排砂排煤粉采氣的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種排砂排煤粉采氣的方法及其裝置，排砂排煤粉采氣裝置通過水力射流泵、尾管以及返液管形成煤粉、地層砂、動(dòng)力液混合流道，地面動(dòng)力站、井下動(dòng)力液管和水力射流泵形成動(dòng)力液通道。所述排砂排煤粉采氣裝置將含有煤粉、地層砂的動(dòng)力液通過單獨(dú)的通道排出，避免因煤粉、地層砂堵塞造成卡泵、且不存在管桿偏磨問題。本發(fā)明的排砂排煤粉采氣的方法利用所述煤粉、地層砂、動(dòng)力液混合流道將包含有煤粉和地層砂的地層液和動(dòng)力液混合形成的混合液排至地面。本發(fā)明利用簡單的結(jié)構(gòu)裝置通過簡易的操作來排出煤層中的煤粉和地層砂，提高所述排砂排煤粉采氣裝置的工作效率、減少設(shè)備的故障率、延長檢泵修井周期。
【專利說明】排砂排煤粉采氣的方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種排砂排煤粉采氣的方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣是煤在生成過程中的一種伴生物，是利用價(jià)值很高的優(yōu)質(zhì)潔凈新能源。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，由于對(duì)開發(fā)利用能源造成的環(huán)境污染問題也日趨重視，因此煤層氣也得到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注和需求；在我國，煤層氣已被納入推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的重要載體。
[0003]由于煤儲(chǔ)層的特殊性決定了煤層氣井排采作業(yè)的核心任務(wù)之一為煤粉管理，而我國煤層氣開采目前處于初級(jí)階段，排采的主要方式是穩(wěn)壓排采、機(jī)抽為主，排采設(shè)備主要為移植常規(guī)有桿抽油系統(tǒng)。由于主要為移植采油設(shè)備，在煤層氣井排采現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，存在還諸多不適應(yīng)的問題；例如，有桿泵在前期排采中能排出少量的煤粉，但在穩(wěn)產(chǎn)及后期的低排量條件下，卻無法有效地排出煤粉。而煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)超標(biāo)是導(dǎo)致卡泵停機(jī)的主要原因，井筒中的煤粉引起卡泵，進(jìn)而需要修井作業(yè)、嚴(yán)重影響了煤層氣井的連續(xù)生產(chǎn)。由于壓力的作用，煤層中的地層砂和煤粉很容易進(jìn)入抽采泵的吸入口，導(dǎo)致增加抽采泵的故障率、縮短修井周期，對(duì)氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響、增加了排采成本。中國實(shí)用新型專利申請(qǐng)CN2014200756781公開了一種煤層氣井防煤粉泵，其結(jié)構(gòu)為吸入閥、柱塞、連接、分流接頭從上至下依次連接、上接頭、外筒、分流接頭、下接頭從上至下依次連接，外筒與泵筒之間形成沉粉環(huán)空。該煤層氣井防煤粉泵利用沉粉環(huán)空通過分流接頭上的沉粉通道與下接頭的內(nèi)部相通，使煤粉通過此通道沉入下接頭之下的尾管里，以避免煤粉堆積在排出閥和柱塞上。該實(shí)用新型專利為了實(shí)現(xiàn)煤粉排出，在泵中增加了多個(gè)結(jié)構(gòu)和接頭、增加了每個(gè)部件之間的運(yùn)動(dòng)磨損，且煤粉沉積在尾管里，還需要在下次作業(yè)時(shí)提出清除，增加了工作程序。而且其還是利用有桿設(shè)備，會(huì)存在管桿偏磨的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的現(xiàn)有技術(shù)的問題是:現(xiàn)有技術(shù)不能利用簡單的結(jié)構(gòu)裝置通過簡易的操作來排出煤層中的煤粉和地層砂，避免因?yàn)榭ū煤凸軛U偏磨而增加設(shè)備故障率、縮短修井周期。
[0005]具體來說，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案。
