煤层气井排水采气技术ppt课件

1、 煤层气井排水采气技术.煤层气井排水采气技术排采系排水采气的简称，即利用机械举升设备主要就是用排采设备下到指定煤层进展排水采气，普通有螺杆泵、管式泵、电潜泵等，将井筒内的水举升到地面，逐渐降低井底流压。随着井底流压降低，逐渐构成压降漏斗并逐渐向外扩展，进而逐渐降低煤层的储层压力，迫使吸附在煤基质孔隙内外表的煤层气被解吸，然后经过基质孔隙的渗流和分散到天然裂隙，煤层气再从裂隙中渗流到井筒，从而被采出。开采过程之中会有煤粉卡泵、会出现煤桥呵斥气量下降、还会出现烧泵景象等等，很多。.oil zone 中间套管(技术套管)表层套管消费套管(油层套管)一开二开三开套管煤层气井普通都是排水降压消费，即油管

2、排水套管产气。.目 录第一章 煤层气井消费特征第二章 国内外煤层气井排采设备研讨第三章 煤层气井排采设备分析第四章 煤层气井排水采气方式优化设计.1.1 煤层气的概念 煤层气又称煤层甲烷气，煤炭工业称之为煤层瓦斯，是在成煤过程中构成并赋存于煤层中的一种非常规的天然气。这种天然气大部分70%-90%以吸附形状赋存在煤岩基质中，少量成游离形状存在于煤的割理和其它孔隙、裂隙中，还有少许溶解在煤层水中。 煤的吸附性导致煤层气成藏机制和开发技术与常规天然气截然不同。第一章：煤层气井消费特征.1.2 煤层气井的采气机理 煤层气井的消费是经过抽排煤储层中的承压水，使得煤层压力降至煤的解吸压力以下，吸附态的甲

3、烷解吸为大量游离态甲烷，并经过分散和流动两种不同的机制运移到井筒。第一章：煤层气井消费特征从煤外表解吸经过煤基质和微孔隙分散经过割理系统的达西流动.1.2 煤层气井的采气机理煤层气井采气前,井中液面高度为地下水头高度,此时井筒与储层之间不存在压力差,地下水系统根本平衡,属于稳定流态；当煤层气井开场排采后,井筒中液面下降,井筒与煤储层之间构成压力差,地下水从压力高的地方流向压力低的地方,地下水就源源不断地流向井筒中,使得煤储层中的压力不断下降,并逐渐向远方扩展,最终在以井筒为中心的煤储层段构成一个地下水头压降漏斗,随着抽水的延续该压降漏斗不断扩展和加深；当煤储层的出水量和煤层气井井口产水量相平衡

4、时,构成稳定的压力降落漏斗,降落漏斗不再继续延伸和扩展,煤储层各点压力也就不能进一步降低，解吸停顿,煤层气井采气也就终止。第一章：煤层气井消费特征.随着排采的进展，围岩中压力梯度逐渐大于煤层中的压力梯度，压力传送轨迹从煤层过渡到围岩中，压力将仅在围岩中传送，开场排采围岩中的水，此时，煤层中压力几乎不再发生变化。 .1.3 煤层气井的消费过程1.3.1 煤层气的产出过程 根据煤层气储层流体的地下流动，可将煤层气的产出过程分为三个阶段： 第一阶段：单相流阶段。随着井筒附近地层压力降低，首先只需水产出，由于压力降低较小，煤层气尚未开场解吸，井筒附近只需单相流动。 第一章：煤层气井消费特征.1.3 煤

5、层气井的消费过程1.3.1 煤层气的产出过程 第二阶段：非饱和的单相流阶段。当煤储层压力进一步下降，有一定数量的煤层气从煤基质块微孔隙外表解吸，开场构成气泡，妨碍水的流动，水的相对浸透率下降，但气体不能流动。 第一章：煤层气井消费特征.1.3 煤层气井的消费过程1.3.1 煤层气的产出过程 第三阶段：气、水两相流阶段。随着煤储层压力进一步降低，有更多的煤层气解吸出来，并分散到煤中裂隙系统中。此时，水中含气曾经到达饱和，气泡相互衔接，构成延续流动，气的相对浸透率大于零。随着储层压力下降和水饱和度降低，水的相对浸透率不断减小，气的相对浸透率逐渐增大，气产量也随之添加。在这一阶段，在煤中裂隙系统中构

