本发明涉及油气田及煤层气田开采排采工程，特别涉及一种多级高速离心泵驱动井下防砂堵射流排采系统及使用方法。
背景技术：
1、井下射流泵在油气井带砂采油、排水采气和煤层气井排水采气方面表现出了较强的优势，现有的射流排采泵动力液系统因注入压力较高多是用柱塞泵来驱动的，柱塞泵需要频繁的维护保养并需要经常停泵更换密封件，对于地层含砂量、含煤粉量较高的井层易在停泵时砂堵而出现开井困难的现象，有时甚至被迫起出管柱进行解堵后再启动生产，给生产带来极大不便并增加了生产成本；其次是柱塞泵在进行较大幅度调整泵注排量时，需要更换柱塞和缸套来实现，因而也进一步增加了停井频次；三是柱塞泵在寒冷地区的冬季使用需要在室内设置并配套必要的保温和加热设施，难以实现全自动化的无人管控系统，导致管理与维护成本高；四是注塞泵因噪音高、占用空间大，在邻近居民区、海上平台井区受到限制。
2、另外，现有的地面常用离心泵因级数少和转速低（小于1500转/分）限制了泵压，而现有的井下多级高压高速（大于2700转/分）潜油离心电泵，则因泵轴长度大、转速高、在泵启动和工作过程处于轴向波动，导致常用联轴传力和动密封结构难以适应高转速工况，温度高，造成故障率高、动密封处易泄漏，导致这种高速高压多级离心泵在国内尚处于研究开发阶段。
3、再者，现有的井下射流泵带砂采液系统因其内流道复杂迂回，砂粒在转向流动时的离心力和冲击、剪切力与液流的巨大差异，导致磨损、冲蚀严重，难以保持较长时间的工作寿命，当遇停电或需要停井更换泵芯时，井筒内液中的含砂会沉积堵塞，容易砂卡泵芯或砂堵流道，因而也需要发明一种耐磨损、抗砂堵的新型结构的射流排采系统。
技术实现思路
1、本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种多级高速离心泵驱动井下防砂堵射流排采系统及使用方法，解决了多级高速离心泵的泵轴长度大、转速高、在泵启动和工作过程处于轴向波动，导致常用联轴传力和动密封结构难以适应高转速工况，造成故障率高的问题；另外，改进了防砂堵管式射流泵，增强了其抗砂堵性能，其结构新颖简单，安全可靠，还在小径油管上分段安装多个沉砂承托伞，避免沉砂都沉入泵筒导致井下泵和管柱的砂堵。
2、本发明提到的一种多级高速离心泵驱动井下防砂堵射流排采系统，其技术方案是：包括井口、水罐，在井口的一侧安设水罐，其中，还包括卧式离心泵、沉砂承托伞、防砂堵管式射流泵，所述卧式离心泵安装在地面的水罐旁边，卧式离心泵的输出端通过管线连接到井口，通过油管将防砂堵管式射流泵安设在井下的产油层，在油管内安装小径油管，且小径油管的下端连接到防砂堵管式射流泵的上端，在小径油管上分段安装多个沉砂承托伞，在油管上分段安装多个沉砂承托罩，且每个沉砂承托伞位于沉砂承托罩内腔，且沉砂承托伞的上部外壁与沉砂承托罩的内壁之间形成环空，沉砂通过沉砂承托伞承接，液体通过环空上行时带动沉砂承托伞内的砂子排出到地面。
3、优选的，上述卧式离心泵包括驱动电机、联轴器、出液管、高速减震密封保护器、泵体、基础支架、单流阀，所述泵体和高速减震密封保护器的下部安装基础支架，所述驱动电机的输出端通过联轴器连接高速减震密封保护器，高速减震密封保护器的输出端连接泵体的一端，泵体的另一端安设单流阀和出液管，泵体内安装多级叶轮。
4、优选的，上述高速减震密封保护器包括保护器主体、润滑腔壳体、扶正轴承、第一动密封器、离心泵联轴器、注水口、润滑注油器、注油通孔、压盖、第二动密封器、过水孔，所述保护器主体的内腔中心安装润滑腔壳体，润滑腔壳体与保护器主体之间形成的环空为水冷腔体，传动轴的右侧安装在润滑腔壳体的内部，且传动轴上安装一组以上的扶正轴承，传动轴与保护器主体的左端部通过第一动密封器连接，保护器主体的右端部安装第二动密封器，在保护器主体的右端部内设有注油通孔，注油通孔的上部安装润滑注油器，在保护器主体的右侧上部设有注水口，在保护器主体的左端部的外侧通过安装离心泵联轴器与泵体的进口端连接。
5、优选的，在保护器主体的左端部设有多个过水孔，将水冷腔体与离心泵联轴器的内腔连通，水通过传动轴与离心泵联轴器的内壁之间形成的环空连接到泵体的进口端。
