排水采气装置和排水采气方法与流程

本发明涉及油气设备领域，特别涉及一种排水采气装置和排水采气方法。

背景技术：

气井的开采过程通常包括将气井内部的出气层中的气体通过管柱输送到地面的过程，但是地层水(或其它液体)可能会大量的侵入出气层，导致出气层中的气体与液体混合形成气液混合物，进而使得气体难以通过管柱被输送到地面。

相关技术中的一种排水采气方法是通过高压气源将高压气体注入气井，以通过该高压气体将出气层中的液体举出气井，之后再将出气层中的气体输到地面。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：上述先将地层水排出至地面后才进行采气作业的方式，步骤繁琐，耗时较长。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种排水采气装置和排水采气方法，能够解决相关技术中排水采气作业步骤繁琐，耗时较长的问题。所述技术方案如下：

根据本发明的第一方面，提供了一种排水采气装置，所述排水采气装置包括：

管柱和设置在所述管柱上的气液分离组件和管道组件；

所述气液分离组件包括动力部件、气液分离器和设置在所述气液分离器上的气液入口、气体出口和液体出口，所述动力部件与所述气液分离器连接，被配置为将气液混合物从所述气液入口吸入所述气液分离器，所述气液分离器被配置为将所述气液混合物中的气体从所述气体出口排出，将所述气液混合物中的液体从所述液体出口排出；

所述管道组件包括气体管道和液体管道，所述液体管道的一端与所述液体出口连接，另一端被配置为与除所述出气层外的其它地层连通，所述气体管道与所述气体出口连通。

可选的，所述排水采气装置还包括设置在所述管柱上的封隔器，

当所述其它地层位于所述出气层的下方时，所述封隔器设置在所述出气层和所述其它地层之间。

可选的，所述排水采气装置还包括设置在所述管柱上的两个封隔器，

当所述其它地层位于所述出气层的上方时，所述两个封隔器分别设置在所述其它地层在第一方向上的两侧，所述第一方向为所述管柱的长度方向。

可选的，所述动力部件包括连接着的电机和电潜泵。

可选的，所述动力部件还包括电缆，所述电缆与所述电机连接。

可选的，所述排水采气装置还包括单流阀，所述单流阀设置在所述液体管道中。

可选的，所述管柱包括气体输送段，所述气体输送段复用为所述气体管道。

可选的，所述排水采气装置还包括筛管，所述筛管设置在所述气体输送段，所述筛管上设置有至少一个开口，所述开口与所述气体输送段的内部连通。

可选的，所述液体管道设置在所述管柱中，所述管柱上设置有开孔，所述开孔被配置为与所述其它地层连通，所述液体管道的另一端与所述开孔连接。

根据本发明的第二方面，提供一种排水采气方法，所述方法包括：

通过气液分离组件将出气层中的气液混合物分离为气体和液体；

将所述气体通过气体管道进行传输；

将所述液体通过液体管道输入除所述出气层外的其它地层。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过动力部件将气液混合物从气液分离器的气液入口吸入，气液分离器对该气液混合物进行分离，并将气体从气体出口排出，将液体从液体出口排出。液体管道将该液体输送至除出气层外的其它地层，气体管道将气体导出，无需将出气层中的液体抽出即可对气体进行采集。解决了相关技术中排水采气作业步骤繁琐，耗时较长的问题，达到了简化排水采气步骤，提高排水采气效率的效果。同时无需将井下液体抽出地面进行处理，不但节约了成本，还避免了对环境的污染，也提高了注水层同层油井的产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的一种排水采气装置的结构示意图；

图2是本发明实施例示出的一种排水采气装置的结构示意图；

图3是本发明实施例示出的另一种排水采气装置的结构示意图；

图4是本发明实施例示出的另一种排水采气装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种排水采气方法的流程图。

上述各个附图中，附图标记的含义可以为：1-出气层，2-其它地层，3-套管，10-排水采气装置，11-管柱，12-管道组件，121-气体管道，122-液体管道，k1-气液入口，k2-气体出口，k3-液体出口，k4-开孔，13-气液分离组件，131-动力部件，1311-电机，1312-电潜泵，1313-电缆，132-气液分离器，14-封隔器，15-单流阀，16-筛管，f-第一方向。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

目前，在开采气井的过程中，地层水(或其它液体)可能会大量的侵入出气层，导致出气层中的气体与液体混合形成气液混合物，造成管柱内的油管积液甚至水淹，影响气井的开采效率，同时也使得气体难以通过管柱被输送到地面。这一问题在气井的开采进入中后期后尤为严重。

气井的结构可以如图1所示，该气井中包括出气层1和其它一些地层。该气井中还设置有套管3，该套管3在与各个地层(如出气层和注水层等)接触的位置可以设置有孔洞(图1中未标出)。其它地层中的液体可能会侵入到出气层1中，与出气层1中的气体混合为气液混合物，进而使得难以直接将出气层中的气体从气井中采出。

