井下增压采气系统及方法技术方案

本发明专利技术公开的井下增压采气系统，包括速度管柱，速度管柱一端连接有收放机构，另一端穿过鹅颈支架与增压泵连接；收放机构一侧设置有车架，鹅颈支架通过铰链支撑架固接于车架尾部；本发明专利技术公开的井下增压采气方法为，释放速度管柱，速度管柱通过鹅颈支架进入可升降注入头，从而对速度管柱进行夹持和矫直，控制上、下防喷器，使速度管柱安全注入气井；通过速度管柱内置的信号线传输井下数据，检测并确定气井积液高度的参数；根据参数控制开启增压泵；在井口设置井口执行装置，控制速度管柱的输气通道开启数量，使气井保持自喷生产。本发明专利技术的增压采气系统通过速度管柱和井下增压泵的结合，解决了现有采气技术井底流压要求高，最终采收率低的问题。率低的问题。率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
井下增压采气系统及方法


[0001]本专利技术属于石油天然气开采
，具体涉及一种井下增压采气系统，本专利技术还涉及上述井下增压采气方法。

技术介绍

[0002]天然气井从完井投产到停产被废弃，称为天然气井的全生命周期。一般有三个阶段：生产初期气藏压力高，气井连续携液能力较强，气液比较高，称为无水期；随着生产时间推移气藏压力逐渐在下降，井筒内会形成气液两相流，加剧了气藏压力损失，致使天然气产量下降，这一阶段称为携液期；当流过井筒气体流速低于临界流速时，气体携液能力下降，井筒内开始积液，一段时间后积液高度达到一定程度时，天然气产量下降到无经济开采价值甚至水淹停产，此时称为水淹期。
[0003]进入水淹期的天然气井仍有较大的开采价值，采取适当的排水方式，仍能较好地恢复产能。目前，行业内普遍采取速度管柱工艺进行排水采气，该工艺基于气井临携液流速理论，在一定的井底流压基础上，通过优选较小直径生产管柱的方式来减小流体流动时的横截面积，增加流体在生产管柱中的流动速度，进而提高气井的携液能力和产气量，使气井恢复自喷能力。然而，采用较小直径速度管柱的同时也增大了井筒摩阻损失，使得气井必须维持较高的井底流压才能正常生产，造成气井的最终采收率普遍较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种井下增压采气系统，通过速度管柱和井下增压泵的结合，解决了现有采气技术井底流压要求高，最终采收率低的问题。
[0005]本专利技术的另一目的是，提供上述井下增压采气方法。
[0006]本专利技术所采用的第一种技术方案是，包括速度管柱，速度管柱一端缠绕连接有收放机构，另一端穿过鹅颈支架与增压泵一端连接；收放机构一侧设置有车架，鹅颈支架通过铰链支撑架固接于车架尾部。
[0007]本专利技术第一种技术方案的特征还在于，
[0008]速度管柱包括基体，基体沿轴向开有若干个输气通道，基体轴心沿轴向开有通孔，通孔内穿有液压控制管。
[0009]若干输气通道绕基体轴心呈环状分布，基体沿轴向穿有信号线、动力电缆和控制电缆，信号线、动力电缆和控制电缆外侧包覆有防护层，防护层为纤维增强复合材料。
[0010]基体采用PE、PA、PPS或PEEK中的任意一种。
[0011]车架表面通过销轴连接有支撑油缸，支撑油缸另一端与铰链支撑架侧壁销接。
[0012]铰链支撑架上设置有可升降注入头，速度管柱穿过可升降注入头，速度管柱外还套接有上防喷器和下防喷器。
[0013]车架表面设置有液压工作站和控制室，液压工作站通过液压控制管与增压泵连接，控制室通过控制电缆与增压泵连接。
[0014]增压泵与速度管柱连接位置设置有用于速度管柱与增压泵或环空连接切换的井下切换装置，井下切换装置与控制电缆连接。
[0015]本专利技术所采用的另一种技术方案是，井下增压采气方法，具体步骤为：
[0016]步骤1，收放机构释放速度管柱，速度管柱通过鹅颈支架进入可升降注入头，通过可升降注入头夹持和矫直速度管柱，可升降注入头工作时，同时控制上防喷器和下防喷器，使速度管柱安全注入气井；
[0017]步骤2，通过速度管柱内置的信号线传输井下数据，检测并确定气井积液高度的井下参数；
[0018]步骤3，根据步骤2所获得参数控制开启增压泵；
[0019]步骤4，在井口设置井口执行装置，通过井口执行装置控制速度管柱的输气通道开启数量，从而达到调整速度管柱横截面积来改变速度管柱的临界携液流量，使气井保持自喷生产。
[0020]本专利技术另一种技术方案的特征还在于，
[0021]步骤3具体为，当步骤2所检测到井下参数可以满足井下天然气自行通过速度管柱排出无需增压时，通过控制电缆控制井下切换装置，使井下流体通过井下切换装置的通道进入速度管柱内；若检测参数显示井下积液高度过高，此时通过动力电缆和液压控制管控制增压泵开启，增压泵对井下流体进行增压，增压后流体经增压泵进入速度管柱内。
[0022]本专利技术的有益效果是，
[0023](1)本专利技术的增压采气系统将速度管柱与井下增压泵结合，进一步提升了天然气井的采气的效率；采用的速度管柱可以伴随天然气井的全生命周期，在井下增压系统的协助下，有效避免了因井下流压降低而发生的携液滑脱的问题。
[0024](2)本专利技术增压采气系统中增压泵通过对井下气体进行压缩、增压等方式使气体流速和气井的携液能力获得提升，且其部署基本不受井身轨迹的影响，能够安装在水平井等复杂结构井射孔段附近，相比常规采气工艺可以造成更低的井底流动压力，能够促使压降漏斗进一步向气藏内部延伸和扩展，有效增加气井的波及范围，大幅提高气井的产量和最终采收率。
