38]使用抽油杆2内部的空间进行排采的过程中，如果产水量增加，可关闭抽油杆2，停止第二种排采方式，重新开启管套环空和杆管环空，使用第一种排采方式。
[0039]抽油杆2可以由短的空心抽油杆依次连接而成，也可以是连续油管和小油管，或其他具有内部通道的杆柱构成。
[0040]该螺杆泵设备能够采用两种排采方式，产水量较大时适用于第一种排采方式，产水量较小产气量较大时适用于第二种排采方式，可以根据产水量的变化选择合适的排采方式，两种排采方式可以实现连续转换，对井筒进行连续、稳定的降压排水。
[0041]该螺杆泵设备能够根据产水量选择合适的排采方式，改变排采方式后，通过抽油杆2内部的空间产气并排水，不需要提供动力，能够利用煤层气的能量进行排水。通过抽油杆2排采时，不需要螺杆泵3工作，能够避免螺杆泵3故障。该螺杆泵设备能够适应水量的变化，稳定可靠的工作。
[0042]具体的，在排采初期，需要封堵结构4使抽油杆2保持密封，螺杆泵设备以第一种排采方式工作，需要转换为第二种排采方式时，开启封堵结构4，可以向抽油杆2内部投入重物，重物落下时将以一定的速度冲击封堵结构4，使封堵结构4开启，重物可以为铁球或铁钎，封堵结构4可以为如下结构。
[0043]—种优选的实施方式中，封堵结构4包括封堵板41和护板42，封堵板41和护板42固设于抽油杆2的内壁；封堵板41设有冲击断裂部，以便向抽油杆2内部投入重物时，封堵板41能够沿冲击断裂部断裂并脱落；护板42位于封堵板41的下侧，能够避免物体落入井下。
[0044]该螺杆泵设备以第一种排采方式工作过程中，封堵板41能够密封抽油杆2下端，当产水量减少到一定程度，需要改变排采方式时，可以向抽油杆2内投入重物，封堵板41设有冲击断裂部，重物做自由落体运动，以一定速度撞击封堵板41时，封堵板41能够沿冲击断裂部断裂，并与重物一起脱落，开启封堵结构4。
[0045]位于封堵板41下侧的护板42的作用是防止物体落入井下，能够防止封堵板41和重物落入井下，护板42起到保护支架的作用，井下的水和气体可以通过护板42。
[0046]护板42的结构可以为部分圆板、具有孔洞的圆板、或者为支架式的结构。
[0047]具体的，如图3所示，冲击断裂部为封堵板41周部的环形的断裂凹槽43。当重物撞击封堵板41时，封堵板41可以沿其周部的断裂凹槽43断裂，断裂下来的封堵板41的中心部位与重物一同脱落。
[0048]优选地，封堵板41上下两侧的对应位置均设有断裂凹槽43。
[0049]根据应力集中的原理，利用断裂力学、冲击力学计算得到封堵板41的结构，具有断裂凹槽43的封堵板41具有一定的强度，在第一种排采方式时，能够保证抽油杆2的密封，同时，需要使用抽油杆2进行排采时，向抽油杆2内投入重物，重物冲击封堵板41时，能够将其冲下，沿断裂凹槽断裂，共同落到护板42上，打开环空，转换排采方式。
[0050]在上述实施方式中，封堵板41和/或护板42与抽油杆2的内部焊接。
[0051]封堵板41和护板42均固设在抽油杆2内部，封堵板41位于护板42上侧，二者相距一定的距离。
[0052]另一种优选的实施方式中，封堵结构4为设置在抽油杆2内的井下开关，井下开关关闭时封堵抽油杆2，井下开关能够被重物触发开启或关闭。
[0053]如图4所示，封堵结构4可以为井下开关，该井下开关具有关闭、开启两个状态，处于关闭状态时，封堵抽油杆2，需要转换排采方式时，向抽油杆2内投入重物，触动井下开关转化为开启状态，则构成抽油杆2排采的通道。
[0054]具体的，井下开关包括旋塞44及其配合结构45，配合结构45设于抽油杆2的内壁，具有与旋塞35配合的中心孔，重物触发旋塞44时，旋塞44能够转动一定角度，开启或关闭井下开关。
[0055]配合结构45设于抽油杆2的内部，配合结构45具有与旋塞44配合的中心孔，中心孔与旋塞44正常配合时，井下开关关闭，保持密封；当旋塞44转动一定角度时，能够开启井下开关；旋塞44再继续转动一定角度时，井下开关恢复到关闭状态。
[0056]旋塞44可以为具有孔并且可旋转的锥形栓塞，当旋塞44的孔正对着配合结构45的中心孔时，井下开关开启，流体就可通过；当旋塞44转动一定角度其孔完全被配合结构45挡住时，流体就不能通过，井下开关关闭。
[0057]一种具体的实施方式中，配合结构45的下侧具有楔形齿，旋塞44的下侧具有与楔形齿配合的凸块，重物触发旋塞44时，凸块能够沿楔形齿的斜面移动，以便使得旋塞44转动。
