[发明专利]一种气动排水采气装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，特别是指一种气动排水采气装置及其使用方法。

背景技术

天然气井在采气过程中由于生产压力降低，携液能力变差，导致部分地层水无法由生产管柱带出地面，最终造成气井水淹，剩余天然气无法采出。

目前主要的排水采气工艺有以下几种：

泡沫排水采气工艺通过将井底积液转变成低密度易携带的泡沫状流体，提高气流携液能力，降低临界携液流量，达到排出井筒积液目的，具有施工容易不影响气井正常生产等优势，该措施主要针对积液初期和积液中期的气井，仅适用于自喷能力较强、油管或套管畅通、地层水与泡排剂配伍良好的气井。

速度管柱排水采气工艺是通过在井口悬挂较小管径的连续油管作为生产管柱，依靠气井自身能量，提高气体流速，增强气井携液生产能力，具有一次性施工，无需后期维护的优势，但工艺较为复杂，施工成本较高。

柱塞排水采气工艺以柱塞作为气液分隔界面，有效防止气体上窜和液体滑脱，增加举液效率，具有排液效率高、自动化程度高、安全环保等技术特点，但后期维护成本较高。

气举排水采气工艺对产能较好的气井气举效果良好，能够达到恢复气井连续生产的效果，通过多次气举，可以有效排除井筒及地层中的积液，但对于产地层水和产能很低的气井气举无明显效果，只能作为诱喷复活手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种气动排水采气装置，利用地层气源作为原动力，通过气动泵在井下对液体射流雾化，变成低密度、易携带的泡沫状流体，逐级输送，实现排水采气。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种气动排水采气装置，天然气井中都设有套管，在套管内预设采气管柱，在采气管柱内投放若干个气动排水采气泵；

所述气动排水采气泵从上至下依次包括第一壳体、第二壳体，所述第一壳体、第二壳体的内部均为中空内腔；

在第一壳体的中空内腔内设有射流管体，所述射流管体的内腔从上至下依次为扩张腔、混合腔、负压腔，在负压腔的两侧开有进液孔；

在第二壳体的中空内腔内设有气液管，气液管内腔为气液孔；

在气液孔与负压腔之间设有气液嘴；

在所述气动排水采气泵的下端连接有中心管，上端连接有打捞头。

其中，所述气动排水采气泵与中心管采用丝扣连接。

其中，所述第一壳体的上方连接打捞头，打捞头的上端设有丢手头接口，打捞头与丢手头接口通过销钉连接。

其中，所述打捞头与第一壳体采用滑套连接。

其中，所述气液嘴被固定在定位丝上。

其中，在所述中心管的外壁上套设有封隔器。

使用上述气动排水采气装置的方法，包括以下步骤：

1)使用专用工具连接丢手头接口，将多个气动排水采气泵用钢丝逐级下入采气管柱内；

2)从气井套管环空内注入氮气或发泡剂，可以降低井筒内液柱高度，激活地层压力，使地层向井筒内排气；

3)当地层压力激活后，井下高压天然气与液体混合物在地层压力的作用下通过采气管柱内的中心管后，通过气液孔进入气液嘴，这时气液嘴将气液混合物射出在负压腔内形成负压，气动排水采气泵与采气管柱环空内滑脱下来的液体通过进液孔在负压作用下进入负压腔，在混合腔中滑脱液体与高速射流气液充分混合后通过扩张腔排出，雾化，逐级到达井口，从而实现排水采气的目的。

本发明的有益效果在于：利用地层原有天然气动力，通过气动排水采气泵射流将液体雾化，变成低密度、易携带的泡沫状流体，多级输送到达地面排水采气。

具有施工简单，操作方便，适应性强，长期有效、延长气井采气寿命等优点，是一种安全、简单、环保、高效的排水采气工艺技术。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为气动排水采气泵的结构原理简图；

图3为气动泵在采气管柱内的安装结构示意图(启动前状态)；

图4为气动泵在采气管柱内的安装后结构示意图(启动后状态)；