一种L型煤层气水平井捞煤粉装置的制作方法

本技术属于煤层气开发，涉及一种l型煤层气水平井捞煤粉装置。

背景技术：

1、由于赋存有煤层气的煤岩层往往都具有“高储低渗”的特点，所以必须通过水力加砂压裂等手段进行储层改造，而压裂施工又不可避免地会产生大量煤粉、且在近井带容易形成淤砂。排采期间，排液、产气过程又进一步加剧了煤岩层吐压裂砂、吐煤粉和煤颗粒，排采过程中气液携带出的压裂砂、煤粉和煤颗粒等固体颗粒容易在水平井段沉积，随着排采时间的延长，压裂砂、煤粉和煤颗粒最终造成井筒堵塞。同时，不当的排砂清淤措施又常常容易对储层造成二次伤害，从而影响煤层气井的产能和寿命；严重的压裂砂、煤粉和煤颗粒淤积和堵塞甚至会危及排采泵运行安全，导致卡泵、埋泵。

2、针对l型煤层气水平井，现有排砂清淤措施主要包括水力冲洗井和管式泵机械捞砂。这两种措施主要存在以下缺陷：对于水力冲砂洗井工艺，在洗井过程中洗出的煤粉、砂子通过油管和套管之间的环空返回地面，会造成井底压力增加，导致煤层受到扰动、污染，煤层气井产气量无法提高，甚至还会发生大幅降低。对于管式泵机械捞砂施工：沉砂管位于管式泵和砂铲之间，单次捞砂量受到沉砂管容积限制，当井底沉煤粉或砂量较大时，需要进行多次起下工具作业，工作量大；为保障施工安全，主要将常规管式捞砂泵下至井斜不大于60°的直井段和造斜段，对于水平段较长的水平井捞砂效果差。

3、综上所述，亟需研发一种适用于煤层气l型水平的排砂清淤装置，以提高l型煤层气水平井的捞砂洗井效果。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种l型煤层气水平井捞煤粉装置，以解决现有技术中存在的l型煤层气水平井工作量大且捞砂效果差的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采取的技术方案包括：

3、一种l型煤层气水平井捞煤粉装置，包括由上至下顺序同轴连通设置的上接头、游动阀、捞砂泵、固定阀、引砂管和砂铲；

4、所述游动阀包括游动阀罩体，所述游动阀罩体内下部设置有第一阀座，所述第一阀座上方设置有能够沿游动阀罩体轴向移动的第一阀球，所述第一阀球顶部连接有第一阀球复位装置；

5、所述固定阀包括固定阀罩体，所述固定阀罩体内设置有第二阀座，所述第二阀座上设置有能够沿固定阀罩体轴向移动的第二阀球，所述第二阀球的上顶部连接有第二阀球复位装置；

6、所述第一阀座上开设有第一阀口，所述第二阀座上开设有第二阀口，所述第一阀球能够通过上下移动来开启、封闭第一阀口，所述第二阀球能够通过上下移动来开启、封闭第二阀口；

7、所述砂铲为由下至上开口逐渐缩小的喇叭口状结构。

8、本实用新型还具有以下技术特征：

9、具体的，所述第一阀球复位装置与第二阀球复位装置结构相同，所述第一阀球复位装置包括支撑架，所述支撑架包括一体化连接设置的安装部和连接部，所述安装部的中间开设有安装孔，所述安装孔内穿设有能够沿竖向移动的支撑杆；所述连接部一端与安装部侧壁相连，另一端与游动阀罩体内壁相连；所述支撑杆下端设置有托盘，所述托盘与第一阀球相连；所述支撑杆外套设有弹簧。

10、更进一步的，当所述第一阀球坐在第一阀座上时，所述支撑架下端面距第一阀座顶面的距离小于所述弹簧的自由高度。

11、更进一步的，所述上接头的上端连接有动力油管。

12、更进一步的，所述砂铲的下端沿周向间隔设置有多个铲砂齿。

13、更进一步的，所述托盘为弹性材质弧形板。

14、更进一步的，所述捞砂泵包括同轴套装的泵筒和空心活塞杆，所述空心活塞杆的上部与泵筒之间设置有第一滑动密封圈，所述第一滑动密封圈布设在空心活塞杆外周壁上且与泵筒的内周壁相抵。

