[发明专利]一种自能量阶梯举升排水采气管柱及系统

说明书

本发明提供一种自能量阶梯举升排水采气管柱及系统，该管柱包括：举升单元，包括外管、内管以及设置在内管上的单流阀，外管的直径大于内管的直径；排水管柱，由多个举升单元串联而成，举升单元的外管套设在相邻的举升单元的内管上，且与相邻的举升单元的内管密封相连；至少两根气压管线，相邻的举升单元与不同的气压管线相连。该系统包括：本发明提供的自能量阶梯举升排水采气管柱；电磁比例溢流阀，一端与套设在自能量阶梯举升排水采气管柱外部的套管相连；输气压管线，与电磁比例溢流阀的另一端相连；二位四通电磁换向阀，其四条通路分别与套管、输气压管线、自能量阶梯举升排水采气管柱的气压管线相连。本发明可以降低排水采气的运行成本。

技术领域

本发明涉及石油工程采油采气技术领域，尤其涉及一种自能量阶梯举升排水采气管柱及系统。

背景技术

煤层气井或者天然气井在采气过程，由于地层出水，会造成井底压力升高，从而造成产气量降低或者不产气，因此需要将水从井底采出来，来保证气体的生产压差。

通常采用的排水采气方法有有杆泵、螺杆泵、电潜泵、泡沫排水、柱塞举升等办法，但对于低产低效的气井，有杆泵、螺杆泵、电潜泵等方式需要较多的投资和运行成本，泡沫排水需要定期加发泡剂，运行成本较高，柱塞举升故障率较高。

因此，针对低产低效产水的气井，如何降低成本仍是亟待攻克的难题。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为解决现有技术的问题，本发明提供一种自能量阶梯举升排水采气管柱，包括：

举升单元，包括外管、与所述外管相连通的内管以及设置在所述内管上的单流阀，所述外管的直径大于所述内管的直径；

排水管柱，由多个所述举升单元串联而成，所述举升单元的外管套设在相邻的举升单元的内管上，且与所述相邻的举升单元的内管密封相连；

至少两根气压管线，与所述举升单元相连，且相邻的所述举升单元与不同的所述气压管线相连。

在本发明的一个设计中，所述举升单元的高度小于所述套管的气压对应的水柱高度。

在本发明的一个设计中，所述气压管线与所述举升单元的外管相连。

在本发明的一个设计中，所述单流阀设置在所述内管远离外管的一端。

本发明还提供一种自能量阶梯举升排水采气系统，包括：

本发明任一实施例提供的所述自能量阶梯举升排水采气管柱；

电磁比例溢流阀，一端与套设在所述自能量阶梯举升排水采气管柱外部的套管相连；

输气压管线，与电磁比例溢流阀的另一端相连；

二位四通电磁换向阀，其四条通路分别与所述套管、所述输气压管线以及所述自能量阶梯举升排水采气管柱的气压管线相连。

在本发明的一个设计中，还包括单片机，与所述二位四通电磁换向阀相连，用于通过切换所述二位四通换向阀使所述自能量阶梯举升排水采气管柱的至少两根气压管线实现高低压互换。

在本发明的一个设计中，所述单片机还用于接收井底压力、井口套压、日产气量、日产水量的传感器数据，并据此改变二位四通换向阀的切换频率。

在本发明的一个设计中，还包括电源，与所述单片机相连。

在本发明的一个设计中，所述电磁比例溢流阀用于若所述套管的气压超过预设值则将所述套管与所述输气压管线相连通。

本发明提供了一种自能量阶梯举升排水采气管柱及系统，利用气井自身的低压能量，通过阶梯举升，实现排水采气，达到降低排水采气运行成本的目的。