一种定压调节泄流排砂的同井筒分压分采管柱装置

技术领域

本发明涉及石油天然气开采设备技术领域，具体为一种定压调节泄流排砂的同井筒分压分采管柱装置。

背景技术

目前对于油气藏合采管柱的设计，主要分为两种情况，一是储层压力差较小时，主要有定压配产器合采、比例分采泵分采等，二是储层压力差较大时，主要有单管式分采、双管式分采、双泵分采分出工艺管柱等。一般为两种压力体系的液体开采，无法实现气体与液体互不干扰单独排出，无法准确计量不同产层的贡献，无法解决上部储层所带来的井液携砂所造成的封隔器卡死问题和存在积液过多淹井停产问题，且上部致密气和下部深层煤层气产层组合特点，结合致密气不需要排水降压，即可气携液生产的特点，当产水量大，不满足气携液条件时，仅靠气携液(地层水)、气携砂、煤粉等固体颗粒，无法完全将地层水和固体颗粒排出，一旦致密气产气量下降，地层水和砂等固体颗粒会迅速在封隔器上方积聚，地层水会造成淹井，固体颗粒沉积在封隔器上方时，将导致封隔器无法正常解封，修井作业时会增加生产成本。

发明内容

(一)发明目的

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种定压调节泄流排砂的同井筒分压分采管柱装置，解决了上述背景中所提出的问题。

(二)技术方案

一种定压调节泄流排砂的同井筒分压分采管柱装置，包括空心抽油杆、油管、封隔器、套管、柱塞、筛管,所述油管的一端设置有泵筒接头，且泵筒接头的一端连接有泵筒，所述油管与套管之间为第一环空区域，所述空心抽油杆与油管之间为第二环空区域，所述空心抽油杆与柱塞之间设置有柱塞接头，且柱塞接头外表面安装有可移动导流导砂装置，所述封隔器处于油管连接位置，所述油管壁面开设有两个不同高度的截面开了八个孔，且一个截面一圈是四个孔，所述油管的两侧外表面皆设置有下耳朵与上耳朵，所述上耳朵与下耳朵之间安装有偏心可调压单向泄流阀，所述偏心可调压单向泄流阀包括有阀体，所述阀体的顶端安装有第一接头，且第一接头的顶端开设有出液口，所述阀体的内部设置有弹簧、阀芯、阀芯孔，且阀体底端开设有进液口。

优选的，所述可移动导流导砂装置包括有上挡板，所述上挡板与柱塞接头焊接为一体化结构。

优选的，所述上挡板外表面安装有挡板螺栓，且挡板螺栓的外表面活动安装有下挡板，所述下挡板的一端外表面安装有挡板螺母。

优选的，所述上挡板与下挡板之间设置有支撑板，且支撑板的一端通过胶圈螺母与胶圈螺栓连接有橡胶圈。

优选的，所述下耳朵的外表面开设有螺槽。

优选的，所述偏心可调压单向泄流阀对称分布在油管的外表面。

优选的，所述上耳朵的内壁活动安装有顶针。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下有益效果：

1、该发明根据储层特性建立分压分采构建的管柱结构，为了解决分压分采中油管与套管区域积液、封隔器无法解封等问题，通过泄流排砂装置，从而才能进行正常分压分采，使得在井筒有限空间内，完成油管与套管、油管与空心抽油杆，空心抽油杆内部三个生产通道的管柱设计，该方法在井筒有限的空间内构造了两个气体通道、一个液固通道，实现了致密气和煤层气长寿命、经济一体化排采。

2、该发明针对致密气储层产水、产砂的问题，在管柱结构上增加了偏心可调压单向泄流阀和可移动导流导砂装置，且充分利用空心抽油杆的上下运动，实现落入第二环空区域的水和砂流入到封隔器下方的第一环空区域，解决了上部致密气产水产砂问题，避免了淹井、封隔器无法解封等问题。

3、该发明通过单向泄流阀可在下井之前调整临界压力值，以适应不同气井的积液积砂情况和实现对上部储层井底压力的调节，同时解决了产气量下降，气携液、气携固无法排出液、固两相的问题。

附图说明

图1为本发明致密气与煤层气分压分采井筒管柱结构图；

图2为本发明偏心可调压单向泄流阀结构图及安装位置；

图3为本发明可移动导流导砂装置结构图；

图4为本发明可移动导流导砂装置橡胶圈上下冲程不同状态图。

图中：1、空心抽油杆；2、油管；3、封隔器；4、套管；5、柱塞接头；6、泵筒接头；7、柱塞；8、泵筒；9、偏心可调压单向泄流阀；10、筛管；11、可移动导流导砂装置；12、排液排砂孔；901、出液口；902、第一接头；903、弹簧；904、阀芯；905、阀体；906、阀芯孔；907、进液口；908、下耳朵；909、顶针；910、上耳朵；1101、挡板螺母；1102、上挡板；1103、下挡板；1104、挡板螺栓；1105、支撑板；1106、胶圈螺母；1107、橡胶圈；1108、胶圈螺栓。

具体实施方式

下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本公开、应用及用途。应当理解，在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本公开的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本公开各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本公开的实施方式的相关细节或结构。

