一种可承接煤粉油管的制作方法

本发明涉及一种可承接煤粉油管，属于采矿工程技术领域。

背景技术：

采矿工程技术领域，尤其是煤层气的开采。通过排放煤层中的水，降低煤岩储层压力，使吸附在煤岩储层中的煤层气解吸释放出来。在煤层气井排水采气的过程中，煤层受挤压破坏，产生煤粉，采出水携带煤粉进入井筒后，排采泵吸入、提升至地面，通过井口水管线排放。

根据煤层气井排水采气原理，煤层气井的井筒结构通常是在套管内下入油管及排采泵，由排采泵给携带煤粉的水增压。当携带煤粉颗粒的水流速度较快，煤粉颗粒能够被顺利携带出井筒，如果水流速度较慢或煤层气井关井之后，油管内的煤粉颗粒开始沉降，堆积在井筒下部，如果井筒内煤粉浓度较高，使得煤粉颗粒堆积的高度可达到几十米，导致管道堵塞、埋泵和卡泵等现象发生，导致煤层气井无法正常开采。

针对上述问题，相关研究和发明主要针对改进开采方式或改进排采泵来解决此类问题。其中对于沉积在井筒底部的煤粉颗粒，目前清除方法主要有从油套环空注入的反循环洗井，采用大排量水力冲击煤粉，成功率不高，容易产生压敏效应破坏煤层产气通道，导致作业后产量难以恢复到先前水平，且频繁的清理管道作业增加开发成本。另一种方法是在井底加入防砂筛管，可控制进入井筒的煤粉颗粒的粒径，从而避免因煤粉粒径较大造成的管道堵塞、卡泵等问题的发生，但这个方法不利于及时排除进入井筒的煤粉，长时间生产会造成井底煤粉沉积而埋没煤层。目前尚未发现通过改进油管以承接煤粉的方式来预防缓解此类问题的相关研究和发明。

技术实现要素：

在煤层气井排水采气生产过程中，进入井筒的煤粉，应该及时随采出水排出井筒，否则井筒内煤粉沉积在井底，使得煤粉颗粒堆积的高度超过煤层，导致煤层埋没。如果气井停井，泵上油管内的煤粉沉降，导致的管道堵塞、埋泵、卡泵等问题。本发明的目的是创新性的提供一种可承接煤粉油管，可通过对油管内煤粉颗粒的承接，大量减少油管底部煤粉的沉积量，解决背景技术中所提到的难题，且本发明可延伸使用于井筒内携有砂子的油气井中。

为了达到以上目的，本发明采用下述技术方案：

一种可承接煤粉油管，包括油管、内衬管和接煤粉筛网杯，本发明是将内衬管插入油管中并在两端头将内衬管和油管焊接而成，接煤粉筛网杯交错分布在内衬管上，杯口向上，以达到承接沉降煤粉的目的。

进一步的，所述油管为平式油管或加厚油管。

进一步的，所述内衬管由三扇弧形板材的侧边两两对接，通过直缝焊连接而成，修整焊接缝使管外焊缝平整，所述弧形板材是平整板材经过模具挤压成型的，对应的圆周角β＝120°，材质可根据耐腐蚀需要选用，一个典型的选材为0cr18ni9(304不锈钢)，具有较好的耐腐蚀性，管壁厚度0.4～1.2mm，对应外径d3略小于油管内径d2，长度与油管相同。

进一步的，所述接煤粉筛网杯由锥形曲面筛网焊接在弧形板材内侧面而组成，且当弧形板材焊接形成管体后，接煤粉筛网杯在管中交错排列，接煤粉筛网杯杯口向上。

进一步的，所述接煤粉筛网杯，材质与内衬管相同，杯口侧边对应圆周角为α，接煤粉筛网杯(4)的外壁不超出弧形板材(6)内侧面对应的扇形区域，煤粉筛网杯(4)的垂直高度h为杯口侧边到弧形板材(6)内侧面最大距离l的2～3倍。

进一步的：所述接煤粉筛网杯形状为锥形曲面，当接煤粉筛网杯内无煤粉时，水流可穿过筛网流动，当接煤粉筛网杯内有煤粉时，水流穿过筛网，对煤粉产生冲击，水流速度增大到可携带煤粉时，则实现煤粉的冲离与携带。

进一步的，所述筛网网眼的孔径大小取决于煤层气井所采出的煤粉颗粒的中径大小，一般情况下，为煤粉中径的3～5倍，即当煤粉颗粒中径为0.2mm时，筛网网眼的孔径可设置为0.6mm～1.0mm。即使单个煤粉颗粒未被筛网承接，也会在沉降过程中与其它煤粉形成搭桥被另一个接煤粉筛网杯承接，或沉积于已经形成稳定沉积结构的接煤粉筛网杯中。