[0058]如图4所示，重物碰触旋塞44时，旋塞44向下移动，移动过程中，由于下侧的气体压力，使得旋塞44的凸块沿着楔形齿的斜面移动，使得旋塞44向下移动的同时绕自身的轴线转动，凸块移动到楔形齿的齿尖后，旋塞44停止下移，下侧的气体压力可以使得凸块沿楔形齿的另一侧斜面移动，移动到另一个楔形齿的齿底时停止转动，旋塞44刚好转过一定角度，井下开关被开启；重复上述动作，旋塞44继续转过一定角度时，可以关闭井下开关。
[0059]以上对本实用新型所提供的用于煤层气开采的螺杆泵设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于煤层气开采的螺杆泵设备，包括电机、油管(1)、抽油杆(2)和螺杆泵(3);所述油管(I)的下部位于井下套管内，形成管套环空；所述抽油杆(2)的下部位于所述油管(I)内，形成杆管环空；所述螺杆泵(3)位于井下，其定子(31)设置在所述油管(I)的内壁，所述抽油杆(2)的下端连接所述螺杆泵(3)的转子(32);所述电机位于地面上，并能够通过所述抽油杆(2)带动所述转子(32)转动；其特征在于，所述抽油杆(2)为中空结构，所述抽油杆(2)下端设有可开启的封堵结构(4)，以便依次关闭所述管套环空和所述杆管环空后，开启所述封堵结构(4)时，通过所述抽油杆(2)的内部排采。
2.如权利要求1所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述封堵结构(4)包括封堵板(41)和护板(42)，所述封堵板(41)和所述护板(42)固设于所述抽油杆(2)的内壁；所述封堵板(41)设有冲击断裂部，以便向所述抽油杆(2)内部投入重物时，所述封堵板(41)能够沿所述冲击断裂部断裂并脱落；所述护板(42)位于所述封堵板(41)的下侧，能够避免物体落入井下。
3.如权利要求2所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述冲击断裂部为所述封堵板(41)周部的环形的断裂凹槽(43)。
4.如权利要求3所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述封堵板(41)上下两侧的对应位置均设有所述断裂凹槽(43)。
5.如权利要求4所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述封堵板(41)和/或所述护板(42)与所述抽油杆(2)的内部焊接。
6.如权利要求1所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述封堵结构(4)为设置在所述抽油杆(2)内的井下开关，所述井下开关关闭时封堵所述抽油杆(2)，所述井下开关能够被重物触发开启或关闭。
7.如权利要求6所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述井下开关包括旋塞(44)及其配合结构(45)，所述配合结构(45)设于所述抽油杆(2)的内壁，具有与所述旋塞(44)配合的中心孔；所述重物触发所述旋塞(44)时，所述旋塞(44)能够转动一定角度，以便开启或关闭所述井下开关。
8.如权利要求7所述的用于煤层气开采的螺杆泵设备，其特征在于，所述配合结构(45)的下侧具有楔形齿，所述旋塞(44)的下侧具有与所述楔形齿配合的凸块，所述重物触发所述旋塞(44)时，所述凸块能够沿所述楔形齿的斜面移动，以便使得所述旋塞(44)转动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于煤层气开采的螺杆泵设备，包括电机、油管、抽油杆和螺杆泵；油管设置在井下套管内；螺杆泵位于井下，定子设置在油管的内壁，抽油杆的下端连接螺杆泵的转子；电机位于地面上，并能够通过抽油杆带动转子转动；抽油杆为中空结构，抽油杆下端设有可开启的封堵结构，以便关闭管套环空和杆管环空，开启封堵结构时，通过抽油杆排采。该螺杆泵设备能够采用两种排采方式工作，根据产水量的变化选择合适的排采方式，两种排采方式可以实现连续转换，对井筒进行连续、稳定的降压排水。设备改变排采方式后，不需要动力，利用煤层气的能量进行排水，不需要螺杆泵工作，能够避免故障，该螺杆泵设备能够适应水量的变化，稳定可靠的工作。
【IPC分类】E21B17-00, E21B43-00, F04C13-00, F04C2-107
【公开号】CN204572442
【申请号】CN201520182636
【发明人】莫日和, 綦耀光, 孟尚志, 郭本广, 赵军, 张文忠
【申请人】中联煤层气有限责任公司, 中国石油大学(华东)
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月27日