6、成气、水两相达西流动。第一章：煤层气井消费特征.1.3 煤层气井的消费过程1.3.2 煤层气井消费阶段 煤层气井的消费排采是一个长时间排水降压采气过程，煤层气单井消费年限普通为1520年。从煤层气井消费过程中气、水产量的变化特征可把消费分为三个阶段：第一章：煤层气井消费特征早期排水降压阶段：主要产水，随着压力降到临界解吸压力以下，气体开场解吸，并从井口产出。这一阶段所需的时间取决于井点所处的构造位置、储层特征、地层含水性、排水速度等要素，继续时间能够是几天或数月。.1.3 煤层气井的消费过程1.3.2 煤层气井消费阶段 中期稳定消费阶段：随着排水的继续，产气量逐渐上升并趋于稳定，出现顶峰产气，

7、产水量那么逐渐下降。该阶段继续时间的长短取决于煤层气资源丰度主要由煤层厚度和含气量控制，以及储层的浸透性。 第一章：煤层气井消费特征.1.3 煤层气井的消费过程1.3.2 煤层气井消费阶段 后期气产量下降阶段：当大量气体曾经采出，煤基质中解吸的气体开场逐渐减少，虽然排水作业仍在继续，产气量下降，产出少量或微量水。该阶段延伸的时间较长，可以在10年以上。第一章：煤层气井消费特征.1.4 煤层气井产量的影响要素 与煤层气开采有关的要素很多,主要有：地质要素：煤层厚度、含气量、煤的种类、煤的堆积方式和分布方式、煤层压力和解吸压力等；完井方式：不同地质条件下的煤层气井完井方式不同；浸透性能：浸透率是决

8、议煤层气单井产量的关键要素之一；开采方式：主要是排采设备的选择。第一章：煤层气井消费特征.1.5 影响煤层气井排采效果的主要要素非延续性排采的影响:煤层气井的排采消费应延续进展, 使液面与地层压力继续平稳的下降。假设因关井、卡泵、修井等呵斥排采终止, 给排采效果带来的影响表如今:(1) 地层压力上升, 使甲烷在煤层中被重新吸附；(2) 裂隙容易被水再次充填，妨碍气流；(3) 回压呵斥压力涉及的间隔受限,降压漏斗难以有效扩展，恢复排采后需求很长时间排水, 气产量才干上升到停排前的形状。4贾敏效应和速敏效应井底流压的影响：井底流压是反映产气量渗流压力特征的参数,制定合理的排采制度和进展精细的排采控

9、制应该以井底流压为根据。较低的井底流压, 有利于添加气的解吸速度和解吸气体量。第一章：煤层气井消费特征. 贾敏效应解吸产气后，发生长时间停抽，近井地带地层压力逐渐恢复，煤储层裂隙再次被水充填，使得煤层吼道处的流动空间变小，甲烷气体流动阻力增大，在吼道处发生“贾敏效应，致使气体不能顺利经过吼道，阻止煤层气继续向井筒运移，呵斥供气才干缺乏，产气量下降。. 贾敏效应FZP04-2在控压产气阶段，延续发生卡泵事故，由于道路问题无法及时作业，呵斥近 近60天的停抽，导致储层遭到严重损伤。后经过多次的激动作业，消除了部分贾敏效应，气量有所上升，单井产能曾经无法完全恢复。.速敏效应排采过程中，煤储层内流体流

10、速快，地层流体携带大量煤粉,发生停抽后流体流速减小，煤粉原地沉淀，堵塞裂痕通道，产生“速敏效应。“速敏效应使储层浸透性严重降低，其可致使多分支程度井产气、产水快速下降。 . FP1-1井控压阶段，最高产气量到达1.9万方，井底流压0.428MPa，还有较大上升空间。由于放气速度过快，发生延续煤粉卡泵停抽，煤灰大量堆积在渗流通道，引起了“贾敏效应、“速敏效应，储层蒙受严重损伤，煤储层浸透率降低，产气才干大幅下降.1.5 影响煤层气井排采效果的主要要素排采强度的影响：煤层气排采需求平稳逐级降压, 抽排强度过大带来的影响有:(1) 易引起煤层激动，使裂隙产生堵塞效应,降低浸透率；(2)影响泄流半径。

