一种气井的井下管柱的制作方法
【专利摘要】本发明涉及天然气工程设备领域，尤其涉及高含硫气井的井下管柱。包括气体管道、除固体杂质装置、多个气体过滤装置，气体管道的两端分别设有进气口和出气口，除固体杂质装置固定安装在气体管道内靠近所述进气口的一端，气体管道内靠近除固体杂质装置的一端至靠近所述出气口的一端上依次均匀固定安装有多个气体过滤装置，相邻的所述气体过滤装置之间留有间隙，所述气体管道的侧面上设有多个均匀分布的气体通道，所述气体通道用于连通相邻的间隙。本发明的有益效果是：从气体的源头进行除杂净化处理，减少了气体腐蚀管线的路径，同时充分利用了地下空间，降低对地面管线材质抗腐蚀能力的要求，延长地下及地面管线寿命节约了经济成本。
【专利说明】一种气井的井下管柱
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气工程设备领域的一种气井的井下管柱，尤其涉及高含硫气井的井下管柱。
【背景技术】
[0002]目前气藏在开发过程中，会出砂或者出固体杂质造成管线堵塞，另外天然气与水结合易形成冰堵(所谓的冰堵是指天然气水合物)，天然气中含有的硫化氢与水结合，易腐蚀设备甚至泄露造人员伤亡和环境污染。目前传统的处理方式是，将除水、除硫的任务集中到地面处理，而忽视了在地下的源头开始处理。导致在整个开发过程中，气体流过的管道都容易发生堵塞和腐蚀。而且，对地面上用于气体输送的集输材料要求过高，尤其是针对高含硫气藏的开发，对材料的要求更高，导致开发费用过高，经济效益差。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种气井的井下管柱，克服了目前气藏开发腐蚀严重、易堵塞、成本高、地面空间占用大的缺陷。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种气井的井下管柱，包括气体管道、除固体杂质装置、多个气体过滤装置，所述气体管道的两端分别设有进气口和出气口，所述除固体杂质装置固定安装在所述气体管道内靠近所述进气口的一端，所述气体管道内靠近所述除固体杂质装置的一端至靠近所述出气口的一端上依次均匀固定安装有多个所述气体过滤装置，相邻的所述气体过滤装置之间留有间隙，所述气体管道的侧面上设有多个均匀分布的气体通道，所述气体通道用于连通相邻的间隙。
[0005]本发明的有益效果是:从气体的源头进行除杂净化处理，降低了环境的污染，同时充分利用了低下空间，减少了地表空间的占用，节约了经济成本。
[0006]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0007]进一步，所述除固体杂质装置包括输送管、螺旋挡板、多个过滤网、立柱，所述螺旋挡板的内侧固定在所述立柱上，且绕着所述立柱螺旋上升，所述螺旋挡板的外侧固定安装在所述输送管的内壁面上，多个所述过滤网悬挂安装在所述输送管的内壁上，且均匀分布在所述螺旋挡板的外侧离心力最大处。
[0008]采用是上述进一步方案的有益效果是:通过过滤网过滤除去固体杂质，从源头净化气体。
[0009]进一步，所述气体过滤装置包括过滤管道、多个支撑板，所述支撑板上设有多个均匀分布的气孔，所述过滤管道竖直放置，多个所述支撑板互相平行且径向的设置在所述过滤管道内，并从所述过滤管道的底端均匀固定安装至所述过滤管道的顶端，所述过滤管道的底端设有气体进口，所述过滤管道的顶端设有气体出口。
[0010]采用是上述进一步方案的有益效果是:充分利用低下输送空间，在地下输送过程中完成气体的除杂净化，该结构用于气体竖直输送时的净化。
[0011]进一步，所述气体过滤装置包括过滤管道、三个支撑板、所述支撑板上设有多个均匀分布的气孔，所述过滤管道水平放置，所述三个支撑板互相平行且均从所述过滤管道的一端延伸至所述过滤管道的另一端，并将所述过滤管道均匀分隔成四层，所述过滤管道一端端部的最底层设有气体进口，所述过滤管道另一端端部的最顶层设有气体出口。
[0012]采用是上述进一步方案的有益效果是:充分利用低下输送空间，在地下输送过程中完成气体的除杂净化，该结构用于气体水平输送时的净化。
[0013]进一步，所述支撑板上安放有过滤剂。
[0014]采用是上述进一步方案的有益效果是:通过放置过滤剂进行气体的充分净化，避免污染环境。
[0015]进一步，靠近所述进气口一端的所述气体过滤装置内的所述过滤剂为黄土(所谓的黄土即为沼铁矿)或海绵铁中的一种，用于除去硫化氢。
[0016]采用是上述进一步方案的有益效果是:先除去气体中的硫化氢，减少有毒物质。