6、优选的，上述防砂堵管式射流泵包括泵筒、泵芯、加速环缝、转流孔、混合腔、减速腔、混合液转流孔、球阀、打捞头，所述泵筒采用双层结构，内筒和外筒的底部设有混合液转流孔，在内筒的顶部连接小径油管，外筒的顶部连接油管，在内筒的内腔安装泵芯，且泵芯的中部为空腔结构，泵芯的下端与泵筒的下接头连通，在下接头内安装球阀，泵芯的上端设有打捞头；所述泵芯与内筒的内壁之间形成加速环缝作为喷嘴，加速环缝的下方设有转流孔，转流孔的下方设有混合腔和减速腔，动力液沿着加速环缝向下喷出，带动地层液沿着球阀、泵芯的内腔和出液孔进入到转流孔，再通过混合腔、减速腔和混合液转流孔进入外筒与内筒的环空，再继续向上沿着油管和小径油管之间的环空上行。
7、优选的，上述泵芯的上部安装起泵皮碗，起泵皮碗的上部安装压帽，所述的起泵皮碗的下部外径大于泵芯的外径；泵芯的下端坐在下接头的上部中心处。
8、优选的，上述沉砂承托伞包括中心管、承托伞本体、上接箍、下接箍，所述中心管的上端连接上接箍，中心管的下端连接下接箍，通过上接箍和下接箍连接在小径油管上，所述中心管的外壁安装伞形的承托伞本体，且开口向上。
9、优选的，上述沉砂承托罩包括承托罩本体、上连接头、下连接头，所述承托罩本体的上端连接上连接头，承托罩本体的下端连接下连接头，所述承托罩本体采用锥形罩结构，且承托罩本体的内径大于承托伞本体的外径。
10、本发明提到的多级高速离心泵驱动井下防砂堵射流排采系统的使用方法，包括以下过程：
11、一、开启卧式离心泵的驱动电机，驱动电机通过联轴器带动传动轴旋转，通过传动轴的右侧安装在高速减震密封保护器内，水罐中的循环水被送入到高速减震密封保护器的注水口，通过循环水在水冷腔体的流动实现对润滑腔壳体的冷却降温，另外，通过第一动密封器和第二动密封器减轻了传动轴的轴向波动；然后，循环水进入泵体通过多级叶轮在离心力作用下逐级增压，后经单流阀、出液管和井口进入小径油管内作为动力液，驱动井下的防砂堵管式射流泵排采工作；
12、二、动力液通过防砂堵管式射流泵的内筒与泵芯的外壁之间的环空进入到加速环缝，喷出的动力液带动泵芯内腔的地层液沿着出液孔进入到转流孔，再通过在混合腔与动力液混合后，经过减速腔和混合液转流孔进入外筒与内筒的环空，再继续向上沿着油管和小径油管之间的环空上行，直至排出到井口；
13、三、当驱动电机停电或需要停井时，油管和小径油管之间的环空内的含砂的混合液停止上行，混合液中的砂粒会下沉，再经过每一个沉砂承托伞和沉砂承托罩时，砂粒下沉到沉砂承托伞的底部被收集，这样环空内的沉砂被分段收集，避免沉砂都沉入泵筒导致井下泵和管柱的砂堵；在再次开井生产时，上行的混合液流穿过承托罩本体与承托伞本体之间的环空向上喷出，并带动沉砂承托伞内的沉砂随着液流上行，从而实现了防砂粒堵塞功能；
14、四、在需要上提泵芯时，在地面的井口处操作向油管和小径油管之间的环空注入动力液，动力液沿着油管和小径油管之间的环空向下来到防砂堵管式射流泵的混合液转流孔，进入到泵筒的内筒与泵芯的环空中，再依次经过减速腔、混合腔和加速环缝，动力液推动起泵皮碗，进而带动泵芯上行，沿着小径油管上行到地面的井口处取出。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
16、1、本发明采用的卧式离心泵，具有低噪音、调控压力和排量参数简单易行、在寒冷地区使用也无需增设加热防冻设施，且无较多的日常维护，设备寿命长，节省了生产成本，较现用的柱塞泵具有突出的优势；其中，高速减震密封保护器，具有传递高速扭矩、平衡轴向推力、润滑和保护高速旋转的动密封部件的作用，防止过热抱轴与刚性密封环受热胀裂故障、防止震动等项功能；
17、2、本发明在遇到突然停电或需要停井时，油管与小径油管间环空内的含砂的混合液停止上行，混合液中的砂粒会下沉，再经过每一个沉砂承托伞和沉砂承托罩时，砂粒下沉到沉砂承托伞的底部被收集，这样环空内的沉砂被分段收集，避免沉砂都沉入泵筒导致井下泵和管柱的砂堵；在再次开井生产时，上行的混合液流穿过承托罩本体与承托伞本体之间的环空向上喷出，并带动沉砂承托伞内的沉砂随着液流上行，从而实现了防砂粒堵塞功能；
18、3、本发明的防砂堵管式射流泵的内液流流道均为纵向平行式的直线型环状和柱状流道，在平直线型流道内无沉砂驻留空间，因而地层液和混合液中的砂粒不易驻留和沉积，减弱了对防砂堵管式射流泵的内流道的磨损，增强了其抗砂堵性能，其结构新颖简单，安全可靠；本发明可将出砂含量1%-12%的地层液安全可靠的抽吸到地面，而不会出现砂堵和停泵后开井困难的现象，更适合高含砂的流砂地层、出砂强度不稳定的油气井层和煤粉含量高的煤层气井应用。