分层采气管柱组件及具有其的采气装置

摘要

本发明提供了一种分层采气管柱组件及具有其的采气装置，其中，分层采气管柱组件，包括：套管伸入两层采气层，套管内部与各采气层均连通；双管封隔器设置在套管内并位于两层采气层之间以将两层采气层隔开；排水管柱穿过双管封隔器并与各采气层连通，排水管柱内设置有柱塞泵，柱塞泵可将各采气层内的液体排出；用于采气的采气管柱穿过双管封隔器，采气管柱的进口与下层的采气层相连通，且采气管柱的进口相对于排水管柱的下部进口更靠近双管封隔器；两层采气层的上气层的气体通过套管和排水管柱及采气管柱之间的环空排出，两层采气层的下气层的气体通过采气管柱排出。本发明有效地解决了现有技术中的高低压分层油气井内的气体开采问题。

权利要求

1.一种分层采气管柱组件，其特征在于，包括：

套管(10)，所述套管(10)伸入两层采气层，所述套管(10)内部与各所述采气层均连通；

双管封隔器(20)，所述双管封隔器(20)设置在所述套管(10)内并位于两层所述采气层之间以将两层所述采气层隔开；

排水管柱(30)，所述排水管柱(30)穿过所述双管封隔器(20)并与各所述采气层连通，所述排水管柱(30)内设置有柱塞泵(35)，所述柱塞泵(35)可将各所述采气层内的液体排出；

用于采气的采气管柱(40)，所述采气管柱(40)穿过所述双管封隔器(20)，所述采气管柱(40)的进口与下层的所述采气层相连通，且所述采气管柱(40)的进口相对于所述排水管柱(30)的下部进口更靠近所述双管封隔器(20)；

所述两层采气层的上气层的气体通过所述套管(10)和所述排水管柱(30)及所述采气管柱(40)之间的环空排出，所述两层采气层的下气层的气体通过所述采气管柱(40)排出。

2.根据权利要求1所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述排水管柱(30)包括第一排水管柱(31)和第二排水管柱(32)上、下两部分，所述第二排水管柱(32)穿设在所述双管封隔器(20)上，所述第一排水管柱(31)的下端口与上层的所述采气层相连通，所述第二排水管柱(32)的下端口与下层的所述采气层相连通，所述第一排水管柱(31)的下端口和所述第二排水管柱(32)的上端口相连接并在二者之间形成进液结构。

3.根据权利要求2所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述排水管柱(30)还包括可由所述排水管柱(30)外部向所述排水管柱(30)内部单向流通的第一单向阀(33)，所述第一单向阀(33)设置在所述进液结构处。

4.根据权利要求2所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述排水管柱(30)还包括可由所述第二排水管柱(32)的下部向所述第二排水管柱(32)的上部单向流通的第二单向阀(34)，所述第二单向阀(34)设置在所述第二排水管柱(32)的下端口处。

5.根据权利要求4所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述排水管柱(30)还包括筛管(36)，所述筛管(36)的上端与所述第二排水管柱(32)的下端口相连，且所述第二单向阀(34)相对于所述筛管(36)靠近所述第二排水管柱(32)的上端口。

6.根据权利要求5所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述筛管(36)的周向侧壁上设置有多个筛孔，所述排水管柱(30)还包括堵头(37)，所述堵头(37)设置在所述筛管(36)的下端以将所述筛管(36)的下端口进行封堵。

7.根据权利要求1所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述采气管柱(40)包括采气管柱主体(41)和油管短节(42)，所述油管短节(42)设置在所述双管封隔器(20)上，所述采气管柱主体(41)的下端插入所述双管封隔器(20)内并与所述油管短节(42)相连通。

8.根据权利要求7所述的分层采气管柱组件，其特征在于，所述采气管柱(40)还包括密封结构(43)，所述密封结构(43)设置在所述采气管柱主体(41)的下端以对所述采气管柱主体(41)和所述油管短节(42)之间的缝隙进行密封。

9.一种采气装置，包括分层采气管柱组件和与所述分层采气管柱组件相连的双管井口装置总成，其特征在于，所述分层采气管柱组件为权利要求1至8中任一项所述的分层采气管柱组件。