进一步的，所述的可承接煤粉油管，其特征在于：将焊接好的内衬管插入油管中。在两端头将内衬管和油管通过氩弧焊焊接，焊接将两者缝隙完全封闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明在内衬管上设置多个接煤粉筛网杯，所述接煤粉筛网杯焊接于内衬管内壁，可与内衬管内壁完全契合，由煤粉沉降原理可知，接煤粉筛网杯可最大限度的承接沉降的煤粉，从而大大减少泵上煤粉颗粒的沉积量，避免了因大量煤粉沉积而导致管道堵塞、埋泵、卡泵等现象的发生，从而避免了反循环洗井等清除煤粉的维护措施的施行，而且在煤层气井生产过程中，接煤粉筛网杯内沉积的煤粉可由上升水通过接煤粉筛网杯网眼冲起并携带排出井筒，提供了一种把沉积的煤粉重新排出井筒的机制，减少了维修成本。

(2)本发明所述可承接煤粉油管的特殊形状结构，可以使管内接煤粉筛网杯对水流影响降低，减小油管内正常输送水阻力。

(3)本发明所述内衬管，隔离了水与油管接触，具有防止油管腐蚀的作用。

(4)本发明在油管内设置了接煤粉筛网杯，占据了一定空间，不适合于有杆类排采泵举升，如抽油泵、地面驱动螺杆泵；可适合于无杆类排采泵举升，如射流泵、气举、电潜泵、电潜螺杆泵、电潜直线电机抽油泵等。本发明不仅可用于煤层气井，还适用于井筒内携有砂粒的油气井中，如解决油气井出砂造成的砂子沉降堆积问题。

附图说明

图1为本发明一种可承接煤粉油管的纵剖面结构示意图；

图2为本发明一种可承接煤粉油管的焊接了接煤粉筛网杯的弧形板材的结构示意图；

图3为本发明一种可承接煤粉油管的焊接了接煤粉筛网杯的弧形板材的端面结构示意图；

图4为本发明一种可承接煤粉油管的接煤粉筛网杯与弧形板材横剖面结构示意图；

图5为本发明一种可承接煤粉油管的端面半剖示意图；

图6为本发明一种可承接煤粉油管的接煤粉筛网杯与弧形板材透视图。

图中：1-油管、2-内衬管、3-焊接直焊缝、4-接煤粉筛网杯、5-筛网网眼、6-弧形板材、7-端面缝隙处氩弧焊焊缝、8-接煤粉筛网杯与弧形板材焊接处焊缝。d1为油管外径，d2为油管内径，d3为内衬管外径，d4为内衬管内径，r1为油管内壁半径，r2为内衬管内壁半径，r3为接煤筛网杯杯口外壁半径，h为锥形接煤粉筛网杯垂直高度，l为煤粉筛网杯(4)的垂直高度h为杯口侧边到弧形板材(6)内侧面最大距离，α为接煤粉筛网杯杯口的圆周角，β为弧形板材弧面圆周角，θ为接煤粉筛网杯外侧面与水流动方向的夹角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明提供的一种实施例：一种可承接煤粉油管，包括油管1、内衬管2、多个接煤粉筛网杯4。所述油管1为平式油管，所述内衬管2由三扇弧形板材6的侧边两两对接，通过直缝焊接而成。所述接煤粉筛网杯4由锥形曲面筛网焊接在弧形板材内侧面而组成，且当弧形板材焊接形成管体后，接煤粉筛网杯在管中呈交错上升式排列，使焊有多个接煤粉筛网杯4的内衬管2顺利插入油管1中，再将内衬管2和油管1两端头之间的缝隙通过氩弧焊焊接，端面缝隙处氩弧焊焊缝7将油管与内衬管间的缝隙完全封闭，从而组装成本发明。

进一步的，所述油管为平式油管，尺寸为2⁷/⁸in，外径d1＝73.02mm，壁厚为5.51mm，内径d1＝62.00mm，钢级n80。

所述内衬管2由三扇弧形板材6的侧边两两对接，通过直缝焊接而成，打磨焊接直焊缝(3)使管外侧平整，所述弧形板材6是钢板经过模具挤压成型的，对应的圆周角β＝120°，内衬管2的管壁厚度0.5mm，外径d3＝61.5mm，长度与油管相同。

所述接煤粉筛网杯4由锥形曲面筛网焊接在弧形板材内侧面而组成，筛网形状为锥形曲面，与水流动方向的夹角θ＝15°，在开采过程中，接煤粉筛网杯4对水产生的阻力较小；接煤粉筛网杯杯口对应曲率半径r3<28.5mm，杯口外壁对应圆周角α＝130°，垂直高度h＝60mm。

所述筛网网眼5的孔径设置为煤粉中径的3～5倍，即当煤粉颗粒中径为0.2mm时，筛网网眼5的孔径可设置为0.6mm～1mm。

具体使用方式：在煤层气井排水采气过程中，由于某种原因，水流速减小，携煤粉能力下降，或某种原因造成停井，煤粉在水中沉降。使用本发明所述油管，煤粉在沉降过程被接煤粉筛网杯4承接，当重新开井生产，或水流速增加时，上升的水流通过接煤粉筛网杯的筛网网眼5将承接的煤粉颗粒冲刷起来，被携带开采出来，达到避免煤粉在油管底部沉积的目的。

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。