[0006]本發(fā)明提供一種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置、連接裝置和井下裝置，所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通；其特征在于:所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管和返液管，所述井下裝置包括水力射流泵；所述井下動(dòng)力液管的下端和所述返液管的下端均與所述水力射流泵的上端連通，所述井下動(dòng)力液管的上端與所述地面裝置連通。
[0007]優(yōu)選的是，所述井下裝置包括尾管，所述尾管的上端與所述水力射流泵下端連通。
[0008]優(yōu)選的是，所述井下動(dòng)力液管和返液管并列設(shè)置在所述水力射流泵的上端。
[0009]優(yōu)選的是，所述井下動(dòng)力液管和返液管內(nèi)外或外內(nèi)相套設(shè)置在所述水力射流泵的上端。
[0010]優(yōu)選的是，所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置，所述井下動(dòng)力液管的上端通過井口裝置與所述地面動(dòng)力站連通。
[0011]優(yōu)選的是，所述排砂排煤粉采氣裝置包括采氣管，所述采氣管的下端伸至井筒內(nèi)、上端口高于地面。
[0012]優(yōu)選的是，所述排砂排煤粉采氣裝置包括封閉層，所述封閉層設(shè)置在所述水力射流泵與所述尾管之間。
[0013]本發(fā)明還提供一種使用本發(fā)明的排砂排煤粉采氣裝置進(jìn)行排砂排煤粉采氣的方法，包括如下步驟，
[0014](I)井筒內(nèi)上端與地面裝置連通的井下動(dòng)力液管，將所述地面裝置中的動(dòng)力液輸送至與所述井下動(dòng)力液管下端連通的井下裝置的水力射流泵中，推動(dòng)所述水力射流泵工作；
[0015](2)所述水力射流泵將煤層的煤粉和地層砂吸入所述井下裝置中，使所述煤粉和所述地層砂完全混入所述動(dòng)力液中；
[0016](3)所述水力射流泵產(chǎn)生壓力，通過與所述水力射流泵連通的所述連接裝置的返液管將混入所述煤粉和所述地層砂的所述動(dòng)力液輸送至地面。
[0017]優(yōu)選的是，所述排砂排煤粉采氣裝置所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置，所述井下動(dòng)力液管的上端通過井口裝置與所述地面動(dòng)力站連通；所述地面裝置的地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液，所述地面動(dòng)力站通過與其連通的所述井下動(dòng)力液管將所述動(dòng)力液輸送至所述水力射流泵中；所述地面裝置通過其井口裝置控制所述地面動(dòng)力站與所述連接裝置連通。
[0018]優(yōu)選的是，所述排砂排煤粉采氣裝置包括采氣管，所述采氣管的下端伸至井筒內(nèi)、上端口高于地面；
[0019]包括步驟(5)，煤層氣通過伸入井筒內(nèi)的采氣管被輸送至地面。
[0020]本發(fā)明的排砂排煤粉采氣裝置包括所述地面裝置、所述連接裝置和所述井下裝置。所述地面裝置將所述地面動(dòng)力站產(chǎn)生的所述動(dòng)力液通過所述連接裝置的所述井下動(dòng)力液管輸送至所述井下裝置中的所述水力射流泵中，來推動(dòng)所述水力射流泵工作、將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成壓力，實(shí)現(xiàn)將煤粉和地層砂排至地面。
[0021]本發(fā)明的排砂排煤粉采氣裝置中，所述井下裝置的所述尾管上端與所述液壓柱塞泵下端連通，所述尾管下端置于煤層下、方便接收所述煤層的所述煤粉和所述地層砂。所述尾管、所述水力射流泵和所述返液管形成一個(gè)煤粉、地層砂、動(dòng)力液混合流道。
[0022]本發(fā)明的排砂排煤粉采氣裝置中，所述連接裝置的所述井下動(dòng)力液管和所述返液管可以并列設(shè)置在所述水力射流泵的上端；也可以將所述井下動(dòng)力液管套在所述返液管外面并設(shè)置在所述水力射流泵的上端，使所述動(dòng)力液在所述返液管外側(cè)流動(dòng)，或?qū)⑺龇狄汗芴自谒鼍聞?dòng)力液管外面并設(shè)置在所述水力射流泵的上端，使含有煤粉、地層砂和動(dòng)力液的混合液在所述井下動(dòng)力液管外側(cè)流動(dòng)。
[0023]本發(fā)明的排砂排煤粉采氣裝置中，所述地面裝置通過所述井口裝置控制所述地面動(dòng)力站與所述連接裝置的所述井下動(dòng)力液管是否連通。