11、排采阶段，假设液面下降速率过快，井筒附近的流体就会以较高的速度和较大流体压力差流向井筒，有效应力快速添加，裂痕过早闭合，煤层无法将压力传送到更远处，呵斥降压漏斗得不到充分扩展，泄流半径得不到有效延伸。只需井筒附近很小范围内的煤层得到了有效降压，有效排采半径变得很小，气井产气量在到达顶峰后，由于气源的供应缺乏而急剧下降，无法长期继续消费，甚至停产。第一章：煤层气井消费特征.(3) 吐砂。对于常规压裂的直井在排采初期 假设在裂痕尚未完全闭合时, 排采强度过大, 导致井底压差过大引起支撑砂子的流动, 使压裂砂返吐, 影响压裂效果；(4) 煤粉产出。煤粉等颗粒的产出也能够堵塞孔眼, 同时出砂、煤屑及其

12、它磨蚀性颗粒也会影响泵效, 并对泵呵斥频繁的缺点, 使作业次数和费用添加。我国大多数煤层属于低含水煤层, 因此抽排速度一定要按照煤层的产水潜能，进展合理排水。1.5 影响煤层气井排采效果的主要要素.1.6 我国煤层气资源的主要特点 煤层气是常规天然气的接替能源之一，开发和利用我国丰富的煤层气资源将对我国的能源贮藏起到至关重要的作用。 资源量丰富，但在分布上既分散又集中； 中国陆上埋深2000m以浅的煤层气资源量广泛分布在不同的含煤盆地中，其中具有优势开发潜力的资源又相对集中在华北地域的中东部(62%)，该区既是常规气的发育盲区，又是干净能源的消费旺区 储层不均一性剧烈，华北地域相对优越；第一章

13、：煤层气井消费特征.1.6 我国煤层气资源的主要特点 高阶煤和低阶煤占主导，高阶煤可产气； 中国勘探实际阐明，为美国实际所否认的高阶煤区恰恰是目前最活泼的勘探区，并获得了产气突破。低阶煤煤层气资源在中国占的比例最大，但按现有的实际和技术，其开发难度也大。 煤体构造破坏严重，低渗、低压、低饱和景象突出； 低渗、低压、低饱和是中国煤层气藏的又一个较为显著的特征，为煤层气资源的开发带来了很大的难度。第一章：煤层气井消费特征.目 录第一章 煤层气井消费特征第二章 国内外煤层气井排采设备研讨第三章 煤层气井排采技术分析第四章 煤层气井排水采气方式优化设计.2.1 国外研讨现状 当今世界各国在煤层气开发领

14、域，无论是从开发规模，还是从技术程度等方面来看，美国不断处于领先位置。目前为止，美国曾经构成部分煤层气公用开采设备及工艺技术。如：美国常用的煤层气排采设备虽然仍以有杆设备为主，有杆泵顺应性强，操作简单，性能可靠，几乎不需保养，经改造和研制后，其任务深度和排量能较好的顺应煤层气井的要求，但对整机设计和选型上，提出了新的方法，在以圣胡安和黑勇士盆地为主的各煤田获得了良好的经济效益。第二章：国内外煤层气井排采设备研讨.2.1 国外研讨现状1986年，美国又开场运用螺杆泵排水采气实验，不断地改良螺杆泵系统，使其开展到适宜煤层气井排水所需的排量和扬程，同时可以很好地顺应井液中细煤粉及气液混合体，加上投资

15、本钱和运转本钱低等特点，使该设备在特殊开采要求的煤层气井中得到推行。从80年代后期，美国根据一些煤层气井的排水量大、排量变化范围较大的特点和有杆排采设备在斜井、程度井方面运用受限的现状，开场广泛运用潜油电泵，随后根据煤层气排采用的潜油电泵普通都是小排量离心泵，要求对游离气的顺应性高的特点并不断地改良潜油电泵系统，提高潜油电泵运用的可靠性、顺应性和经济性。第二章：国内外煤层气井排采设备研讨.2.1 国外研讨现状 目前，国内外煤层气排水开采的方法主要有有杆泵法、电潜泵法、螺杆泵法、气举法、水力放射泵法、泡沫法、优选管柱法等。 关于排采设备选型方面的问题，目前国外普遍采用的方法是在消费任务制度中，选