请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：

一种定压调节泄流排砂的同井筒分压分采管柱装置，包括空心抽油杆1、油管2、封隔器3、套管4、柱塞7、筛管10,油管2的一端设置有泵筒接头6，且泵筒接头6的一端连接有泵筒8，油管2与套管4之间为第一环空区域，空心抽油杆1与油管2之间为第二环空区域，空心抽油杆1与柱塞7之间设置有柱塞接头5，且柱塞接头5外表面安装有可移动导流导砂装置11，封隔器3处于油管2连接位置，油管2壁面开设有两个不同高度的截面开了八个孔，且一个截面一圈是四个孔，抽油杆运动的上下死点间的油管2部分等距离开了两圈排液排砂孔，实现了油管2与套管4之间的第一环空区域产生的地层水和砂等固体颗粒，流入到封隔器下方的第一环空区域，从而通过管式泵的工作实现第一环空区域中地层水和砂等固体颗粒的顺利排出，油管2的两侧外表面皆设置有下耳朵908与上耳朵910，上耳朵910与下耳朵908之间安装有偏心可调压单向泄流阀9，偏心可调压单向泄流阀9包括有阀体905，阀体905的顶端安装有第一接头902，且第一接头902的顶端开设有出液口901，阀体905的内部设置有弹簧903、阀芯904、阀芯孔906，且阀体905底端开设有进液口907，压缩弹簧903，可使得单向泄流阀在下入井筒之前完成压力在2-5MPa范围内的调节。

进一步的，可移动导流导砂装置11包括有上挡板1102，上挡板1102与柱塞接头5焊接为一体化结构，提供了高强度和稳定性，可以抵抗振动、扭曲和应力。

进一步的，上挡板1102外表面安装有挡板螺栓1104，且挡板螺栓1104的外表面活动安装有下挡板1103，下挡板1103的一端外表面安装有挡板螺母1101，旋转挡板螺母1101，使得下挡板1103可以在挡板螺栓1104的外表面进行上下活动。

进一步的，上挡板1102与下挡板1103之间设置有支撑板1105，且支撑板1105的一端通过胶圈螺母1106与胶圈螺栓1108连接有橡胶圈1107，胶圈螺母1106与胶圈螺栓1108将它们紧密固定在一起，以确保装置的稳定性和可移动性，橡胶圈1107用于提供密封和减震效果。

进一步的，下耳朵908的外表面开设有螺槽，使得接头902可以旋入连接，使得上接头901与阀芯904之间距离缩短。

进一步的，偏心可调压单向泄流阀9对称分布在油管2的外表面，对称分布可以确保流体从不同的方向均匀地进入单向泄流阀。这有助于减少不均匀的流量分布，从而保持设备的稳定性。

进一步的，上耳朵910的内壁活动安装有顶针909，顶针909把阀体905底部压紧。

工作原理：上部致密气通过油管2与套管4间环空排出，下部煤层气通过油管2与空心抽油杆1间环空排出，下部煤层气产出的水和煤粉通过空心抽油杆1内部通道排出。两个产气通道通过封隔器3实现互不干扰，但由于封隔器3的存在，上部致密气产生的水和砂无法通过空心抽油杆1内部通道排出，当地层水和砂等固体颗粒积聚到一定程度时，单向阀9一侧的压力高于其启动压力，单向阀9随之打开。地层水和砂等固体颗粒随即进入油管2与空心抽油杆1间第二环空区域中，然后沿着环形空间下落，当下落到可移动导流导砂装置11表面时，由于可移动导流导砂装置11表面的橡胶圈1107随着上下冲程的改变而使朝向发生改变，当空心抽油杆1为下冲程时，可移动导流导砂装置11的橡胶圈1107呈向下凹陷状态，地层水和砂体等固体颗粒在此处积聚；当空心抽油杆1为上冲程时，可移动导流导砂装置11的橡胶圈1107呈向上凸起状态，积聚的地层水和砂等固体颗粒由于重力作用，将会沿着可移动导流导砂装置11的表面下滑，并通过排液排砂孔12流入到油管2与套管4间的第一环空区域，最终实现将两个环空区域产生的地层水和砂等固体颗粒均通过管式泵的工作经空心抽油杆1内部通道排出井筒，而地层水和砂体等固体颗粒在致密气生产过程中伴随产生，若不能及时排出会不断积聚，当积聚到一定程度时，液固两相产生的压力大于单向阀设定压力，液固两相挤压阀芯904的推力大于弹簧903自身的弹簧力，使通道接通，液固两相通过进液口907进入单向阀，然后从阀芯孔906进入通道，最后到达出液口901，最后进入空心抽油杆1与油管2间的第二环空，且油管2与套管4之间第一环空区域产生的地层水和砂等固体颗粒通过单向泄流阀9进入空心抽油杆1与油管2间的第二环空区域，如果不加以处理，地层水和砂等固体颗粒会一直下落，进入下部管式泵柱塞7与泵筒8之间的环形间隙造成卡泵。为防止卡泵、埋泵现象的发生，在空心抽油杆1与柱塞7之间的柱塞接头5设计可移动导流导砂装置11，上部挡板1102与空心抽油杆1与柱塞7之间的柱塞接头5焊接为一体化结构，下部挡板1103与空心抽油杆1与柱塞7之间的柱塞接头5为间隙配合，可以沿柱塞接头5上下滑动。可移动导流导砂装置11的橡胶圈1107与油管2为无阻力接触，在设备下入井下之前，先将橡胶圈1107与支撑板1105通过螺栓连接，然后移动下部挡板1103将支撑板1105卡紧在上下挡板之间，并通过挡板螺栓1104进行联接，使得上冲程时，可移动导流导砂装置的橡胶圈1107为向上凸起状态，下冲程时，可移动导流导砂装置11的橡胶圈1107为向下凹陷状态，并在下死点位置上方的油管2壁面进行开孔，当地层水和砂等固体颗粒在可移动导流导砂装置11上方聚集时，将会沿着可移动导流导砂装置11的表面流向排液排砂孔12，进入第一环空区域，最后通过空心抽油杆1内部通道排出井筒。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。