[發明專利]一種煤層氣機械啟閉閥防砂防氣鎖泵

無效

• 申請號: 201310362196.4
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103452820A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 屈文濤;郭怡瀟;袁比飛;孫艷萍;孫旭光
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: F04B47/00
• 分類號: F04B47/00;F04B53/10;F04B53/06;E21B43/08
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發明屬于排水泵技術領域，具體涉及一種煤層氣機械啟閉閥防砂防氣鎖泵。

背景技術

排水泵是煤層氣開采過程中的主要設備之一,而煤層氣井中常含有砂粒、煤粉和氣體，這就使得排水泵容易發生氣鎖或者卡泵，從而導致排水泵不能正常工作，采氣效率下降。

目前我國煤層氣排水設備大多使用的都是管式排水泵，管式排水泵的地面設備匹配較復雜，而且還存在檢泵復雜、下井深度大等缺點。而有桿泵具有較強的適應性、下井深度大、易操作、性能優良等優點，所以我們要進行有桿泵的設計與運用。煤層氣的開采有別于石油、天然氣的開采。一般煤層埋藏淺(小于1500m),?地層壓力低,煤層氣井產水量較小,?液流速度比較慢,?進入泵筒的煤粉砂粒等固體顆粒就會對泵筒及柱塞造成磨損,?嚴重時會出現卡泵現象,?影響煤層氣井的正常生產。因此,針對有桿泵受煤粉影響大的情況，排水采氣還曾嘗試過的泵抽設備有:螺桿泵、電潛泵、氣舉泵和射流泵等。但是螺桿泵存在螺桿加工和裝配要求較高，泵的性能對液體的粘度變化比較敏感等缺點；電潛泵存在下井深度較淺，容易產生氣鎖和電機壽命較短等缺點；氣舉泵和射流泵的應用比較少，所以我們更需要進行有桿泵在煤層氣排水工藝中的設計與運用。

煤層氣井在排水過程中煤粉等固體顆粒進入井筒后容易造成卡泵、砂埋管柱等問題。煤層氣井產氣后氣體也會對排水設備有影響,?導致排水效率下降、氣鎖等問題。為了解決上述問題,?減少固體顆粒對排水設備的影響,?研制出了沉砂防氣泵,該泵具有防煤粉與防氣體影響的雙重作用,?可以防止停抽時煤粉卡泵現象的發生,經過現場實際應用結果表明,?使用該泵能夠有效的降低煤粉及氣體影響,減少檢泵作業和撈砂工作量,但是此泵具有機構較復雜等缺點。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種煤層氣機械啟閉閥防砂防氣鎖泵，具有結構簡單，防砂、防氣效果好的特點。

????為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種煤層氣機械啟閉閥防砂防氣鎖泵，包括有套管，套管的下端通過泵筒出液閥與泵筒相連通，在泵筒內設有柱塞，柱塞上端通過柱塞出液閥與兩端分別套管和泵筒內的中心桿相連，泵筒下端通過進液閥與篩管相連通。

所述的中心桿上設有放氣孔。

所述的篩管進液孔直徑為6-10mm。

所述柱塞出液閥為強啟閉閥。

所述的泵筒出液閥設計為錐形。

本發明的有益效果是：

本發明在目前煤層氣的開采機理及煤層氣井下排水泵排水采氣時防砂卡、防煤粉與防氣鎖現象不足的基礎上，結合普通油田防砂泵的基本工作原理確定出了適應煤層氣開采的防砂防氣鎖排水泵方案。該方案確定了煤層氣排水泵的結構，重點設計了該泵的泵筒與柱塞等零件，并對該泵的排量與泵效進行了計算。該結構的設計能夠有效地防止卡泵、氣鎖現象的發生，從而改善了排水泵的性能，提高了煤層氣的產量,增加了煤層氣開發的經濟效益。具體表現在以下方面：

1）?該泵采用了機械強啟閉閥式柱塞出液閥，依靠抽油桿的動力來實現錐閥的啟閉，來防止發生卡泵與氣鎖現象的發生；

2）?該泵的泵筒出液閥設計為錐形，當煤層氣排水泵工作或停抽時，井液中的砂粒與煤粉被錐形的泵筒出液閥阻擋，不能進入泵筒內或在泵筒內堆積，因此能有效的防止砂卡、砂埋柱塞現象的發生；

3）?該泵的中心桿上部設計有放氣孔，這樣的中心桿能夠有效地防止氣鎖現象發生；

4）?該泵在泵筒底部進液處設置有篩管，該篩管進液孔直徑為8mm，此種設計能夠有效地控制大徑煤粉、砂粒等固體顆粒進入泵筒，從而有效地防止卡泵現象的發生。

本發明具有維護保養方便、經久耐用、工作可靠且能為煤層氣開采長期服務的特點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明強啟閉式柱塞出液閥的結構示意圖。

圖3為本發明上沖程示意圖。

圖4為本發明下沖程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1、2，一種煤層氣機械啟閉閥防砂防氣鎖泵，包括有套管1，套管1的下端通過泵筒出液閥3與泵筒4相連通，在泵筒4內設有柱塞6，柱塞6上端連接機械閥座10，柱塞出液閥5通過止推卡座9與套管1和泵筒4內的中心桿2相連，組成了強啟閉式柱塞出液閥，泵筒4下端通過進液閥7與篩管8相連通。

所述的中心桿2上設有放氣孔。

所述的篩管進液孔直徑為8mm。

所述柱塞出液閥為強啟閉閥。