一种泡沫与柱塞智能组合的气举装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种气藏排水采气，具体的是涉及一种泡沫与柱塞智能组合的气举装置及其使用方法,用于油井的排水采气。

背景技术：

1、天然气在我国能源构成中占比巨大，研究天然气的开采对环境、经济效益有着重要意义。随着气井的不断开采，产气量会逐渐下降，相应产液量将不断上升，当产气量大于出水的临界产量，易形成井底积液。井底积液作用于地层，一方面降低了地层压力；另一方面由于液体伤害破坏了储气层，降低了气相的有效渗透率。综合而言，井底积液将导致气井产量下降甚至于停产，因此研究排水采气工艺对气井稳产有着重大意义。

2、排水采气是水驱气藏生产中常见的工艺，目的在于排出气井中的积液,排水采气工艺包括有杆泵、连续气举、柱塞气举、泡沫排水、优选管柱等,其中柱塞气举和泡沫排水在采气工艺地位十分重要。柱塞气举依靠储层能量来携液，关井时，环空压力上升，柱塞在重力的作用下下落；开井后，环空中气体进入油管，举升柱塞与液体至井口。泡沫排水是一种将表面活性剂由井口注入井底，与液体接触后降低其表面张力，形成低密度气液混合体来减少气体滑脱，降低压降梯度的排水采气方式。

3、然而，单一的排水采气方法在实践中具有局限性,如柱塞气举在低产气井开采过程中关井时间长、柱塞到达井口后仍有井中残余液；泡沫排水采气中井口投入固体起泡剂后，仅靠重力作用起泡剂无法在液体环境下快速落达井筒深处,目前没有将泡沫排水与柱塞气举组合的工艺来解决此类问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是:采集气井或油井中的产气时井中有残余液体以及排水采气装置在实践中方式很单一的问题，因为气井开采后产气量下降，产液量上升会导致井底积液太多影响产气量；另外，在现有技术中要么排水采气是单独使用柱塞气举方式进行排水采气，要么单独用泡沫排水方式排水采气，没有将柱塞气举和泡沫排水结合使用，本发明的目的在于提供一种泡沫与柱塞智能组合的气举装置及其使用方法来解决上述的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种泡沫与柱塞智能组合的气举装置，包括：

4、井下配套装置，安装在地下，用于连通井下的油气；

5、所述地面配套装置，用于将所述井下配套装置的所述油气排出到井口；

6、投球装置，用于泡排球的暂存或泡排球投入到所述井下；

7、所述智能控制装置，用于控制地面配套装置的所述井口的开闭、控制投球装置的开闭；

8、智能控制装置电性连接于所述投球装置和地面配套装置，所述投球装置连通于地面配套装置并通向井下配套装置。

9、所述井下配套装置具有套管，所述套管的内部套有所述地面配套装置具有的油管，所述油管的内部具有柱塞，所述柱塞在所述油管内滑动接触，缓冲卡定器固定在油管的内部下端，所述缓冲卡定器的上端具有柱塞。

10、所述油管连通有所述智能控制装置具有的气源取压管线，油管上安装有所述地面配套装置具有的主阀门，油管和所述气源取压管线之间具有压力表。

11、所述智能控制装置具有气源取压管线、分离器调压阀、控制器、薄膜阀以及旁通管路，从所述油管通过所述气源取压管线依次连通有所述分离器调压阀、控制器和薄膜阀，薄膜阀通过所述旁通管路连通于油管。

12、所述到达感应器安装在捕捉器外壁，所述捕捉器安装在所述油管上。

13、所述油管的最上端安装有防喷管。

14、所述投球装置具有加球管、集球斗以及转动球阀，所述加球管、集球斗以及转动球阀从上往下依次连接。

15、所述转动球阀连通于所述井下配套装置具有的油管，转动球阀连通在所述智能控制装置具有的到达感应器和地面配套装置具有的主阀门之间。

16、所述智能控制装置具有的控制器电性连接所述投球装置具有的转动球阀，所述控制器电性连接于薄膜阀和到达感应器。

17、所述转动球阀具有入球口、球阀本体以及出球口,所述球阀本体隔开所述入球口和出球口。

18、所述球阀本体具有容纳泡排球的凹槽。

19、另外，提供一种泡沫与柱塞智能组合的气举装置的使用方法，包括如下步骤：

20、1)关闭井口，向加球管内加入泡排球到集球斗内；

21、2)根据压力表的读数来确定油管内的压力情况，若所述压力表的读数达到控制器设定值，控制器则通过降低气源取压管线压力打开薄膜阀，此时油管内的柱塞开始逐渐上行至井口，将地下的流体通过所述柱塞把油管内的流体从底下举升至井口，流体在井口从油管经过旁通管路再进入生产流程；