[0024]本發(fā)明的排砂排煤粉采氣的方法，利用排砂排煤粉采氣裝置的所述井下裝置的所述水力射流泵產(chǎn)生壓力施加于煤層中的煤粉和地層砂，并通過由所述尾管、所述水力射流泵和所述返液管形成的流道將煤粉和地層砂向上吸至地面。
[0025]本發(fā)明的排砂排煤粉采氣裝置通過所述井下裝置的所述水力射流泵、所述尾管以及所述連接裝置的所述返液管形成煤粉、地層砂、動(dòng)力液混合流道，所述地面裝置的所述地面動(dòng)力站、所述連接裝置的所述井下動(dòng)力液管和所述井下裝置的所水力射流泵形成動(dòng)力液通道。所述排砂排煤粉采氣裝置將含有煤粉、地層砂的動(dòng)力液通過單獨(dú)的通道排出，避免因煤粉、地層砂造成卡泵、且不存在管桿偏磨問題。本發(fā)明的排砂排煤粉采氣的方法利用所述煤粉、地層砂、動(dòng)力液混合流道將包含有煤粉和地層砂的地層液和動(dòng)力液混合形成的混合液排至地面。本發(fā)明利用簡單的結(jié)構(gòu)裝置通過簡易的操作來排出煤層中的煤粉和地層砂，提高所述排砂排煤粉采氣裝置的工作效率、減少設(shè)備的故障率、延長檢泵修井周期，并且其可以廣泛適用于水平井、斜井、定向井、叢式井等多種礦井的排砂、排煤粉采氣作業(yè)。
[0026]下面結(jié)合附圖和各個(gè)【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明，其中:

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是實(shí)施例1的水力射流泵內(nèi)部工作示意圖。
[0029]圖中附圖標(biāo)記說明如下:1-井下動(dòng)力液管、2-返液管、3-采氣管、4-水力射流泵、5-尾管、6-井口裝置、7-煤層、8-人工井底、9-動(dòng)力液、10-地層液、11-混合液、12-噴嘴、13-喉管、14-擴(kuò)散管。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如上所述，本發(fā)明的目的在于:提供一種排砂排煤粉采氣的方法及其裝置，簡單的結(jié)構(gòu)裝置通過簡易的操作來排出煤層中的煤粉和地層砂、避免因煤粉、地層砂造成采氣設(shè)備卡泵、增加故障率、縮短檢泵修井周期，且消除了管桿偏磨問題。
[0031]實(shí)施例1
[0032]參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明提供的第一種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置(圖中未示出)、連接裝置和井下裝置以及采氣管3，所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通。所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置6，所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管I和返液管2，所述井下裝置包括水力射流泵4和尾管5。所述井下動(dòng)力液管I的上端與所述地面動(dòng)力站連通，所述井下動(dòng)力液管I的下端和所述返液管2的下端均與所述水力射流泵4的上端連通，所述尾管5的上端和所述液壓柱塞泵4的下端連通，下端置于煤層7下、人工井底8上；所述采氣管3的下端伸至井筒內(nèi)、上端口高于地面。所述井下動(dòng)力液管I和返液管2并列設(shè)置在所述水力射流泵的上端。所述井口裝置6為帶流道的井口裝置6。
[0033]參照?qǐng)D1所示，利用實(shí)施例1的排砂排煤粉采氣的方法排水采氣時(shí)，所述地面裝置通過所述地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液9、并通過所述帶流道的井口裝置6將所述動(dòng)力液9送入井筒內(nèi)的所述井下動(dòng)力液管I中，進(jìn)而將所述動(dòng)力液9送至與所述井下動(dòng)力液管I連通的位于人工井底8的所述水力射流泵4中；所述動(dòng)力液9推動(dòng)所述水力射流泵4開始工作。所述水力射流泵4的工作元件包括噴嘴12、喉管13和擴(kuò)散管14，其中，噴嘴12相當(dāng)于所述水力射流泵4的馬達(dá)；喉管13的作用是將動(dòng)力液9和包含有煤粉和地層砂的地層液10混合，實(shí)現(xiàn)能量交換；擴(kuò)散管14是一個(gè)將動(dòng)能換換成壓力的能量轉(zhuǎn)換器。