15、更进一步的，所述泵筒的下部与空心活塞杆之间设置有第二滑动密封圈，所述第二滑动密封圈布设在泵筒的内周壁上且与空心活塞杆外周壁相抵。

16、更进一步的，所述泵筒的直径d、空心活塞杆的直径d和水平井的最深位置深度h满足以下关系：

17、

18、式中，

19、h为水平井最深位置的垂直深度，单位为m；

20、ρ为井筒内液体密度，单位为kg/m3；

21、g为重力加速度，取值9.8n/kg，

22、g为长度为h的动力油管的重力，单位为n；

23、d为捞砂泵的泵筒直径，单位为m；

24、d为捞砂泵的空心活塞杆直径，单位为m。

25、本实用新型的有益效果是：

26、(1)本实用新型提供的捞煤粉装置上方连接动力油管，动力油管可直接作为沉砂管，无需使用沉砂管，单次捞砂施工捞砂量不受限制，减少水平段捞砂施工工作量；采用喇叭口状结构的砂铲，有利于将井底的砂子、煤粉清理干净，保证后方的油管不被卡；当捞煤粉装置在造斜段或水平段使用时，借助设计的阀球复位装置，尤其是借助弹簧的弹力，能够实现第一阀球和第二阀球的强制复位，因此，本实用新型适用于直井段、造斜段、水平段的捞砂施工作业。

27、(2)本实用新型在捞砂施工过程中，可通过上提下放油管实施捞砂施工作业，施工工序简单易操作。

技术特征：

1.一种l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，包括由上至下顺序同轴连通设置的上接头(1)、游动阀(2)、捞砂泵(3)、固定阀(4)、引砂管(5)和砂铲(6)；

2.如权利要求1所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述第一阀球复位装置(24)与第二阀球复位装置(44)结构相同，所述第一阀球复位装置(24)包括支撑架(241)，所述支撑架(241)包括一体化连接设置的安装部(2411)和连接部(2422)，所述安装部(2411)的中间开设有安装孔，所述安装孔内穿设有能够沿竖向移动的支撑杆(242)；所述连接部(2422)一端与安装部(2411)侧壁相连，另一端与游动阀罩体(21)内壁相连；所述支撑杆(242)下端设置有托盘(243)，所述托盘(243)与第一阀球(23)相连；所述支撑杆(242)外套设有弹簧(244)。

3.如权利要求2所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，当所述第一阀球(23)坐在第一阀座(22)上时，所述支撑架(241)下端面距第一阀座(22)顶面的距离小于所述弹簧(244)的自由高度。

4.如权利要求1所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述上接头(1)的上端连接有动力油管(7)。

5.如权利要求1所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述砂铲(6)的下端沿周向间隔设置有多个铲砂齿(61)。

6.如权利要求2所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述托盘(243)为弹性材质弧形板。

7.如权利要求1所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述捞砂泵(3)包括同轴套装的泵筒(31)和空心活塞杆(32)，所述空心活塞杆(32)的上部与泵筒(31)之间设置有第一滑动密封圈(8)，所述第一滑动密封圈(8)布设在空心活塞杆(32)外周壁上且与泵筒(31)的内周壁相抵。

8.如权利要求7所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述泵筒(31)的下部与空心活塞杆(32)之间设置有第二滑动密封圈(9)，所述第二滑动密封圈(9)布设在泵筒(31)的内周壁上且与空心活塞杆(32)外周壁相抵。

9.如权利要求7所述的l型煤层气水平井捞煤粉装置，其特征在于，所述泵筒(31)的直径d、空心活塞杆(32)的直径d和水平井的最深位置深度h满足以下关系：

技术总结
本技术提供一种L型煤层气水平井捞煤粉装置，包括由上至下顺序同轴连通设置的上接头、游动阀、捞砂泵、固定阀、引砂管和砂铲；游动阀包括游动阀罩体，游动阀罩体内下部设置有第一阀座，第一阀座上设置有能够沿游动阀罩体轴向移动的第一阀球，第一阀球上方设置有第一阀球复位装置；固定阀包括固定阀罩体，固定阀罩体内设置有第二阀座，第二阀座上设置有能够沿固定阀罩体轴向移动的第二阀球，第二阀球的上方设置有第二阀球复位装置；砂铲为由下至上开口逐渐缩小的喇叭口状结构。本技术的动力油管可直接作为沉砂管，减少了水平段捞砂施工工作量，采用喇叭口型砂铲，可以将井筒底部的砂子、煤粉清理干净，保证后方油管不被卡。

技术研发人员：刘超,李浩哲,苏雷,荚胜丰,高腾飞,袁广,杨建超,郑玉岐
受保护的技术使用者：淮南矿业集团煤层气开发利用有限责任公司
技术研发日：20231013
技术公布日：2024/5/10