相关技术中在采集该气井的出气层1中的气体时，首先通过高压气源将高压气体注入气井，以通过该高压气体将出气层1中的液体举出气井，之后再将出气层1中的气体输送到地面。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：上述排水采气方法是先将地层水排出至地面，再进行采气作业，步骤繁琐，耗时较长，且把井底积液排出地面增加了油管积液的处理成本，且可能造成环境污染。

本发明实施例提供了一种排水采气装置和排水采气方法，可以解决上述相关技术中的问题。

图2是本发明实施例示出的一种排水采气装置的结构示意图，该排水采气装置10可以包括：

管柱11和设置在管柱上的气液分离组件13和管道组件12。

气液分离组件13包括动力部件131、气液分离器132和设置在气液分离器132上的气液入口k1、气体出口k2和液体出口k3，动力部件131与气液分离器132连接，被配置为将气液混合物从气液入口k1吸入气液分离器132，气液分离器132被配置为将气液混合物中的气体从气体出口k2排出，将气液混合物中的液体从液体出口k3排出。

管道组件12包括气体管道121和液体管道122，液体管道122的一端与液体出口k3连接，另一端被配置为与除出气层外的其它地层(图2中未示出)连通，气体管道121与气体出口k2连通。

综上所述，本发明实施例提供的一种排水采气装置，通过动力部件将气液混合物从气液分离器的气液入口吸入，气液分离器对该气液混合物进行分离，并将气体从气体出口排出，将液体从液体出口排出。液体管道将该液体输送至除出气层外的其它地层，气体管道将气体导出，无需将出气层中的液体抽出即可对气体进行采集。解决了相关技术中排水采气作业步骤繁琐，耗时较长的问题，达到了简化排水采气步骤，提高排水采气效率的效果。同时无需将井下液体抽出地面进行处理，不但节约了成本，还避免了对环境的污染，也提高了注水层同层油井的产量。

根据用于排出液体的其它地层(该层可以称为注水层)与出气层之间的位置关系，本发明实施例提供的排水采气装置的结构可以不同。下面分别进行说明。

当注水层位于出气层的上方时，请参考图3，其示出了本发明实施例提供的另一种排水采气装置的结构示意图，该排水采气装置10在图2所示的排水采气装置的基础上进行了一些调整。

其中，出气层1中的气液混合物可以在动力部件的驱动下从气液入口(图3中未示出)进入气液分离器132，气液分离器132将该气液混合物分离得到的液体从液体出口排入液体管道122，该液体管道122可以将该液体输送至其它地层2。气液分离器132将该气液混合物分离得到的气体从气体出口排入气体管道121，气体管道121可以将该气体输送至地面。

可选的，排水采气装置10还包括设置在管柱11上的两个封隔器(封隔器141、封隔器142)，两个封隔器(封隔器141和封隔器142)分别设置在其它地层(注水层)2在第一方向上f的两侧。第一方向f为管柱11的长度方向。这两个封隔器能够构成一个封闭的空间，以避免分离后的液体再与气体混合。

可选的，动力部件13包括连接着的电机1311和电潜泵1312。可选的，动力部件还包括电缆1313，电缆1313与电机1311连接。电潜泵1312可以为电动潜油离心泵，其具有设备结构简单、效率高、自动化程度高等优点。电机与电潜泵之间通过轴相互连接，电缆1313穿过封隔器将地面上的电力传输至电机1311，电机1311驱动轴旋转，旋转的轴可以带动电潜泵1312运行。

可选的，排水采气装置10还包括单流阀15，单流阀15设置在液体管道122中。单流阀15又称单向阀、止回阀或逆止阀，其可以包括进口和出口，液体等流体只能够从其进口流入，出口流出，但无法从出口流入。单流阀15可以用于使液体顺着液体管道122单向流入其它地层2，防止液体重新流入气液分离器132中。

可选的，管柱11包括气体输送段，气体输送段复用为气体管道121。即可以直接通过管柱11内部的空腔来输送气体。

可选的，排水采气装置10还包括筛管16，筛管16设置在气体输送段。筛管16上设置有至少一个开口，该开口与气体输送段的内部连通。在本发明实施例中，气液分离器132将气液混合物中的气体从气体出口排出至管柱11和套管3之间构成的环空之中，该环空中的气体可以通过该筛管16上的开口进入气体管道121。

可选的，液体管道122设置在管柱11中，管柱11上设置有开孔k4，开孔k4被配置为与其它地层2连通。液体管道122的一端与液体出口(图3中未示出)连接，另一端与开孔k4连接。气液分离器132分离后的液体通过液体出口进入液体管道122，再通过液体管道122上的开孔k4流入其它地层2中。

综上所述，本发明实施例提供的一种排水采气装置，通过动力部件将气液混合物从气液分离器的气液入口吸入，气液分离器对该气液混合物进行分离，并将气体从气体出口排出，将液体从液体出口排出。液体管道将该液体输送至除出气层外的其它地层，气体管道将气体导出，无需将出气层中的液体抽出即可对气体进行采集。解决了相关技术中排水采气作业步骤繁琐，耗时较长的问题，达到了简化排水采气步骤，提高排水采气效率的效果。同时无需将井下液体抽出地面进行处理，不但节约了成本，还避免了对环境的污染，也提高了注水层同层油井的产量。