所述水力射流泵4通過所述噴嘴12將動(dòng)力液9的高壓勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能，在所述喉管13內(nèi)所述動(dòng)力液9和所述地層液10混合產(chǎn)生混合液11并進(jìn)行動(dòng)量交換，通過所述擴(kuò)散管14將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。所述水力射流泵4產(chǎn)生壓力施加于煤層7下的煤粉和地層砂、控制所述煤粉和所述地層砂通過所述水力射流泵4下接的所述尾管5被吸入、并通過所述返液管2輸送至地面上，以實(shí)現(xiàn)排砂排煤粉采氣裝置的排砂和排煤粉目的。在所述水力射流泵4在排砂和排煤粉的同時(shí)，由于煤層中壓力的作用、煤層氣通過伸入井筒內(nèi)的采氣管3被輸送至地面。
[0034]實(shí)施例2
[0035]本發(fā)明提供的第二種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置、連接裝置和井下裝置以及封閉層。所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通。所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置6，所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管I和返液管2，所述井下裝置包括水力射流泵4和尾管5。所述井下動(dòng)力液管I的上端與所述地面動(dòng)力站連通，所述井下動(dòng)力液管I套在所述返液管2外面、且所述井下動(dòng)力液管I的下端和所述返液管2的下端均與所述水力射流泵4的上端連通，所述尾管5的上端和所述液壓柱塞泵4的下端連通，下端置于煤層7下、人工井底8上。所述封閉層設(shè)置在所述水力射流泵4與所述尾管5之間。所述井口裝置6為帶流道的井口裝置6。
[0036]利用實(shí)施例2的排砂排煤粉采氣的方法排水采氣時(shí)，所述地面裝置通過所述地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液9、并通過所述帶流道的井口裝置6將所述動(dòng)力液9送入井筒內(nèi)的所述井下動(dòng)力液管I中，進(jìn)而將所述動(dòng)力液9送至與所述井下動(dòng)力液管I連通的位于人工井底8的所述水力射流泵4中；所述動(dòng)力液9推動(dòng)所述水力射流泵4開始工作。所述水力射流泵4的工作元件包括噴嘴12、喉管13和擴(kuò)散管14，其中，噴嘴12相當(dāng)于所述水力射流泵4的馬達(dá)；喉管13的作用是將動(dòng)力液9和包含有煤粉和地層砂的地層液10混合，實(shí)現(xiàn)能量交換；擴(kuò)散管14是一個(gè)將動(dòng)能換換成壓力的能量轉(zhuǎn)換器。所述水力射流泵4通過所述噴嘴12將動(dòng)力液9的高壓勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能，在所述喉管13內(nèi)所述動(dòng)力液9和所述地層液10混合產(chǎn)生混合液11并進(jìn)行動(dòng)量交換，通過所述擴(kuò)散管14將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。所述水力射流泵4產(chǎn)生壓力施加于煤層7下的煤粉和地層砂、控制所述煤粉和所述地層砂通過所述水力射流泵4下接的所述尾管5被吸入、并通過所述返液管2輸送至地面上，以實(shí)現(xiàn)排砂排煤粉采氣裝置的排砂和排煤粉目的。所述井下動(dòng)力液管I套在所述返液管2外面，使所述動(dòng)力液9在所述返液管2外側(cè)和所述井下動(dòng)力液管I內(nèi)側(cè)間流動(dòng)。所述井筒內(nèi)設(shè)置在所述水力射流泵4與所述尾管5之間的所述封閉層將煤粉和地層砂與煤層氣隔絕，在所述水力射流泵4在排砂和排煤粉的同時(shí)，使煤層氣可以通過煤層中壓力的作用直接上升至地面被采集。
[0037]在利用實(shí)施例2的排砂排煤粉采氣的方法及其裝置排水采氣時(shí)，除可以不用所述采氣管3被輸送煤層氣，其功能、操作均與實(shí)施例1相同。
[0038]實(shí)施例3
