一种煤层气井不停产稳压抽洗系统及方法与流程

本发明涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种煤层气井排采过程中不停产稳压抽洗系统及方法。

背景技术：

煤层气开发过程中，煤层在钻具研磨、压裂液冲洗及压裂支撑剂打磨等作用下，会产生大量的煤粉，这些煤粉在后续排采中会随着水和气的产出而被携带到井筒，最后进入泵筒和油管中，当煤粉达到一定量时，导致卡泵而停产。

zl201210026646.8公开了一种煤层气开采过程中排液井不停抽洗井方法。该方法在煤层气排液井不停抽洗井管柱下入井下套管内，在油管内下入排水管柱。向套管与油管之间的环形空间内泵入洗井水，洗井水冲洗粘敷的煤粉并携带煤粉继续上行，到达地面排水管线中。该方案中所使用的洗井管柱比较复杂，洗井管柱结构复杂易造成井下的安全事故频发，投入成本和维护成本都比较高。并且如果煤层气井出现卡泵的现象，煤层气抽采设备就已经处于停机状态，该方法不能解决在停机状态下的卡泵问题。常规的解决煤层气井卡泵问题，一般通过上提管柱进行检泵，需要调集专业的修井队伍进行现场修井作业，作业前需对煤层气井进行半个月甚至更长的时间进行缓慢放压，不仅会使煤层气储层的裂隙出现不同程度的闭合从而影响煤储层的渗透率进而煤层气井的产能，而且由于放压造成的不连续排采使煤层气井产能恢复需要很长时间。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对煤粉较大的煤层气井，提供一种煤层气井不停产稳压抽洗系统及方法，起到清洗管式泵内煤粉的作用。同时针对卡泵的煤层气井，提供一种不需修井作业、不上提排采管柱而解决卡泵的抽洗方法。

本发明的一个技术方案是：一种煤层气井不停产稳压抽洗系统，它包括：柱塞泵、油管以及抽采泵。

油管及抽采泵下入井筒内，油管与井筒内的套管之间形成油套环空，油管通过底部吸入口与油套环空连通；油管位于井上部分设有三通结构；三通结构的第一接口与油管连接；井上动力装置的输出端通过三通结构的第三接口连接油管内的抽采泵。

抽洗液经柱塞泵加压后，通过安全阀注入油套环空内，在抽采泵一定的工作制度下，抽洗液通过吸入口进入油管内，对抽采泵及油管内的煤粉和泥砂进行冲洗，并通过三通结构的第二接口排出至地面。

在上述方案的技术上，进一步的，抽洗系统还包括：用于存放抽洗液的蓄水池；蓄水池通过进水管线接入柱塞泵的入口，在进水管线上设有过滤器。

在上述方案的技术上，进一步的，柱塞泵的出口处设有第一流量计以及第一压力表，柱塞泵的出口通过抽洗管线与安全阀连通。第一流量计以及第一压力表用于显示柱塞泵的出口出抽洗液的压力及流量。

在上述方案的技术上，进一步的，在柱塞泵的出口处还设有节流管线，节流管线的一端通过分水阀与抽洗管线连通，另一端连接在柱塞泵入口与过滤器之间的进水管线上。分水阀用于对柱塞泵出口处的抽洗液进行分流，当柱塞泵出口处的抽洗液的流量大于洗井实际所需的流量时，通过调节分水阀的开度将一部分抽洗液通过节流管线再次引流至柱塞泵的入口处，循环再利用。

在上述方案的技术上，进一步的，在抽洗管线与安全阀之间设有第二流量计、第二压力表以及止回阀。第二流量计与第二压力表分别用于显示抽洗管线内抽洗液的流量、压力，止回阀用于防止抽洗液逆流。