当注水层位于出气层的下方时，请参考图4，其示出了本发明实施例提供的另一种排水采气装置的结构示意图，该排水采气装置10在图3所示的排水采气装置的基础上进行了一些调整。

其中，出气层1中的气液混合物可以在动力部件的驱动下从气液入口(图3中未示出)进入气液分离器132，气液分离器132将该气液混合物分离得到的液体直接排入下方的其它地层2，气液分离器132将该气液混合物分离得到的气体从气体出口排入气体管道121，气体管道121可以将该气体输送至地面。

可选的，排水采气装置10还包括设置在管柱11上的封隔器14，封隔器14设置在出气层1和其它地层2之间。此时排水采气装置10被设置为一个分隔器14，构成封闭空间，在保证液体能够注入其它地层2的同时，避免了液体泄露到其它区域。

可选的，动力部件包括连接着的电机1311和电潜泵1312。可选的，动力部件还包括电缆1313，电缆1313与电机1311连接。电潜泵1312即电动潜油离心泵，具有设备结构简单、效率高、自动化程度高等优点。电机与电潜泵之间通过轴相互连接，电缆1313穿过封隔器将地面上的电力传输至电机1311，电机1311驱动轴旋转，旋转的轴带动电潜泵1312运行。

可选的，排水采气装置10还包括单流阀15，单流阀15设置在液体管道122中。单流阀15又称单向阀、止回阀或逆止阀，其可以包括进口和出口，液体等流体只能够从其进口流入，出口流出，但无法从出口流入。单流阀15可以用于使液体顺着液体管道122单向流入其它地层2，防止液体重新回到气液混合物中。

可选的，管柱11包括气体输送段，气体输送段复用为气体管道121。即可以直接通过管柱11内部的空腔来输送气体。

可选的，排水采气装置10还包括筛管16，筛管16设置在气体输送段，筛管16上设置有至少一个开口，该开口与气体输送段的内部连通。在本发明实施例中，气液分离器132将气液混合物中的气体从气体出口排出至管柱11和套管3之间构成的环空之中，该环空中的气体可以通过该筛管16上的开口进入气体管道121。

综上所述，本发明实施例提供的一种排水采气装置，通过动力部件将气液混合物从气液分离器的气液入口吸入，气液分离器对该气液混合物进行分离，并将气体从气体出口排出，将液体从液体出口排出。液体管道将该液体输送至除出气层外的其它地层，气体管道将气体导出，无需将出气层中的液体抽出即可对气体进行采集。解决了相关技术中排水采气作业步骤繁琐，耗时较长的问题，达到了简化排水采气步骤，提高排水采气效率的效果。同时无需将井下液体抽出地面进行处理，不但节约了成本，还避免了对环境的污染，也提高了注水层同层油井的产量。

图5是本发明实施例提供的一种排水采气方法的流程图，该方法可以应用上述图2、图3或图4所示的任一排水采气装置中。该方法可以包括下面几个步骤：

在步骤501中，通过气液分离组件将出气层中的气液混合物分离为气体和液体。

在使用本发明实施例提供的排水采气方法进行排水采气作业时，首先可以通过排水采气装置中的气液分离组件将出气层中的气液混合物分离为气体和液体。

如图3所示，动力部件包括电机1311、电潜泵1312和电缆1313，其中电缆1313将电力传输至电机1311，电机1311通过连接着的轴将动力传输至电潜泵1312。电潜泵1312通过带动气液分离器132将气液混合物从气液入口吸入，进行气液分离。再分别从气体出口和液体出口排出。

在步骤502中，将气体通过气体管道进行传输。

通过气液分离器分离后的气体，进入气体管道，输送至地面。

如图2所示，气液分离器132将气液混合物从气液入口k1吸入气液分离器132，再将分离后的气体从气体出口k2排出至气体管道121，气体管道121将分离后的气体输送至地面。

在步骤503中，将液体通过液体管道输入除出气层外的其它地层。

通过气液分离器分离后的液体，进入液体管道，输送至其它地层。

如图2所示，气液分离器132将气液混合物从气液入口k1吸入气液分离器132，再将分离后的液体从液体出口k3排出至液体管道122，通过液体管道上的开口排入其它地层2。

综上所述，本发明实施例提供的一种排水采气方法，通过动力部件将气液混合物从气液分离器的气液入口吸入，气液分离器对该气液混合物进行分离，并将气体从气体出口排出，将液体从液体出口排出。液体管道将该液体输送至除出气层外的其它地层，气体管道将气体导出，无需将出气层中的液体抽出即可对气体进行采集。解决了相关技术中排水采气作业步骤繁琐，耗时较长的问题，达到了简化排水采气步骤，提高排水采气效率的效果。同时无需将井下液体抽出地面进行处理，不但节约了成本，还避免了对环境的污染，也提高了注水层同层油井的产量。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。