说明书

分层采气管柱组件及具有其的采气装置

技术领域

[0001] 本发明涉及石油天然气开采的技术领域，具体而言，涉及一种分层采气管柱组件及具有其的采气装置。

背景技术

[0002] 常规的气井、煤层气井采用的合层排液采气技术要求各气层的地层压力相近或相差不大。然而，当各气层非均质性较强，气层之间地层压力相差较大时，同时开采多个气层就会出现层系干扰，影响正常生产。对于多气层的气田，为了满足多气层的分层试压、分层修井和分层开采的要求，达到提高单井产量和综合开发效果的目的，实施不同管柱结构分层开采是一项有效的工艺措施。分层开采可避免层间矛盾，有利于增加层系的动用程度和储量动用程度，最大限度地发挥气井分层生产潜力。

[0003] 目前国内外分层采气工艺主要有油套分采工艺、单油管多层分采工艺、双管分层采气工艺，但只能实现分层采气，其开采效率比较低。例如，如果油气井内有水时，水会对油气井内的油气形成阻碍，影响开采效率。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种分层采气管柱组件及具有其的采气装置，以解决现有技术中的分层油气井内的气体开采问题。

[0005] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种分层采气管柱组件，包括：套管，套管伸入两层采气层，套管与各采气层均连通；双管封隔器，双管封隔器设置在套管内并位于两层采气层之间以将两层采气层隔开；排水管柱，排水管柱穿过双管封隔器并与各采气层连通，排水管柱内设置有柱塞泵，柱塞泵可将各采气层内的液体排出；用于采气的采气管柱，采气管柱穿过双管封隔器，采气管柱的进口与下层的采气层相连通，且采气管柱的进口相对于排水管柱的进口更靠近双管封隔器；两层采气层的上气层的气体通过套管和排水管柱及采气管柱之间的环空排出，两层采气层的下气层的气体通过采气管柱排出。

[0006] 进一步地，排水管柱包括第一排水管柱和第二排水管柱，第二排水管柱穿设在双管封隔器上，第一排水管柱的下端口与上层的采气层相连通，第二排水管柱的下端口与下层的采气层相连通，第一排水管柱的下端口和第二排水管柱的上端口相连接并在二者之间形成进液结构。

[0007] 进一步地，排水管柱还包括可由排水管柱外部向排水管柱内部单向流通的第一单向阀，第一单向阀设置在进液结构处。

[0008] 进一步地，排水管柱还包括可由第二排水管柱的下部向第二排水管柱的上部单向流通的第二单向阀，第二单向阀设置在第二排水管柱的下端口处。

[0009] 进一步地，排水管柱还包括筛管，筛管的上端与第二排水管柱的下端口相连，且第二单向阀相对于筛管靠近第二排水管柱的上端口。

[0010] 进一步地，筛管的周向侧壁上设置有多个筛孔，排水管柱还包括堵头，封头设置在筛管的下端以将筛管的下端口进行封堵。

[0011] 进一步地，柱塞泵包括两个，两个柱塞泵分别设置在第一排水管柱和第二排水管柱内；柱塞泵为分抽混出泵，分抽混出泵的上泵设置在第一排水管柱内，分抽混出泵的下泵设置在第二排水管柱内。

[0012] 进一步地，采气管柱包括采气管柱主体和油管短节，油管短节设置在双管封隔器上，采气管柱主体的下端插入双管封隔器内并与油管短节相连通。

[0013] 进一步地，采气管柱还包括密封结构，密封结构设置在采气管柱主体的下端以对采气管柱主体和油管短节之间的缝隙进行密封。

[0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种采气装置，包括分层采气管柱组件和与分层采气管柱组件相连的双管井口装置总成，分层采气管柱组件为上述的分层采气管柱组件。

[0015] 应用本发明的技术方案，当采用分层采气管柱组件进行采气的时候，将各采气层的液体排出，这样封堵在液体内的气体很容易开采，这大大地提高了多层采气层的采气效率，特别是当采气层内的气量比较少的时候，本申请的采气效率高，效果将更加明显。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的高低压分层油气井内的气体开采问题。

附图说明

[0016] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0017] 图1示出了根据本发明的分层采气管柱组件的实施例一的结构示意图。

[0018] 其中，上述附图包括以下附图标记：

[0019] 10、套管；20、双管封隔器；30、排水管柱；31、第一排水管柱；32、第二排水管柱；33、第一单向阀；34、第二单向阀；35、柱塞泵；36、筛管；37、堵头；40、采气管柱；41、采气管柱主体；42、油管短节；43、密封结构。

具体实施方式

[0020] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0021] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0022] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