在上述方案的技术上，进一步的，蓄水池内设有水位计。当显示水位过低时，应及时对蓄水池进行抽洗液的补充。

在上述方案的技术上，进一步的，柱塞泵由配电柜内的提供电力。

在上述方案的技术上，进一步的，柱塞泵电机的频率能够调节。通过调节柱塞泵电机的频率，可进一步调控抽洗液的流量及流速。

在上述方案的基础上，进一步的，为实现自动化控制，抽洗系统还包括：诊断监控装置；诊断监控装置与水位计、第一流量计、第一压力表、第二流量计、第二压力表建立信号连接，分别用于采集蓄水池内水位高低，柱塞泵出口处的流量及压力大小，抽洗管线内压力大小；诊断监控装置与柱塞泵中的电机以及分水阀建立信号连接，根据上述所采集的信息进行综合判断，由此调节柱塞泵电机的频率以及分水阀的开度。

更进一步的，抽洗系统还包括：远程客户端；远程客户端与诊断监控装置建立信号连接，能够同步查看诊断监控装置所获得的采集信息，并且远程客户端能够通过诊断监控装置调节柱塞泵电机的频率以及分水阀的开度。

本发明的另一个技术方案是：一种煤层气井不停产稳压抽洗方法，它基于上所述的煤层气井不停产稳压抽洗系统，包括以下步骤：

a.安装抽洗系统；

b.开启柱塞泵，在柱塞泵的作用下，抽洗液注入油套环空内；

c.针对正常运行的煤层气井，开启抽采泵，继续注入抽洗液直至抽洗液从三通结构的第二接口排出至地面；

d.调节所注入的抽洗液的流量及流速，对抽采泵及油管的内壁进行冲洗，冲洗时间大于30min；

e.关闭抽采泵，利用柱塞泵进行加压洗泵，柱塞泵的泵注压力应高于井口套压2-3mpa，冲泵时间大于30min；

f.重复步骤d、e，直至排出地面的抽洗液清澈不含杂质；

g.关闭抽洗系统，并进行拆除。

上述方案的基础上，进一步的，针对于卡泵停机的煤层气井，在步骤b、c之间进行加压解卡步骤，即：令柱塞泵的泵注压力高于井口套压2-3mpa，持续加压5min后仍不能解除卡泵，继续加压2mpa直至解除卡泵；当抽洗液从三通结构的第二接口排出至地面后，降低泵压至0mpa。

有益效果：本发明结构简单，柱塞泵具有增压作用，将地面的抽洗液不断注入油套环空内，通过提高抽洗液的流量、增加抽洗液的流速，达到冲洗抽采泵及油管内的固相物、避免卡泵的目的。在整个抽洗过程中，抽采设备不需要停机，通过控制注入抽洗液的流量，达到控制流压和液面基本平稳，最低限度的减少对煤层的激动，降低对煤层的伤害。本发明不需要特殊的井内管柱配合，降低安全风险，节省成本。

本发明配有诊断监控装置能够对抽洗系统中管线的工况进行监控，并根据工况对抽洗液的流量、流速进行自动化的控制。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构组成框图。

图3为本发明所述方法的流程图。

图中：1-柱塞泵、2-套管、3-油管、4-抽采泵、5-三通结构、6-安全阀、7-蓄水池、8-过滤器、9-第一流量计、10-第一压力表、11-分水阀、12-第二压力表、13-止回阀、14-水位计、15-配电柜、16-诊断监控装置、17-远程客户端、18-第二流量计。

具体实施方式

实施例1，参见附图1，一种煤层气井不停产稳压抽洗系统，它包括：柱塞泵1、油管3、抽采泵4以及蓄水池7。

油管3及抽采泵4下入井筒内，油管3与井筒内的套管2之间形成油套环空，油管3通过底部吸入口与油套环空连通；油管3位于井上部分设有三通结构5；三通结构5的第一接口与油管3连接；井上动力装置的输出端通过三通结构5的第三接口连接油管3内的抽采泵4。

蓄水池7用于存放抽洗液，蓄水池7通过进水管线接入柱塞泵1的入口，在进水管线上设有过滤器8。蓄水池7内设有水位计14。当显示水位过低时，应及时对蓄水池7进行抽洗液的补充。

柱塞泵1的出口处设有第一流量计9以及第一压力表10。柱塞泵1的出口通过抽洗管线与安全阀6连通。在柱塞泵1的出口处还设有节流管线，节流管线的一端通过分水阀11与抽洗管线连通，另一端连接在柱塞泵1入口与过滤器8之间的进水管线上。