16、择多种排采方式。例如：低产水量或后期产水较少的煤层气井选用任务制度便于调整、液面比较好控制的变速调控抽油机、数控抽油机等。产水量大供液才干强的井，前期思索以排水为主，选择大泵来加强排水降压，通常采用螺杆泵、大直径管式泵。第二章：国内外煤层气井排采设备研讨.2.2 国内研讨现状 我国煤层气的地面开发始于20世纪80年代末，经过近二十年的开展，在煤层气根底实际研讨、煤层气勘探开发技术等方面获得了突破性进展。但是目前对适宜我国煤层地质条件的排采消费实际和排采技术设备的研讨开展较少，尚没有构成可用的成果，不能满足煤层气开采实践的需求；同时，盲目采用国外传统的煤层气开发技术，运用效果不够理想。第二章：国

17、内外煤层气井排采设备研讨.2.2 国内研讨现状 目前我国钻煤层气井2600多口，投入排采1000多口，以中石油、中联煤和地方矿业公司为主，大多运用的是开采常规油气时常用的抽油机、管、杆和泵设备。据统计目前各煤层气井所选用的有杆排采设备，其型号都普遍大于实践所需求的型号，存在严重的投资大、设备不配套、抽空、检泵周期短等诸多问题，严重影响了煤层气井的正常排采，直接降低了煤层气的投资效益，成为了煤层气商业化、规模开发的瓶颈。螺杆泵正在推行运用中；电潜泵还处于探求阶段，气举法还未得到运用。 第二章：国内外煤层气井排采设备研讨.2.2 国内研讨现状 综上所述，我国各煤田排采设备的选型不能按照煤层气开采的

18、实践需求，选择适宜类型和详细型号的排采设备，使得开采效益和设备的顺应性、可靠性下降。 可见，开展煤层气排采设备选型的根底研讨，研讨适宜我国煤层气本身开采实践的排采设备选型方法，指点排采设备进展系统而科学地选型，对提升煤层气的开采效益，处理煤层气开采中的关键技术问题，实现我国煤层气的商业化开采非常必要。第二章：国内外煤层气井排采设备研讨.目 录第一章 煤层气井消费特征第二章 国内外煤层气井排采设备研讨第三章 煤层气井排采设备分析第四章 煤层气井排水采气方式优化设计.3.1 煤层气排采设备的选择 煤层气排采设备及其合理选型是保证煤层气井延续稳定排采的重要要素。因此所用的排采设备必需成熟可靠、耐久耐

19、用、节能低耗、易于维修，还要有较大范围的排液才干和控制排液、系统压力的才干以及有可靠的防煤屑、煤粉危害的措施。 对于给定的一口煤层气井，终究选择何种排水采气工艺应在对气井压力、产量及产水情况进展分析的根底上，地面环境、井下情况、开采条件、维修管理等也是思索的重要要素。此外，选择排采设备时，还需求思索可靠性、设计难易、维护简便性等。而最终思索要素是经济投入。第三章：煤层气井排采设备分析.煤层气排水采气要求:排液速度快，不怕井间干扰。降低井底流压，排水设备的吸液口普通都要求下到煤层以下。要求有可靠的防煤屑、煤粉危害的措施。 排水采气要求.气井系统排采系统井下设备地面排采流程梁式泵螺杆泵发电机动力系

20、统设备排液系统采气系统电潜泵控制柜.气井系统抽油杆出气管线出水管线表层套管244.5mm水泥返高煤层套管.7mm油管73mm煤层泵金属绕丝筛管丝堵音标100m动液面尾管沉砂管人工井底井下泵挂构造:73mm抽油管回音标管式泵尾管筛管沉砂管丝堵.井下泵挂构造泵普通下到筛管距煤层中部深度上下420m, 平均为煤层中部深度以上5.98m处。 一切井煤层均全部射开。 抽油机泵抽系统设备主要有：3型抽油机、56mm二级整体筒管式泵、73mm油管、音标、89mm金属绕丝筛管、管式泵柱塞、19mm抽油杆、25.4mm光杆、丝堵、音标等； 螺杆泵泵挂系统设备主要有：驱动头、24.5mm光杆+24.5mm抽油杆+