[0023] 现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

[0024] 如图1所示，实施例一的分层采气管柱组件包括：套管10、双管封隔器20、排水管柱30和用于采气的采气管柱40。套管10伸入两层采气层，套管10与各采气层均连通。双管封隔器20设置在套管10内并位于两层采气层之间以将两层采气层隔开。排水管柱30穿过双管封隔器20并与各采气层连通，排水管柱30内设置有柱塞泵35，柱塞泵35可将各采气层内的液体排出。采气管柱40穿过双管封隔器20，采气管柱40的进口与下层的采气层相连通，且采气管柱40的进口相对于排水管柱30的进口更靠近双管封隔器20。两层采气层的上气层的气体通过套管10和排水管柱30及采气管柱40之间的环空排出，两层采气层的下气层的气体通过采气管柱40排出。

[0025] 应用实施例一的技术方案，当采用分层采气管柱组件进行采气的时候，将各采气层的液体排出，这样封堵在液体内的气体很容易开采，这大大地提高了多层采气层的采气效率，特别是当采气层内的气量比较少的时候，本申请的采气效率高，效果将更加明显。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的分层油气井内的气体开采问题。

[0026] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，排水管柱30包括第一排水管柱31和第二排水管柱32，第二排水管柱32穿设在双管封隔器20上，第一排水管柱31的下端口与上层的采气层相连通，第二排水管柱32的下端口与下层的采气层相连通，第一排水管柱31的下端口和第二排水管柱32的上端口相连接并在二者之间形成进液结构。进液结构的设置使得上气层的液体可以通过第一排水管柱31排出。第二排水管柱32的设置可以实现下气层的液体通过第二排水管柱32排至第一排水管柱31，再通过第一排水管柱31排出。

[0027] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，排水管柱30还包括可由排水管柱30外部向排水管柱30内部单向流通的第一单向阀33，第一单向阀33设置在进液结构处。第一单向阀33的设置避免了上气层内的液体流入至第一排水管柱31后再回流至第一排水管柱31的外部。第一单向阀33设置在进液结构处，使得排水管柱30的结构比较紧凑，不需要再单独设置其它的结构。

[0028] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，排水管柱30还包括可由第二排水管柱32的下部向第二排水管柱32的上部单向流通的第二单向阀34，第二单向阀34设置在第二排水管柱32的下端口处。第二单向阀34的设置使得下气层的液体进入第二排水管柱32后不会出现回流出第二排水管柱32的现象。

[0029] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，排水管柱30还包括筛管36，筛管36的上端与第二排水管柱32的下端口相连，且第二单向阀34相对于筛管36靠近第二排水管柱32的上端口。筛管36的设置防止下气层的大颗粒的物体进入至第二排水管柱32内部，甚至进入柱塞泵35内而损坏柱塞泵35。

[0030] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，筛管36的周向侧壁上设置有多个筛孔，排水管柱30还包括堵头37，堵头37设置在筛管36的下端以将筛管36的下端口进行封堵。堵头37的设置使得下气层底部的物体进入至第二排水管柱32内，筛管36的周向侧壁上设置有多个筛孔的结构，使得液体从周向进入至筛管36内，这样进入至第二排水管柱32内的颗粒物比较少。

[0031] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，柱塞泵35为分抽混出泵，分抽混出泵的上泵设置在第一排水管柱31内，分抽混出泵的下泵设置在第二排水管柱32内。分抽混出泵的设置使得一台泵能够实现上下两层采气，上述结构安装方便、加工成本比较低。

[0032] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，采气管柱40包括采气管柱主体41和油管短节42，油管短节42设置在双管封隔器20上，采气管柱主体41的下端插入双管封隔器20内并与油管短节42相连通。上述结构的设置方便了对采气管柱40的检维修工作。例如，当采气管柱主体41损坏时可以通过拆卸采气管柱主体41的方式对采气管柱主体41进行更换。

[0033] 如图1所示，在实施例一的技术方案中，采气管柱40还包括密封结构43，密封结构43设置在采气管柱主体41的下端以对采气管柱主体41和油管短节42之间的缝隙进行密封。
密封结构43的设置使得采气管柱主体41和油管短节42之间的连接处不会出现泄露。

[0034] 实施例二的技术方案和实施例一的区别在于，柱塞泵35包括两个，两个柱塞泵35分别设置在第一排水管柱31和第二排水管柱32内。两个柱塞泵35的设置使得两个柱塞泵35能够独立的对上气层和下气层的液体进行抽排。

