。

4.根据权利要求3所述的一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，其特征在于：所述流体泵(4)还包括扩散管(402)、滤网(406)，所述滤网(406)套设在上接头(401)的外侧壁上，且滤网(406)罩盖介质孔(405)，所述扩散管(402)插设在支撑架(404)内，所述阀芯组件、喷嘴(403)由下至上设置在扩散管(402)的内侧壁上，所述介质孔(405)依次贯穿上接头(401)、支撑架(404)、扩散管(402)。

5.根据权利要求4所述的一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，其特征在于：所述扩散管(402)的内侧壁上固定连接有环形凸起；所述阀芯组件由阀芯(407)、卡簧(408)、限位螺钉(409)构成，阀芯(407)位于环形凸起上方，限位螺钉(409)固定在阀芯(407)下端，卡簧(408)套设在限位螺钉(409)外部，卡簧(408)上端边沿顶触环形凸起，卡簧(408)下端边沿顶触限位螺钉(409)。

6.一种负压防滑脱式排水采气方法，其特征在于，采用如权利要求1至5任意一项所述的负压防滑脱式排水采气装置，具体包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种负压防滑脱式排水采气装置及方法，涉及油田采气井排水采气技术领域，具体为一种负压防滑脱式排水采气装置，包括设置在采气井中的管串和设置在地面采气井口处的供压设备；通过管串、供压设备的配合设置，使该一种负压防滑脱式排水采气装置具备了对采气井进行排水采气的效果，通过封隔器在产气地层上方将外流道分隔，供压设备产出的高压流体介质流动进入到外流道，高压流体介质遇封隔器受阻后通过流体泵上的介质孔进入到内流道中，高压流体介质推动内流道中的水体上行并排出；内流道中流体上行产生负压，产气地层产出气由管串下端进入到内流道，产气地层产出气通过管串内流道采出，从而达到了排水采气的目的。技术研发人员：卢永录,卢海霞,卢永生受保护的技术使用者：濮阳丸松精密机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18