一种煤层气井分采分出泵及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种煤层气井分采分出泵及装置，属于煤层气井分层排采的技术领域。外层泵体设置在生产套管内，上端和下端分别与采气套管连接；封隔器位于上煤层和下煤层之间；内层泵体包括与排水套管连接的上泵体，以及与内层泵体座连接的下泵体；外层泵体泵座设置在内层泵体内；联通管密封连接外层泵体与外层泵体泵座；上柱塞的端口延伸至上泵体内且与抽油杆连接，侧壁上有通孔，内部有水腔；下柱塞的端口延伸至外层泵体泵座内；外层泵体泵座内和内层泵体泵座内均设置有固定凡尔；上柱塞的端口内、下柱塞的端口内和水腔内均设置有游动凡尔。该泵能同时完成两层煤层气的排采，改善了多层合采过程中的“倒灌”现象及层间干扰，利于释放煤层气产能。

A separate pump and device for coalbed methane well separation

The invention provides a separate pump and device for coalbed methane well separation, which belongs to the technical field of layered gas drainage and production of coalbed methane wells. The pump body is arranged in the production casing, upper and lower ends are respectively connected with the gas pipe; the packer is located between the upper coal seam and coal seam; the inner pump body comprises a pump body connected with drainage tube, and the inner pump seat is connected with the pump body; the outer layer of the pump body pump seat is arranged in the inner pump body Unicom; pipe sealing connecting body and the outer outer pump pump body pump seat; plunger port extending up pump body and connected with the sucker rod is arranged on the side wall of the through hole, the internal water port extends to the outer cavity; the pump body pump plunger seat within the pump body pump seat; the outer and inner layer the pump body pump seat are arranged on the fixed Faner; plunger in the port, the port and the water inside the piston cavity are provided with floating Faner. The pump can complete the drainage of two layers of coalbed methane at the same time, and improve the phenomenon of \back flow\ and interlayer interference in the process of multi layer commingled production, which is beneficial to release the coalbed methane productivity.

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气井分采分出泵及装置
本专利技术涉及煤层气井分层排采的
，特别是涉及一种煤层气井分采分出泵及装置。
