專利名稱：煤層氣井電潛離心泵排采裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤層氣開采技術領域，特別涉及一種煤層氣井的排 采裝置，是一種煤層氣井用的電潛離心泵排采裝置。
背景技術：
我國煤炭資源豐富，煤層氣中含有CH4甲烷氣體。為了充分利用能 源，解決能源緊缺的問題，國家大力支持開采煤層氣。
目前，煤層氣開采主要采用自噴開采和誘導舉升開采兩種方式。誘 導舉升開采是通過抽排煤層中的承壓水，降低煤層壓力，使煤層中吸附 的甲垸氣體釋放出來的辦法實現(xiàn)的。通常情況采用抽油機式活塞泵來實
現(xiàn)煤層氣的排采。抽油機式活塞泵排采存在一些缺點，如1、間歇抽水 抽油機抽油桿的運動軌跡是上下往復運動，并且往復的速度相對比較慢， 出水方式為間歇排水，此方法會導致井下液面的不斷波動。井下液面的 不斷波動對于煤層氣排采來說是不利的。2、耗能大抽油機的運動效率 較低，帶動設備的耗能較大，不節(jié)約能源。3、檢修周期短抽油機式活 塞泵的抽油桿往復運動實現(xiàn)活塞的往復運動，井下發(fā)生抽油桿與油管摩 擦；活塞泵發(fā)生砂堵現(xiàn)象嚴重，所以檢泵周期較短。
中國專利公告號為CN2828309Y提供了一種煤層氣井自動排水采氣 裝置。由地面捕捉器、自動排水器和井下控制器組成，捕捉器接裝在采 氣井井口測試閘門上方，自動排水器置于油管內，井下控制器接裝在油 管柱下部。該裝置在任意時間可以停止運行并拆裝，能實現(xiàn)煤層氣采氣 井自動排水采氣，有效防止采氣井出水水淹而影響正常生產(chǎn)，能達到提 高單井產(chǎn)氣量、采收率和煤層氣開采整體效果的目的。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種煤層氣井電潛離心泵排采裝置，能 完成煤層氣井排采。在井下實現(xiàn)氣液分離，使自由氣不能進入離心泵， 保證離心泵的排量、揚程和效率穩(wěn)定。提高單井產(chǎn)量、提高采收率和煤 層氣開采綜合效益。本實用新型采用的技術方案是煤層氣井電潛離心泵排采裝置主要 由控制器、油管、電纜、電潛離心泵、井口流量調節(jié)器、井口壓力傳感 器、井下液位計、氣液分離器和排采泵電機組成。地面有控制器，控制 器有導線連接井下排采泵電機，控制器為排采泵電機提供電能。在油管 的上端連接有液體出口管線。在液體出口管線上固定有壓力傳感器和井 口流量調節(jié)器，在油管的下端連接電潛離心泵的出口端，電潛離心泵的 入口端連接有排采泵電機和氣液分離器。電潛離心泵的入口端連接氣液分離器和排采泵電機有兩種連接結 構。第一種連接結構是電潛離心泵入口端連接氣液分離器，氣液分離 器下端連接排采泵電機。氣液分離器有中心孔，排采泵電機的動力輸出 軸穿過氣液分離器中心孔與電潛離心泵主軸連接。第二種連接結構是 電潛離心泵下端連接排采泵電機，排采泵電機的動力輸出軸與電潛離心 泵主軸連接。排采泵電機的動力直接傳遞給電潛離心泵。氣液分離器連 接在電潛離心泵電機的下端。在排采泵電機的外圍有套筒，套筒內壁與 排采泵電機之間有環(huán)形通道，氣液分離器分離出的液體能通過環(huán)形通道 進入電潛離心泵入口，同時對排采泵電機進行冷卻。為了控制排采泵電機，在套管內排采泵電機的下部有井下液位計， 井下液位計有導線連接控制器；在液體出口管線上固定有壓力傳感器， 壓力傳感器有導線連接控制器；在液體出口管線上連接有流量調節(jié)器， 流量調節(jié)器有導線連接控制器?？刂破饔兄行目刂茊卧瑢崿F(xiàn)煤層氣開 采過程的智能控制。本實用新型的有益效果是煤層氣井電潛離心泵排采裝置，通過電 潛離心泵抽取煤層氣井中的水，在連續(xù)不斷地抽水過程中，使煤層中的 可燃氣體釋放出來。氣液分離器在井下將氣液分離開來，氣體不能進入 電潛離心泵，保證電潛離心泵排量、揚程和效率的穩(wěn)定，并且避免氣蝕 損害葉片。通過智能控制，實現(xiàn)大揚程、小排量排水，提高單井產(chǎn)量、 提高采收率和煤層氣開采綜合效益。
圖1是本實用新型煤層氣井電潛離心泵排采裝置示意圖，是實施例 1的示意圖。
圖2是本實用新型煤層氣井電潛離心泵排采裝置示意圖，是實施例 2的示意圖。
圖中l(wèi).控制器，2.套管，3.油管，4.壓力傳感器，5.流量調節(jié)器， 6.電纜，7.電潛離心泵，8.氣液分離器，9.排采泵電機，IO.井下液位計。
具體實施方式
實施例1:參閱圖1。本實用新型煤層氣井電潛離心泵排采裝置，采
用的電潛離心泵7是大揚程多級電潛離心泵。電纜6連接電潛離心泵7 和控制器1，為電潛離心泵7提供動力。電潛離心泵7通過控制系統(tǒng)控 制能達到800米揚程，0. lmV天的流量?？刂破?內的主要元件包括中