22、3)关闭井口前控制器根据泡排球的投放周期来决定是否旋转转动球阀来投放所述泡排球，若投放，控制器还需控制所述转动球阀的转动使泡排球落入到油管内，关闭井口，柱塞下行，同时地层流体流入油管内；

23、4)柱塞推动油管内的泡排球落至缓冲卡定器处，泡排球在油管内逐渐溶解，流体表面张力降低，等待油管内的压力上升；

24、5)重复上述步骤2)～4)，最后不使用本装置关闭井口。

25、其中，所述转动球阀转动时，每次转动360°则一颗所述泡排球落入所述油管内，所述控制器控制转动球阀的转动周数来实现泡排球的投放量。

26、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

27、1、本发明的井下配套装置安装在地下，井下配套装置连通井下的油气，井下的油气通过井下配套装置通向地面配套装置和智能控制装置，智能控制装置电性连接于投球装置和地面配套装置,智能控制装置控制地面配套装置的井口的开闭、控制投球装置的开闭,智能控制装置对地面配套装置打开后油气从井口流出,气体流出井口,智能控制装置控制投球装置使泡排球进入井下配套装置,由于投球装置连通于地面配套装置并通向井下配套装置使泡排球进入井下配套装置，关闭井口井下配套装置通入油气并进行憋压，等到压力一定时再打开井口,本发明的井下配套装置通过智能控制装置连通到所述地面配套装置的气体路径使井下配套装置内的残余液体以气体方式流出，井口打开且气体流出井口后泡排球能快速落到井下配套装置的深处；本发明的井下配套装置结合了投球装置和智能控制装置一体化,结合了泡沫排液与柱塞气举智能组合的采气工艺技术。

28、2、本发明的井下配套装置具有套管，所述套管的内部套有所述地面配套装置具有的油管，所述油管的内部具有柱塞，所述柱塞在所述油管内滑动接触，缓冲卡定器固定在油管的内部下端，所述缓冲卡定器的上端具有柱塞，柱塞在下行过程中缓冲卡定器对柱塞下行限位。

29、3、本发明所述油管连通有所述智能控制装置具有的气源取压管线，油管上安装有所述地面配套装置具有的主阀门，油管通过气源取压管线分支，油管和气源取压管线之间具有压力表，压力表的示数决定是否打开井口。

30、4、本发明从油管通过气源取压管线依次连通有所述分离器调压阀、控制器和薄膜阀，薄膜阀通过所述旁通管路连通于油管使油管通入的油气被薄膜阀气液隔开，油管的分支回到油管中的是气体而油管内的残余液体留在薄膜阀上，只要更换薄膜阀即可。

31、5、本发明所述到达感应器安装在捕捉器外壁，便于检测柱塞上行的位置。

32、6、本发明所述到达感应器的上端电性连接有捕捉器，所述捕捉器安装在所述油管上，柱塞上行到到达感应器附近，启动捕捉器防止柱塞下落。

33、7、本发明所述油管的最上端安装有防喷管，防止油气溢流流出。

34、8、本发明所述转动球阀的球阀本体隔开所述入球口和出球口，转动球阀本体可以将泡排球从入球口投到出球口。

35、9、本发明泡沫和柱塞举升结合，改善了柱塞运行的效果和可靠性，表面活性剂使气体滑脱降到最小，可以改善柱塞到达后气产量不足以清除井内残余液的情况，有利于排水采气技术的发展。

36、10、本发明球阀每转动360°可精准投放一颗泡排球，投放多颗球的方法为控制器控制球阀的多次转动，能确定投入泡排剂的数目，并杜绝由于泡排球的堆积导致球卡在管中的现象。

37、11、本发明柱塞推动泡排球下落至井底，相比起单一的泡沫排液采气方法，本方法利用现有的装置增加了泡排球的落入深度，增强了泡沫效果，控制器智能控制，一方面根据柱塞的工作制度进行调节，另一方面控制转动球阀的转动使泡排球无需人工投放就能到达油管，减少人工使用成本。