21、抽油杆扶正器+转子+定子+尾管+金属筛管+沉砂管+丝堵； 电潜泵泵挂系统主要设备有：变频器+入井电缆+电潜泵+筛管+丝堵。 . 气井系统地面系统气管线水管线气水分别器放空火炬水表平安阀井口和采油树.地面排采流程单井采气系统：油、套环空出口+套管压力表+支管线+火把；单井排液系统：油管出口+ 气、水分别器+水计量表+排水管线；自动数据采集和设备自动控制系统：探头、传输电缆。CNG站的自动控制系统经过安装于井口的探头和传输电缆来采集各井的产水量和套管压力数据以及控制抽油机和电机的运转。.工艺流程：油管内排水流程和油管环形空间采气流程排水流程：水分别器深井泵抽油机抽吸水油管油管头高压三通油管出口线地

22、面排液池。排气流程：井下分别器气水混合物油管环空环大四通高压输气管线地面气水分别器集输安装或火把。 工艺流程.3.2 主要排采设备的任务原理和技术特点 第三章：煤层气井排采设备分析排采设备工作原理技术特点三抽有杆泵将抽油泵下入到井筒液面以下的适当深度，泵柱塞在抽水机的带动下，在泵筒内作上下往复抽吸运动，从而达到从油管内抽吸排水、降低液柱对井底的回压，从油套环形空间采出煤层气的目的。排采运作过程：电动机通过三角带传动，带动减速器。减速后由曲柄、连杆、横梁和游梁等四连杆机构把旋转运动变为驴头往复运动。驴头带动光杆和杆柱作上下往复动。抽油杆将往复运动传给井下泵柱塞。抽油泵筒的下部装有固定阀，柱塞上装

23、有游动阀，在抽油杆往复运动时，完成抽油泵的排出和吸入过程。电潜泵潜油电泵的泵体及其辅助部分安装在油管的最下端，下至井内被抽吸液体中的预定位置，将井筒内的液体（水）从油管中迅速排出，降低井筒内的液面高度。潜油电泵排采地面和井下设备组合为：动力电缆将地面电力送至井下电机。保护器防止井液进入电动机。电机带动离心泵工作。井液经气体分离器进入离心泵。离心泵泵送井液，井液具有动能。动能转变为压头，井液举升至地面。.3.2 主要排采设备的任务原理和技术特点 排采设备工作原理技术特点螺杆泵主要工作部件是定子和转子，定子与泵外壳连成一体并连在油管的最下端，下至井内并沉没于被抽吸的井液中。转子和定子密切配合形成一

24、系列封闭腔和空腔，其不断形成、运移、消失，实现泵送液体，并将液体排出井口。螺杆泵排出地面和井下主要设备为：电控箱通过电缆控制电动机的起停。减速箱传递动力和实现减速，其输入轴连接电动机，输出轴连接光杆。动力由光杆通过抽油杆传递到井下螺杆泵转子。转子上部与抽油杆连接，定子固定于钢管内，其上端与油管连接，转子位定子内转动，实现抽吸功能。当转子旋转时，即将井液和气体从油管内举升至地面第三章：煤层气井排采设备分析.3.2 主要排采设备的任务原理和技术特点 排采设备工作原理技术特点 气举阀气 举 泵通过气举阀，从地面将高压煤层气注入井中，利用气体的能量举升井筒中的井液，使井恢复生产能力。气举阀气举的运作过

25、程：注入气经套管进入油套环形空间。气体经阀孔进入油管。卸载阀以上的液柱被顶替至地面。柱 塞 气 举气 举 泵将柱塞作为气液之间的机械界面，依靠气井原有的气体压力，以一种循环的方式推动活塞在油管内上下移动，将井内液体带出，同时阻止液体的回落，消除了气体穿透液体段塞的可能，从而减少滑脱损失，提高举升效率。柱塞气举的工艺流程为：地面控制器控制薄膜阀关闭生产管线，活塞油管内的气液下落。活塞下落至油管卡定器处，撞击缓冲弹簧，液面开始上升。薄膜阀打开，油管内液面上升，环形空间液面下降，天然气进入油管，推动活塞及其上部的液体上行。环形空间套压迫使活塞和活塞上部的液体上升，直至将液柱排出井口。第三章：煤层气井