[0035] 实施例二的分层采气管柱组件包括：套管10、双管封隔器20、排水管柱30和用于采气的采气管柱40。套管10伸入两层采气层，套管10与各采气层均连通。双管封隔器20设置在套管10内并位于两层采气层之间以将两层采气层隔开。排水管柱30穿过双管封隔器20并与各采气层连通，排水管柱30内设置有柱塞泵35，柱塞泵35可将各采气层内的液体排出。采气管柱40穿过双管封隔器20，采气管柱40的进口与下层的采气层相连通，且采气管柱40的进口相对于排水管柱30的进口更靠近双管封隔器20。两层采气层的上气层的气体通过套管10和排水管柱30及采气管柱40之间的环空排出，两层采气层的下气层的气体通过采气管柱40排出。

[0036] 应用实施例二的技术方案，当采用分层采气管柱组件进行采气的时候，将各采气层的液体排出，这样封堵在液体内的气体很容易开采，这大大地提高了多层采气层的采气效率，特别是当采气层内的气量比较少的时候，本申请的采气效率高，效果将更加明显。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的高低压分层油气井内的气体开采问题。

[0037] 在实施例二的技术方案中，排水管柱30包括第一排水管柱31和第二排水管柱32，第二排水管柱32穿设在双管封隔器20上，第一排水管柱31的下端口与上层的采气层相连通，第二排水管柱32的下端口与下层的采气层相连通，第一排水管柱31的下端口和第二排水管柱32的上端口相套设并在二者之间形成进液结构。进液结构的设置使得上气层的液体可以通过第一排水管柱31排出。第二排水管柱32的设置可以实现下气层的液体通过第二排水管柱32排至第一排水管柱31，再通过第一排水管柱31排出井筒。

[0038] 在实施例二的技术方案中，排水管柱30还包括可由排水管柱30外部向排水管柱30内部单向流通的第一单向阀33，第一单向阀33设置在进液结构处。第一单向阀33的设置避免了上气层内的液体流入至第一排水管柱31后再回流至第一排水管柱31的外部。第一单向阀33设置在进液结构处，使得排水管柱30的结构比较紧凑，不需要再单独设置其它的结构。

[0039] 在实施例二的技术方案中，排水管柱30还包括可由第二排水管柱32的下部向第二排水管柱32的上部单向流通的第二单向阀34，第二单向阀34设置在第二排水管柱32的下端口处。第二单向阀34的设置使得下气层的液体进入第二排水管柱32后不会出现回流出第二排水管柱32的现象。

[0040] 在实施例二的技术方案中，排水管柱30还包括筛管36，筛管36的上端与第二排水管柱32的下端口相连，且第二单向阀34相对于筛管36靠近第二排水管柱32的上端口。筛管36的设置防止下气层的大颗粒的物体进入至第二排水管柱32内部，甚至进入柱塞泵35内而损坏柱塞泵35。

[0041] 在实施例二的技术方案中，筛管36的周向侧壁上设置有多个筛孔，排水管柱30还包括堵头37，堵头37设置筛管36的下端以将筛管36的下端口进行封堵。堵头37的设置使得下气层底部的物体进入至第二排水管柱32内，筛管36的周向侧壁上设置有多个筛孔的结构，使得液体从周向进入至筛管36内，这样进入至第二排水管柱32内的颗粒物比较少。

[0042] 在实施例二的技术方案中，采气管柱40包括采气管柱主体41和油管短节42，油管短节42设置在双管封隔器20上，采气管柱主体41的下端插入双管封隔器20内并与油管短节42相连通。上述结构的设置方便了对采气管柱40的检维修工作。例如，当采气管柱主体41损坏时可以通过上提拆卸采气管柱主体41的方式对采气管柱主体41进行更换。

[0043] 在实施例二的技术方案中，采气管柱40还包括密封结构43，密封结构43设置在采气管柱主体41的下端以对采气管柱主体41和油管短节42之间的缝隙进行密封。密封结构43的设置使得采气管柱主体41和油管短节42之间的连接处不会出现泄露。

[0044] 本申请还提供了一种采气装置，包括与分层采气管柱组件相连的双管井口装置，连接并密封排水管柱30、采气管柱40和套管10，并将其隔离成3个独立的空间。分层采气管柱组件为上述的分层采气管柱组件。

[0045] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0046] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0047] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。