[0025](3)本专利技术增压采气系统中增压泵工作时产生的热量能够加热从中通过的流体，使流体升温，具有一定的雾化效果，能够防止液体过早冷凝，降低井筒内流体的持液率，从而进一步提高气井的携液能力。
附图说明
[0026]图1是本专利技术增压采气系统的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术增压采气系统中速度管的横截面示意图。
[0028]图中，1.速度管柱，1
‑
1.基体，1
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2.信号线，1
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3.动力电缆，1
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4.液压控制管，1
‑
5.控制电缆，1
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6.输气通道，2.液压工作站，3.控制室，4.收放机构，5.鹅颈支架，6.支撑油缸，7.铰链支撑架，8.可升降注入头，9.上防喷器，10.下防喷器，11.增压泵，12车架。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0030]本专利技术井下增压采气系统的结构如图1所示，包括收放机构4，收放机构4缠绕连接有速度管柱1，用于收纳或释放速度管柱1；速度管柱1穿过鹅颈支架5与增压泵11一端连接，增压泵11与速度管柱1连接位置设置有井下切换装置，用于速度管柱1与增压泵11或环空的连接切换，将速度管柱1与增压泵11结合，进一步提升了天然气井的采气的效率；收放机构4一侧设置有车架12，鹅颈支架5通过铰链支撑架7固接于车架12尾部，鹅颈支架5用于将缠绕于收放机构4的速度管柱1的自由端从地面抬高；增压泵11工作时产生的热量能够加热从中通过的流体，使流体升温，具有一定的雾化效果，能够防止液体过早冷凝，降低井筒内流体的持液率，从而进一步提高气井的携液能力。
[0031]车架12表面通过销轴连接有支撑油缸6，支撑油缸6另一端与铰链支撑架7侧壁销接。铰链支撑架7上设置有可升降注入头8，当装置工作时，可升降注入头8给速度管柱1提供推力，用于将速度管柱1下放至井下或者将速度管柱1从井内上升提起，速度管柱1穿过可升降注入头8，速度管柱1外还套接有上防喷器9和下防喷器10，下防喷器10位于井口位置，当作业完井之后井口位置安装井口控制装置；车架12表面还设置有液压工作站2和控制室3。
[0032]如图2所示，速度管柱1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.井下增压采气系统，其特征在于，包括速度管柱(1)，所述速度管柱(1)一端缠绕连接有收放机构(4)，另一端穿过鹅颈支架(5)与增压泵(11)一端连接；所述收放机构(4)一侧设置有车架(12)，所述鹅颈支架(5)通过铰链支撑架(7)固接于车架(12)尾部。2.根据权利要求1所述的井下增压采气系统，其特征在于，所述速度管柱(1)包括基体(1
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1)，所述基体(1
‑
1)沿轴向开有若干个输气通道(1
‑
6)，所述基体(1
‑
1)轴心沿轴向开有通孔，通孔内穿有液压控制管(1
‑
4)。3.根据权利要求2所述的井下增压采气系统，其特征在于，若干所述输气通道(1
‑
6)绕基体(1
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1)轴心呈环状分布，所述基体(1
‑
1)沿轴向穿有信号线(1
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2)、动力电缆(1
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3)和控制电缆(1
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5)，所述信号线(1
‑
2)、动力电缆(1
‑
3)和控制电缆(1
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5)外侧包覆有防护层，所述防护层为纤维增强复合材料。4.根据权利要求2或3所述的井下增压采气系统，其特征在于，所述基体(1
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1)采用PE、PA、PPS或PEEK中的任意一种。5.根据权利要求2或3所述的井下增压采气系统，其特征在于，所述车架(12)表面通过销轴连接有支撑油缸(6)，所述支撑油缸(6)另一端与铰链支撑架(7)侧壁销接。6.根据权利要求5所述的井下增压采气系统，其特征在于，所述铰链支撑架(7)上设置有可升降注入头(8)，所述速度管柱(1)穿过可升降注入头(8)，所述速度管柱(1)外还套接有上防喷器(9)和下防喷器(10)。7.根据权利要求6所述的井下增压采气系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国竟，吴盼，张向锋，张东，林本常，
申请(专利权)人：西安蓝水泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：