在抽洗管线与安全阀6之间设有第二流量计18、第二压力表12以及止回阀13。第二流量计18、第二压力表12分别用于显示抽洗管线内抽洗液的流量、压力，止回阀13用于防止抽洗液逆流。

柱塞泵1由配电柜15内的提供电力，同时，柱塞泵1电机的频率能够调节。通过调节柱塞泵1电机的频率，可进一步调控抽洗液的流量及流速。

本系统的工作过程为：

蓄水池7内的抽洗液经过滤器8过滤后，由柱塞泵1进行加压，第一流量计9以及第一压力表10显示柱塞泵1的出口出抽洗液的压力及流量，分水阀11用于对柱塞泵1出口处的抽洗液进行分流，当柱塞泵1出口处的抽洗液的流量大于洗井实际所需的流量时，通过调节分水阀11的开度将一部分抽洗液通过节流管线再次引流至柱塞泵1的入口处，循环再利用。抽洗液经柱塞泵1加压后，通过安全阀6注入油套环空内，第二流量计18、第二压力表12分别用于显示抽洗管线内抽洗液的流量、压力；在抽采泵4一定的工作制度下，抽洗液通过吸入口进入油管3内，对抽采泵4及油管3内的煤粉和泥砂进行冲洗；通过调节柱塞泵1的频率以及分水阀11的开度，进而提高抽洗液的流量、增加抽洗液的流速，达到加强冲洗抽采泵4及油管3内壁、避免卡泵的目的。最终携带煤粉及泥沙的抽洗液通过三通结构5的第二接口排出至地面。

在洗井的过程中，若抽洗管线因压力差压产生泄漏或管道爆裂时，可及时通过安全阀6对抽洗管线进行封闭。

实施例2，参见附图2，在实施例1的基础上，为实现自动化控制，抽洗系统还包括：诊断监控装置16；诊断监控装置16与水位计14、第一流量计9、第一压力表10、第二流量计18、第二压力表12建立信号连接，分别用于采集蓄水池7内水位高低，柱塞泵1出口处的流量及压力大小，抽洗管线内压力大小；诊断监控装置15与柱塞泵1中的电机以及分水阀11建立信号连接，根据上述所采集的信息进行综合判断，由此调节柱塞泵1电机的频率以及分水阀11的开度。

更进一步的，抽洗系统还包括：远程客户端17；远程客户端17与诊断监控装置16建立信号连接，能够同步查看诊断监控装置16所获得的采集信息，并且远程客户端17能够通过诊断监控装置16调节柱塞泵1电机的频率以及分水阀11的开度。

实施例3，参见附图3，一种煤层气井不停产稳压抽洗方法，它基于实施例1或2所述的煤层气井不停产稳压抽洗系统，包括以下步骤：

a.安装抽洗系统；

b.开启柱塞泵1，在柱塞泵1的作用下，蓄水池7内的抽洗液过滤后注入油套环空内；

c.针对正常运行的煤层气井，开启抽采泵4，继续注入抽洗液直至抽洗液从三通结构5的第二接口排出至地面；

d.通过第一流量计9、第一压力表10、第二流量计18、第二压力表12的读数，调节柱塞泵1的频率以及分水阀11的开度，进而调节所注入的抽洗液的流量及流速，对抽采泵4及油管3的内壁进行冲洗，冲洗时间大于30min；

e.关闭抽采泵4，利用柱塞泵1进行加压洗泵，柱塞泵1的泵注压力应高于井口套压2-3mpa，冲泵时间大于30min；

f.重复步骤d、e，直至排出地面的抽洗液清澈不含杂质；

g.关闭抽洗系统，并进行拆除。

针对于卡泵停机的煤层气井，在步骤b、c之间进行加压解卡步骤，即：令柱塞泵1的泵注压力高于井口套压2-3mpa，持续加压5min后仍不能解除卡泵，继续加压2mpa直至解除卡泵；当抽洗液从三通结构5的第二接口排出至地面后，降低泵压至0mpa。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。