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，是优质能源和化工原料。对煤炭开采过程中产生的煤层气进行有效利用，在一定程度上能改善我国的能源结构，增加洁净的气体能源，弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。现有技术中，对煤层气的开采一般是在井中设置套管和油管，在油管底部连接抽吸泵，从地面上把抽油杆穿过油管下入井下，与抽吸泵连接，通过转动抽油杆带动抽吸泵的转子转动进行工作，在抽吸泵的抽吸作用下，井下的气体混合物从套管和油管之间的环形空间内被抽吸井外，液体混合物从抽油杆与油管之间的环形空间内被抽吸到井外。煤层气井在排水产气过程中，煤储层应力随着排水降压的持续进行，会产生应力差效应。当有效应力增加到到一定数值时，煤储层的渗透率将下降到难以使煤层水流动的状态，在单煤层排采时，通过合理的控制排采速度和动液面位置，可以避免压力差效应对煤储层的伤害，但是在实际的开发中，煤层气井往往会遇到两个煤层，如果煤储层压力梯度不一致或者煤层间距较大时，一般都是上面的煤层先产气，随着液面的下降，下面的煤层才开始产气，很难保证两个煤层生产层同时解吸、产气，有时甚至出现“倒灌”现象及层间干扰现象，严重影响产气效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤层气井分采分出泵及装置，改善现有技术中两层煤层气不能同时排采，影响产气效果的技术问题。本专利技术提供一种煤层气井分采分出泵，包括外层泵体、外层泵体泵座、联通管、封隔器、柱塞以及设置在外层泵体内的内层泵体和内层泵体泵座；外层泵体设置在贯穿上煤层和下煤层的生产套管内，且上端和下端分别与套设在生产套管内的采气套管连接；封隔器设置在生产套管和采气套管之间，或生产套管和外层泵体之间，且封隔器位于上煤层和下煤层之间；内层泵体包括与套设在采气套管内的排水套管连接的上泵体，以及与内层泵体座连接的下泵体；外层泵体泵座设置在内层泵体内；联通管设置在封隔器和上煤层之间，穿过下泵体的侧壁，密封连接外层泵体与外层泵体泵座；柱塞包括上柱塞和下柱塞；上柱塞的端口延伸至上泵体内且与套设在排水套管内的抽油杆连接，侧壁上设置有通孔，内部设置有与通孔连通的水腔；下柱塞的端口延伸至外层泵体泵座内；外层泵体泵座内和内层泵体泵座内均设置有固定凡尔；上柱塞的端口内、下柱塞的端口内和水腔内均设置有游动凡尔；外层泵体泵座内的固定凡尔设置在联通管的上方；水腔内的游动凡尔设置在通孔的上方。进一步地，封隔器选用液压式封隔器。进一步地，外层泵体通过节箍与采气套管连接。进一步地，外层泵体与采气套管的连接处设置有密封件。进一步地，上泵体与排水套管通过连接插口连接，排水套管与连接插口连接的一端设置有引斜。进一步地，上泵体与排水套管通过地面作业车向排水套管施加的压力密封连接。本专利技术还提供一种煤层气井分采分出装置，包括贯穿上煤层和下煤层的生产套管、套设在所述生产套管内的采气套管、套设在所述采气套管内的排水套管、套设在所述排水套管内的抽油杆以及如上述任一项所述的煤层气井分采分出泵；生产套管与采气套管之间围合成上端密封的第一环形空间；生产套管延伸至地面的管体上设置有与第一环形空间连通的第一排气管；采气套管与排水套管之间围合成上端密封的第二环形空间；采气套管延伸至地面的管体上设置有与第二环形空间连通的第二排气管；排水套管延伸至地面的管体上设置有排水管。进一步地，第一排气管和第二排气管上均设置有带节流器的排气阀门；煤层气井分采分出装置还包括位于排气阀门之后的，分别与第一排气管和第二排气管连通的第一流量计和第二流量计。进一步地，排水管上设置有水表。进一步地，生产套管延伸至地面的管体上还设置有与第一环形空间连通第一压力检测管；采气套管延伸至地面的管体上还设置有与第二环形空间连通的第二压力检测管；第一压力检测管和第二压力检测管上均设置有控制阀门及位于所述控制阀门之后的压力表。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：在使用本专利技术提供的煤层气井分采分出泵及装置时，封隔器将上层煤和下层煤产出的气液混合物分隔开，构成两个独立的互不干扰的压力系统，实现真正意义上的双层排采：上煤层产出的气液混合物进入到生产套管和采气套管（或生产套管和外层泵体）之间的第一环形空间内，形成上煤层液面；下煤层产出的气液混合物进入到采气套管和排水套管之间的第二环形空间内，形成下煤层液面。上冲程时，抽油杆带动柱塞向上运动，上柱塞端口内、下柱塞端口内和水腔内的游动凡尔受排水套管内压力作用而关闭；外层泵体泵座内位于固定凡尔和下柱塞端口之间的空间增大，压力减小，外层泵体泵座内的固定凡尔在第一环形空间的压力作用下被顶开，第一环形空间内压力减小，气液混合物分离，上煤层产生的气体沿第一环形空间上升，上煤层产生的液体从第一环形空间经过联通管进入到外层泵体泵座内，并通过固定凡尔进入到外层泵体泵座内位于固定凡尔和下柱塞端口之间的空间内；同时，内层泵体的下泵体内的空间增大，压力减小，内层泵体泵座内的固定凡尔在第二环形空间的压力作用下被顶开，第二环形空间内的压力减小，气液混合物分离，下煤层产生的气体沿第二环形空间上升，下煤层产生的液体通过内层泵体泵座内的固定凡尔进入到内层泵体的下泵体内的空间内，穿过上柱塞侧壁上的通孔，进入到与通孔连通的水腔内。下冲程时，抽油杆带动柱塞向下运动，外层泵体泵座内位于固定凡尔和下柱塞端口之间的空间减小，压力增大至与第一环形空间内压力相等时，外层泵体泵座内的固定凡尔靠自重关闭；同时，内层泵体的下泵体内的空间减小，压力增大至与第二环形空间内压力相等时，内层泵体泵座内的固定凡尔靠自重关闭；抽油杆继续带动柱塞向下运动，外层泵体泵座内位于固定凡尔和下柱塞端口之间的空间和内层泵体的下泵体内的空间继续减小，压力继续增大至大于排水套管内压力，上柱塞端口内、下柱塞端口内和水腔内的游动凡尔被顶开，上煤层产生的液体依次通过下柱塞端口内的游动凡尔和上柱塞端口内的游动凡尔进入到排水套管内，下煤层产生的液体依次通过水腔内的游动凡尔和上柱塞端口内游动凡尔进入到排水套管内。