心控制單元(如PLC)、變頻器、人機界面等?？刂破?能實現(xiàn)對泵的閉 環(huán)控制和對出水口的流量調節(jié)器5的控制。在地面，控制器l有導線連 接井下排采泵電機9。在油管3的上端連接有橫向的液體出口管線。流 量調節(jié)器5安裝在液體出口管線上。在油管3的下端連接電潛離心泵7 出口端。電潛離心泵7下端連接氣液分離器8，氣液分離器8有中心孔。 氣液分離器8的下端連接排采泵電機9，排采泵電機9的動力輸出軸通過氣液分離器8的中心孔與電潛離心泵7主軸連接，排采泵電機9的動 力通過輸出軸直接傳遞給電潛離心泵7。在套管2內排采泵電機9的下部有井下液位計10，井下液位計10 是壓力傳感器，能檢測井內液柱的壓力，換算為液柱的高度。井下液位 計IO有導線連接控制器1;在液體出口管線上固定有壓力傳感器4，壓 力傳感器4有導線連接控制器1;在液體出口管線上安裝有流量調節(jié)器5， 流量調節(jié)器5有導線連接控制器1?？刂破?有中心控制單元(如可編程 邏輯控制器PLC)。中心控制單元根據(jù)壓力傳感器4、井下液位計10采集 的數(shù)值，控制排采泵電機9，控制流量調節(jié)器5，達到控制井下液體采出 量的目的。實施例2:與實施例l基本相同，不同點是電潛離心泵7入口端連接排采泵電機9，排采泵電機9下端連接氣 液分離器8。在排采泵電機9的外圍有一個套筒，套筒內壁與排采泵電 機9的外殼之間有環(huán)形通道。氣液分離器8分離出的液體通過排采泵電 機9外圍的環(huán)形通道后，再進入電潛離心泵7入口。液體通過排采泵電 機9外圍的環(huán)形通道時，能為排采泵電機9散熱降溫，保護排采泵電機 9穩(wěn)定運行，延長使用壽命。
權利要求1、一種煤層氣井電潛離心泵排采裝置，主要由控制器(1)、油管(3)、電纜(6)、電潛離心泵(7)、氣液分離器(8)、井口流量調節(jié)器(5)、井口壓力傳感器(4)、氣液分離器(8)和排采泵電機(9)組成，地面有控制器(1)，控制器(1)有導線連接井下排采泵電機(9)，在油管(3)上端連接有液體出口管線，其特征在于在液體出口管線上固定有壓力傳感器(4)和井口流量調節(jié)器(5)，在油管(3)的下端連接電潛離心泵(7)的出口端，電潛離心泵(7)的入口端連接有排采泵電機(9)和氣液分離器(8)。
2、 根據(jù)權利要求l所述的煤層氣井電潛離心泵排采裝置，其特征是 電潛離心泵(7)入口端連接氣液分離器(8)，氣液分離器(8)下端連接排采 泵電機(9),氣液分離器(8)有中心孔，排采泵電機(9)的動力輸出軸穿過 氣液分離器(8)中心孔與電潛離心泵(7)主軸連接。
3、 根據(jù)權利要求1所述的煤層氣井電潛離心泵排采裝置，其特征是 電潛離心泵(7)下端連接排采泵電機(9)，排采泵電機(9)的動力輸出軸與 電潛離心泵(7)主軸連接，排采泵電機(9)的動力直接傳遞給電潛離心泵 (7)，氣液分離器(8)連接在排采泵電機(9)的下端，在排采泵電機(9)的 外圍有套筒，套筒內壁與排采泵電機(9)之間有環(huán)形通道，氣液分離器(8) 分離出的液體能通過環(huán)形通道進入電潛離心泵(7)入口 。
4、 根據(jù)權利要求l、 2或3所述的煤層氣井電潛離心泵排采裝置， 其特征是在套管(2)內下部有井下液位計(10)，井下液位計(10)有導線 連接控制器(l);在液體出口管線上固定有壓力傳感器(4)，壓力傳感器 (4)有導線連接控制器(1);在液體出口管線上連接有流量調節(jié)器(5)，流 量調節(jié)器(5)有導線連接控制器(1)，控制器(l)內有中心控制單元。
5、 根據(jù)權利要求1、 2或3所述的煤層氣井電潛離心泵排采裝置， 其特征是所述的電潛離心泵(7)采用多級電潛離心泵。
專利摘要煤層氣井電潛離心泵排采裝置，應用于煤層氣開采技術領域。特征是在液體出口管線上固定有壓力傳感器和井口流量調節(jié)器，在油管的下端連接電潛離心泵的出口端，電潛離心泵的入口端連接有排采泵電機和氣液分離器。效果是①通過智能控制實現(xiàn)大揚程、小排量排水功能。②氣液分離器能阻止煤灰進入電潛離心泵；還能有效地實現(xiàn)煤層氣從水中分離，保證離心泵工作的效率和穩(wěn)定性。③井下液位計可以實時監(jiān)測井下液面高度，一方面監(jiān)測煤層氣工藝實現(xiàn)的效果；另一方面保證電潛泵高速安全穩(wěn)定運行。④在控制器、流量調節(jié)器、井下液位計以及電潛離心泵的綜合作用下，實現(xiàn)煤層氣開發(fā)過程所需的“定流量排采”和“定液位排采”工藝。
文檔編號F04D13/12GK201144831SQ20072019072
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權日2007年12月12日
發(fā)明者周寶星, 寇明虎, 勇 王, 王文軍, 王勝利, 白建梅, 石惠寧, 義 秦, 薛福成, 龍小春 申請人:中國石油天然氣股份有限公司;北京超拓遠大石油科技有限公司