26、排采设备分析.3.2 主要排采设备的任务原理和技术特点 排采设备工作原理技术特点射流泵地面泵提供的高压动力液通过喷嘴把其压能转化为万里高速流束，在吸入口形成低压区，井下流体被吸入与动力液混合，在扩散管内，动力液的动能传递给井下流体使之压力增高而排出地面（煤层水和气被同时排出地面）射流泵排采主要设备为：电动机带动多缸泵工作，提供动力。气液分离器和旋风分离器除去动力液中的游离气和固体，并在足够的压力下循环动力液。动力液经井下装置流入井下泵。射流泵泵送流体，通过喷嘴把其位能转换成高速流束的动能。喷射流体与井液在喉道中混合，然后进入扩散管，把动能转换成压能，流体经油管举升至地面。第三章：煤层气井排采设

27、备分析.3.3 主要排采设备的顺应性 指标排采设备有杆泵电潜泵 气举排采射流泵螺杆泵 气举阀 柱塞生产参数最大排量(m3/d)最小排量(m3/d)最大井深 （m）600127006406029507903032006000.32000100016280030051500地层参数温度限制（）地层压力(MPa)最小流压(MPa)120不限1.0149不限1.4101.0不限不限高气液比时1.0=120101.0=90100.1第三章：煤层气井排采设备分析.3.3 主要排采设备的顺应性 指标排采设备有杆泵电潜泵 气举排采射流泵螺杆泵 气举阀 柱塞开采条件煤粉、砂限制（%）气水比(m3/m3）腐蚀限制

28、0.10.5适宜0.020.05适宜0.1不限一般不限360380最好一般3不限一般105适宜井下状况小井眼分层措施井斜限制总效率（水功率/输入功率）磨损严重一般525%45%不适宜不适宜6040%适宜一般限制少20%适宜一般24/30m利用井身能量适宜一般24/30m20%34%适宜不宜斜井弯曲井不适用50%70%第三章：煤层气井排采设备分析.3.3 主要排采设备的顺应性 指标排采设备有杆泵电潜泵 气举排采射流泵螺杆泵气举阀 柱塞地面地面环境装置较大且较重适宜装置小高压电源较好适宜装置小适宜动力源可远离井口适宜装置小 适宜维修管理检泵免修期生产管理自动控制生产测试灵活性较麻烦平均2年较方便适

29、宜较好适宜麻烦平均1.5年方便适宜较好适宜容易平均3年方便一般很适宜很适宜容易平均0.5年方便适宜一般适宜容易平均0.5年方便适宜一般适宜较麻烦平均1年方便一般较好一般第三章：煤层气井排采设备分析.3.3 主要排采设备的顺应性 指标排采设备有杆泵电潜泵 气举排采射流泵螺杆泵 气举阀 柱塞其它条件可靠性设计难易维护难易系统灵活性装备简单性钢材利用率生产时率达95%较易简便灵活简单较高对温度、电故障敏感复杂复杂较灵活较复杂较高压缩和维护正常时可靠轻易较简便较灵活较简单较低井生产稳定则可靠较易复杂不灵活简单较低压力27MPa可靠复杂简便不灵活简单较低可靠较易复杂不灵活简单较高第三章：煤层气井排采设备

30、分析.3.3 主要排采设备的顺应性 指标排采设备有杆泵电潜泵 气举排采射流泵螺杆泵 气举阀 柱塞其它条件投资成本基建投资特殊要求适用范围管理费低深度大时基建费大有效需电源或者煤层气源作动力适用范围广管理费高功率大时费用高一般需可靠电力系统，设备要求有较高耐腐蚀性地层压力低产液量大压缩机和燃料费用高有效压缩机和气源可靠，套管承压能力和设备可靠性要求高气液比和产量变化大出砂、高腐蚀不用压缩机则费用低有效需要与产水量相适应的产气量或外加气源小产水量气液比高间歇井动力费高维护费低有效对地面泵要求高，需要电动泵或注液车气藏强排水费用较低有效需要电源适用范围广第三章：煤层气井排采设备分析.3.4 煤层气排