[0017]进一步，靠近所述出气口一端的所述气体过滤装置内的所述过滤剂为活性氧化铝、活性铝土矿、硅胶、无水氯化钙中的一种，用于除去水蒸气。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是:在除去气体中的硫化氢过程中会产生水蒸气，因此最后除去水蒸气，有利于气体进行彻底除杂净化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明一种气井的井下管柱的结构示意图；
[0020]图2为本发明一种气井的井下管柱的除固体杂质装置的结构示意图；
[0021]图3为本发明一种气井的井下管柱的竖直安放的气体过滤装置的结构示意图；
[0022]图4为本发明图一种气井的井下管柱的水平安放的气体过滤装置的结构示意图。
[0023]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0024]1、进气口，2、气体管道，3、气体通道，4、出气口，5、气体过滤装置，6、间隙，7、除固体杂质装置，8、输送管，9、螺旋挡板，10、过滤网，11、过滤剂，12、过滤管道，13、支撑板，14、立柱。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0026]如图1所示，本发明包括气体管道2、除固体杂质装置7、多个气体过滤装置5，所述气体管道2的两端分别设有进气口 I和出气口 4，气体开采之后通过进气口 I进入管柱，再由出气口 4输出到地面上。所述除固体杂质装置7固定安装在所述气体管道2内靠近所述进气口 I的一端，除固体杂质装置7的数量可以根据输送需求进行安装设置，若输送距离较长时，可叠加安装多个除固体杂质装置7。所述气体管道2内靠近所述除固体杂质装置7的一端至靠近所述出气口 4的一端上依次均匀固定安装有多个所述气体过滤装置5，气体过滤装置5的数量根据需求设定，要满足将气体中的有毒物质完全吸附除尽，气体过滤装置5用于过滤除去气体中的有毒物质和水蒸气。相邻的所述气体过滤装置5之间留有间隙6，所述气体管道2的侧面上设有多个均匀分布的气体通道3，所述气体通道3用于连通相邻的间隙6。设置气体通道3是为了方便气体流动，气体通过气体过滤装置5时流通的速度较慢，因此部分气体通过气体通道3流走进入下一个气体过滤装置5再进行过滤除杂，经过多个气体过滤装置5的过滤后，气体得到净化。
[0027]如图2所示，所述除固体杂质装置7包括输送管8、螺旋挡板9、多个过滤网10、立柱14，所述螺旋挡板9的内侧固定在所述立柱14上，且绕着所述立柱14螺旋上升，所述螺旋挡板9的外侧固定安装在所述输送管8的内壁面上，多个所述过滤网10悬挂安装在所述输送管8的内壁上，且均匀分布在所述螺旋挡板9的外侧离心力最大处。气体完成开采之后，进入输送管8内，通过螺旋挡板9引导气体螺旋上升输送，上升输送过程中与输送管8两侧的过滤网10接触，过滤网10除去气体中砂砾等固体杂质，除去固体杂质后更加有利于后续步骤中过滤剂11进行吸附过滤作用。气体在上升过程中自带上升速度，过滤网10安装在螺旋挡板9外侧离心力最大处，有利于杂质进入过滤网内。
[0028]如图3所示，当气体过滤装置5在地下进行竖直安装时，所述气体过滤装置5包括过滤管道12、多个支撑板13，所述支撑板13上设有多个均匀分布的气孔，气体通过气孔上升。所述过滤管道12竖直放置，多个支撑板13互相平行且径向的设置在过滤管道12内，并从所述过滤管道12的底端均匀固定安装至所述过滤管道12的顶端。所述过滤管道12的底端设有气体进口，所述过滤管道12的顶端设有气体出口，气体由气体进口进入然后上升，经过过滤后由气体出口输出进入下一个气体过滤装置5。
[0029]在气藏开发过程中，有时会遇到水平井段，如图4所示，当遇到水平井段气体过滤装置5采用水平安装时，所述气体过滤装置5包括过滤管道12、三个支撑板13、所述支撑板13上设有多个均匀分布的气孔。所述过滤管道12水平放置，所述三个支撑板13互相平行且均从过滤管道12的一端延伸至过滤管道12的另一端，并将所述过滤管道12均匀分隔成四层。过滤管道12两端封闭，在过滤管道12的一端端部的最底层设有气体进口，过滤管道12的另一端端部的最顶层设有气体出口，气体由最底层进入过滤管道12内，进入过滤管道12后穿过过滤剂11和支撑板13直至过滤管道12的最顶层，最后输出进入下一个气体过滤装置5。