通过上冲程和下冲程不断交替，两层煤层产生的气体分别从第一环形空间和第二环形空间内排出，液体则通过排水套管混合排出，同时完成了两个煤层液体与气体的排采，改善了多层合采过程中出现的“倒灌”现象及层间干扰现象，有利于煤层气产能的释放。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本专利技术实施例1提供的煤层气井分采分出泵的结构示意图；图2是图1所示煤层气井分采分出泵工作时上煤层产出的液体的流动方向图；图3是图1所示煤层气井分采分出泵工作时下煤层产出的液体的流动方向图；图4是本专利技术实施例2提供的煤层气井分采分出装置的结构示意图。标号：1-外层泵体；2-外层泵体泵座；3-联通管；4-封隔器；5-内层泵体泵座；6-上泵体；7-下泵体；8-上柱塞；9-下柱塞；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气井分采分出泵，其特征在于：包括外层泵体（1）、外层泵体泵座（2）、联通管（3）、封隔器（4）、柱塞以及设置在所述外层泵体（1）内的内层泵体和内层泵体泵座（5）；所述外层泵体（1）设置在贯穿上煤层（100）和下煤层（200）的生产套管（300）内，且上端和下端分别与套设在所述生产套管（300）内的采气套管（400）连接；所述封隔器（4）设置在所述生产套管（300）和采气套管（400）之间，或所述生产套管（300）和外层泵体（1）之间，且所述封隔器（4）位于所述上煤层（100）和下煤层（200）之间；所述内层泵体包括与套设在所述采气套管（400）内的排水套管（500）连接的上泵体（6），以及与所述内层泵体座（5）连接的下泵体（7）；所述外层泵体泵座（2）设置在所述内层泵体内；所述联通管（3）设置在所述封隔器（4）和上煤层（100）之间，穿过所述下泵体（7）的侧壁，密封连接所述外层泵体（1）与外层泵体泵座（2）；所述柱塞包括上柱塞（8）和下柱塞（9）；所述上柱塞（8）的端口延伸至所述上泵体（6）内且与套设在所述排水套管（500）内的抽油杆（600）连接，侧壁上设置有通孔（10），内部设置有与所述通孔（10）连通的水腔（11）；所述下柱塞（9）的端口延伸至所述外层泵体泵座（2）内；所述外层泵体泵座（2）内和内层泵体泵座（5）内均设置有固定凡尔（12）；所述上柱塞（8）的端口内、下柱塞（9）的端口内和水腔（11）内均设置有游动凡尔（13）；所述外层泵体泵座（2）内的固定凡尔（12）设置在所述联通管（3）的上方；所述水腔（11）内的游动凡尔（13）设置在所述通孔（10）的上方。...

【技术特征摘要】
1.一种煤层气井分采分出泵，其特征在于：包括外层泵体（1）、外层泵体泵座（2）、联通管（3）、封隔器（4）、柱塞以及设置在所述外层泵体（1）内的内层泵体和内层泵体泵座（5）；所述外层泵体（1）设置在贯穿上煤层（100）和下煤层（200）的生产套管（300）内，且上端和下端分别与套设在所述生产套管（300）内的采气套管（400）连接；所述封隔器（4）设置在所述生产套管（300）和采气套管（400）之间，或所述生产套管（300）和外层泵体（1）之间，且所述封隔器（4）位于所述上煤层（100）和下煤层（200）之间；所述内层泵体包括与套设在所述采气套管（400）内的排水套管（500）连接的上泵体（6），以及与所述内层泵体座（5）连接的下泵体（7）；所述外层泵体泵座（2）设置在所述内层泵体内；所述联通管（3）设置在所述封隔器（4）和上煤层（100）之间，穿过所述下泵体（7）的侧壁，密封连接所述外层泵体（1）与外层泵体泵座（2）；所述柱塞包括上柱塞（8）和下柱塞（9）；所述上柱塞（8）的端口延伸至所述上泵体（6）内且与套设在所述排水套管（500）内的抽油杆（600）连接，侧壁上设置有通孔（10），内部设置有与所述通孔（10）连通的水腔（11）；所述下柱塞（9）的端口延伸至所述外层泵体泵座（2）内；所述外层泵体泵座（2）内和内层泵体泵座（5）内均设置有固定凡尔（12）；所述上柱塞（8）的端口内、下柱塞（9）的端口内和水腔（11）内均设置有游动凡尔（13）；所述外层泵体泵座（2）内的固定凡尔（12）设置在所述联通管（3）的上方；所述水腔（11）内的游动凡尔（13）设置在所述通孔（10）的上方。2.根据权利要求1所述的煤层气井分采分出泵，其特征在于，所述封隔器（4）选用液压式封隔器。3.根据权利要求1所述的煤层气井分采分出泵，其特征在于，所述外层泵体（1）通过节箍（14）与所述采气套管（400）连接。4.根据权利要求3所述的煤层气井分采分出泵，其特征在于，所述外层泵体（1）与采气套管（400）的连接处设置有密封件。5.根据权利要求1所述的煤层气井分采分出泵，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江华，张永成，刘亮亮，李德慧，徐云，张为，秦玉霞，王越，白杨，
申请(专利权)人：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西,14