31、采设备的特性总结 1有杆泵 有杆泵技术在煤层气排采中是一种非常成熟的技术。是由抽油机、抽油杆和抽油泵为主的有杆抽吸系统实现。国内外运用最为广泛的有杆泵设备是游梁式抽油机泵安装。顺应性强，操作简单，性能可靠，几乎不需保养；在排采不同阶段,根据产水量变化调整泵型, 并可经过调速电机调频, 根据各井情况选择适当的排采强度，因此它的任务深度和排量都能顺应大部分煤层气井的排液要求；适宜于产水量在100m3/d 以下，井斜不严重，出砂、煤粉较少的井。对于产气量极高或大量出砂的井，需求进展特殊的井下设计。第三章：煤层气井排采设备分析.梁式泵电动机地面部分游梁式抽油机减速箱四连杆机井下部分抽油泵中间部分抽油杆

32、悬挂在套管内油管的下端联络地面和井下由一或几种直径合钢级的抽油杆和接箍组成组成：三抽为主 + 辅助安装 .将有杆深井泵下入井筒动液面以下适当深度，泵筒中的柱塞在抽油机带动下做上下往复运动而抽汲排水，到达排水采气目的。电动机作动力，来带动抽油机驱动的活塞泵抽水，水由油管排出，气靠本身能量由油套环形空间排出井筒.3.4 煤层气排采设备的特性总结 2螺杆泵地面设备构造简单，占地面积小，非常顺应中国各煤层区块的复杂地形；排量和扬程也较适宜煤层气井的排水要求；在美国已广泛用于浅煤层气井排水采气作业。投资费用和操作费用较低；可以有效地对付煤层气井液中的固体颗粒和气体，可以很好的顺应井液中的细煤粉及气液混合

33、体；适宜于中低产液量的煤层气井;主要缺陷是假设后期地层供液才干缺乏，会发生“烧泵景象，同时目前的技术手段还不能对螺杆泵井进展环空测试。第三章：煤层气井排采设备分析. .WeatherFord公司地面驱动螺杆泵表示图 . .油管电缆导流罩其中柔性轴、减速器维护 器、减速器、电机下维护器、电机、电机上维护器出口等部件均在导流罩里面。螺杆泵 吸入口. 螺杆泵主要任务部件是定子和转子，定子与泵外壳连成一体并接在油管的最下端，下至井内并沉没于被抽吸的井液中。转子是一单外螺旋体，截面是圆形，由高强度钢筋加工而成。定子是在一合金钢管内衬以用耐磨蚀的弹性资料模压而成的双内螺旋体。泵抽作用是经过转子在定子内的顺

34、时针旋转产生的。当转子旋转时，在相隔 隔180度的范围内将构成一连串的空穴，把流体从泵的吸入口推向地面。转子与定子之间延续的密封，使得流体可以一直以与泵的旋转速度和空穴体积成正比的速率向上运移。.3.4 煤层气排采设备的特性总结 3电潜泵顺应性较强，排量大，扬程高；特别适于大水量的低压产水井强排水需求，适用于井斜较大、产水量较高的排采井；根据产液变化要求进展变频调速，而且经过改良它还能较好地进展气液分别、处置固体颗粒，地层出砂对电潜泵的影响相对较小；但任务条件比较苛刻, 对出砂量和气体的顺应性较差，如水中煤粉含量不能大于0.02 % , 气液体积比不能大于0.05 %等；主要缺陷是本钱高、修井

35、费用大。第三章：煤层气井排采设备分析.电潜泵排水采气工艺流程.电潜泵排水采气地面流程表示图电潜泵地面流程.变速电泵由以下三部分组成：井下井组部分包括电机、维护器、泵、离心泵气体分别器、PHD或PSI井下传感器；中间部分包括电缆、油管、单流阀、泄流阀地面部分包括变速控制器、升降压变压器、井口安装、接线盒变速电潜泵系统组成.3.4 煤层气排采设备的特性总结 4气举气举地面设备少，井下管柱相对简单，但在技术上要求很高；一次性的投资高；普通将紧缩煤层气作为气源用于气举，气举的最大特点是可以处置固体颗粒，不受出砂的影响，机械方面的影响和受气体的影响较小；能顺应开采初期的大排量排水;受井斜的影响较小。第三