[0030]如图3、图4所示，所述支撑板13上安放有过滤剂11。靠近所述进气口 I 一端的所述气体过滤装置5内的所述过滤剂11为黄土或海绵铁中的一种，用于除去硫化氢。靠近出气口 4 一端的所述气体过滤装置5内的所述过滤剂11为活性氧化铝、活性铝土矿、硅胶、无水氯化钙中的一种，用于除去水蒸气。
[0031]根据化学反应有以下化学式:
[0032]Fe203+3H2S — Fe2S3+3H20 ；
[0033]Fe304+4H2S — 3FeS+4H20+S ；
[0034]FeS+S — FeS2;
[0035]从上述化学式中可以得知脱硫过程中会完全产生水，因此先进行硫化氢的去除，最后再进行水蒸气的去除。每100kg Fe2O3完全反应可以脱出H2S的量为63.87kg。用于除去硫化氢的过滤剂11采用黄土或海绵铁中的一种，黄土和海绵铁的主要成分均为Fe203。
[0036]其工作过程为:从气藏开发出的气体由进气口 I进入到气体管道2内，通过除固体杂质装置7进行固体杂质过滤，过滤后的气体一部分从气体输送装置内部流过除去气体中的硫化氢，一部分气体从气体通道3流过进入下一个气体过滤装置5，循环直至气体中的硫化氢除尽，最后通过上部的气体过滤装置5进行水蒸气的去除，完成气体的开发处理，从气体管道2的出气口 4输出。
[0037]本发明利用地下空间将开发出的气体进行了处理，减轻了地面处理气体的难度，除去气体中的固体杂质，避免了固体杂质对地面管线造成堵塞。除去气体中的硫化氢可以减少气体的腐蚀距离，减弱对地面管线的腐蚀，降低了经济成本，地面占地空间小，节约资源。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
【权利要求】
1.一种气井的井下管柱，其特征在于，包括气体管道(2)、除固体杂质装置(7)、多个气体过滤装置(5)，所述气体管道(2)的两端分别设有进气口(I)和出气口(4)，所述除固体杂质装置(7)固定安装在所述气体管道(2)内靠近所述进气口(I)的一端，所述气体管道(2)内靠近所述除固体杂质装置(7)的一端至靠近所述出气口(4)的一端上依次均匀固定安装有多个所述气体过滤装置(5)，相邻的所述气体过滤装置(5)之间留有间隙￠)，所述气体管道(2)的侧面上设有多个均匀分布的气体通道(3)，所述气体通道(3)用于连通相邻的间隙出)。
2.根据权利要求1所述的一种气井的井下管柱，其特征在于，所述除固体杂质装置(7)包括输送管(8)、螺旋挡板(9)、多个过滤网(10)、立柱(14)，所述螺旋挡板(9)的内侧固定在所述立柱(14)上，且绕着所述立柱(14)螺旋上升，所述螺旋挡板(9)的外侧固定安装在所述输送管(8)的内壁面上，多个所述过滤网(10)悬挂安装在所述输送管(8)的内壁上，且均匀分布在所述螺旋挡板(9)的外侧离心力最大处。
3.根据权利要求1所述的一种气井的井下管柱，其特征在于，所述气体过滤装置(5)包括过滤管道(12)、多个支撑板(13)，所述支撑板(13)上设有多个均匀分布的气孔，所述过滤管道(12)竖直放置，多个所述支撑板(13)互相平行且径向的设置在所述过滤管道(12)内，并从所述过滤管道(12)的底端均匀固定安装至所述过滤管道(12)的顶端，所述过滤管道(12)的底端设有气体进口，所述过滤管道(12)的顶端设有气体出口。
4.根据权利要求1所述的一种气井的井下管柱，其特征在于，所述气体过滤装置(5)包括过滤管道(12)、三个支撑板(13)、所述支撑板(13)上设有多个均匀分布的气孔，所述过滤管道(12)水平放置，所述三个支撑板(13)互相平行且均从所述过滤管道(12)的一端延伸至所述过滤管道(12)的另一端，并将所述过滤管道(12)均匀分隔成四层，所述过滤管道(12) —端端部的最底层设有气体进口，所述过滤管道(12)另一端端部的最顶层设有气体出口。
5.根据权利要求3或4所述的一种气井的井下管柱，其特征在于，所述支撑板(13)上安放有过滤剂(11)。
6.根据权利要求5所述的一种气井的井下管柱，其特征在于，靠近所述进气口(I)一端的所述气体过滤装置(5)内的所述过滤剂(11)为黄土或海绵铁中的一种，用于除去硫化氢。
7.根据权利要求5所述的一种气井的井下管柱，其特征在于，靠近所述出气口(4)一端的所述气体过滤装置(5)内的所述过滤剂(11)为活性氧化铝、活性铝土矿、硅胶、无水氯化钙中的一种，用于除去水蒸气。
【文档编号】E21B17/00GK104499954SQ201410808455
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】赵燃 申请人:赵燃