36、章：煤层气井排采设备分析.气举采气原理气井停产时，油管与套管的液面处于同一高度，当开场注气时，环形空间内的液面被挤压向下，环空中的液体进入油管，油管内液面上升。在此过程中，注气压力不断升高，当环形空间内的液面下降到油管鞋时，注气压力到达最大，称为启动压力。当紧缩气体从油管鞋进入油管时，使油管内的液气混合，密度降低，液面不断上升，直至喷出地面。环形空间继续进气，混合气液的密度越来越低，油管鞋处的压力急剧下降，此时井底压力和注气压力也急剧下降。当井底压力低于地层压力时，地层流体进入井底。由于底层出液使油管内的混气液密度又有添加，所以注气压力又有上升，经过一段时间后趋于稳定。此时井口的注气压力称为任

37、务压力。.射流泵排水采气.3.5 煤层气井最正确排采设备的优选方法 根据煤层气井的开采实践情况，采用参数量化综合评价法为排采设备的优选方法。其本质是用参数化、量化方法来综合评价各种排采设备的主要目的，在综合思索煤层气井动态参数、地面环境、井下情况、开采条件、维修管理、可靠性、设计难易、维护简便性和经济性等各重要要素的根底上，优选出适宜给定煤层气井的排采设备。 第三章：煤层气井排采设备分析.3.5 煤层气井最正确排采设备的优选方法 煤层气排采设备的综合参数可细分为三组部分参数： 第一组用来评价某种排采设备的运用条件能否满足煤层气井动态的参数，用X表示。采用两级评价系数，即X=1表示为满足，X=0

38、表示为不满足。其计算可表示为： 式中，X为评价某种排采设备运用条件的部分综合参数值；Xi为部分参数的评价值；n为部分参数X的总数，根据煤田的详细情况确定。第三章：煤层气井排采设备分析.3.5 煤层气井最正确排采设备的优选方法 第二组用来评价某种排采设备顺应于该煤层气井的程度，用Y表示。采用五级评价系数，即Y=4表示为很适宜，Y=3为适宜，Y=2为较好，Y=1为普通，Y=0为不适宜。其计算可表示为： 式中，Y为评价某种排采设备顺应程度的部分综合参数值；Yi为部分参数的评价值。第三章：煤层气井排采设备分析.3.5 煤层气井最正确排采设备的优选方法 第三组用来评价某种排采设备的难易度、经济性等要素，

39、用Z表示。采用三级评价系数，即Z=3表示为较好，Z=2为普通，Y=1为较差。其计算可表示为： 式中，Z为评价某种排采设备有效性的部分综合参数值；Zi为部分参数的评价值。 终评。评价某种排采设备的顺应性需综合各部分综合参数值，其计算为： 式中，V为评价某种排采设备顺应性的综合参数值。第三章：煤层气井排采设备分析.3.5 煤层气井最正确排采设备的优选方法参数综合评价法的详细用法是：按给定煤田的详细情况选定各个部分参数项，部分参数项可根据详细情况增减；根据煤层气井排采工艺和技术程度，对煤层气排采设备的主要技术经济目的进展量化，给出各部分参数的评价值；根据式(3-1)式(3-3)计算出各排采设备的运用

40、条件、顺应程度和可行性的部分综合参数值，然后带入式(3-4)计算出各排采设备顺应性的综合参数值；完成最正确排采设备的优选：选出综合参数值最高的排采设备，即为首选的煤层气排采设备。第三章：煤层气井排采设备分析.目 录第一章 煤层气井消费特征第二章 国内外煤层气井排采设备研讨第三章 煤层气井排采设备分析第四章 煤层气井排水采气方式优化设计.4.1 煤层气井排水采气设计与优选软件 第四章：煤层气井排水采气方式优化设计 煤层气井排水采气优选及设计软件是一套以煤层气井排水采气实际为指点，充分思索了煤层气井成藏机理和开采技术的特殊性，从消费最优及技术可靠的角度，对煤层气井排水设备进展优选以及科学设计的分析软件。 软件主要功能包括： 煤层气井井底流压的计算 煤层气井最大产水量预测分析