[0039]本發(fā)明提供的第三種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置、連接裝置和井下裝置以及采氣管3，所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通。所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置6，所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管I和返液管2，所述井下裝置包括水力射流泵4。所述井下動(dòng)力液管I的上端與所述地面動(dòng)力站連通，所述返液管2套在所述井下動(dòng)力液管I外面、所述井下動(dòng)力液管I的下端和所述返液管2的下端均與所述水力射流泵4的上端連通。所述采氣管3的下端伸至井筒內(nèi)、上端口高于地面。
[0040]利用實(shí)施例3的排砂排煤粉采氣的方法排水采氣時(shí)，所述地面裝置通過所述地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液9、并通過所述井口裝置6將所述動(dòng)力液9送入井筒內(nèi)的所述井下動(dòng)力液管I中，進(jìn)而將所述動(dòng)力液9送至與所述井下動(dòng)力液管I連通的位于人工井底8的所述水力射流泵4中；所述動(dòng)力液9推動(dòng)所述水力射流泵4開始工作。所述水力射流泵4的工作元件包括噴嘴12、喉管13和擴(kuò)散管14，其中，噴嘴12相當(dāng)于所述水力射流泵4的馬達(dá)；喉管13的作用是將動(dòng)力液9和包含有煤粉和地層砂的地層液10混合，實(shí)現(xiàn)能量交換；擴(kuò)散管14是一個(gè)將動(dòng)能換換成壓力的能量轉(zhuǎn)換器。所述水力射流泵4通過所述噴嘴12將動(dòng)力液9的高壓勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能，在所述喉管13內(nèi)所述動(dòng)力液9和所述地層液10混合產(chǎn)生混合液11并進(jìn)行動(dòng)量交換，通過所述擴(kuò)散管14將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。所述水力射流泵4產(chǎn)生壓力施加于煤層7下的煤粉和地層砂、控制所述煤粉和所述地層砂通過所述水力射流泵4被吸入、并通過所述返液管2輸送至地面上，以實(shí)現(xiàn)排砂排煤粉采氣裝置的排砂和排煤粉目的。所述返液管2套在所述井下動(dòng)力液管I外面，使含有煤粉、地層砂和動(dòng)力液9的混合液11在所述井下動(dòng)力液管I外側(cè)和所述返液管2內(nèi)側(cè)間流動(dòng)。在所述水力射流泵4在排砂和排煤粉的同時(shí)，由于煤層中壓力的作用、煤層氣通過伸入井筒內(nèi)的采氣管3被輸送至地面。
[0041]在利用實(shí)施例3的排砂排煤粉采氣的方法及其裝置排水采氣時(shí)，其功能、操作均與實(shí)施例1相同。
[0042]實(shí)施例4
[0043]本發(fā)明提供的第四種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置、連接裝置和井下裝置以及封閉層。所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通。所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置6，所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管I和返液管2，所述井下裝置包括水力射流泵4。所述井下動(dòng)力液管I的上端與所述地面動(dòng)力站連通，所述井下動(dòng)力液管I套在所述返液管2外面、且所述井下動(dòng)力液管I的下端和所述返液管2的下端均與所述水力射流泵4的上端連通。所述井下動(dòng)力液管I和返液管2并列設(shè)置在所述水力射流泵的上端。所述封閉層設(shè)置在所述水力射流泵4下。
[0044]利用實(shí)施例4的排砂排煤粉采氣的方法排水采氣時(shí)，所述地面裝置通過所述地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液9、并通過所述井口裝置6將所述動(dòng)力液9送入井筒內(nèi)的所述井下動(dòng)力液管I中，進(jìn)而將所述動(dòng)力液9送至與所述井下動(dòng)力液管I連通的位于人工井底8的所述水力射流泵4中；所述動(dòng)力液9推動(dòng)所述水力射流泵4開始工作。所述水力射流泵4的工作元件包括噴嘴12、喉管13和擴(kuò)散管14，其中，噴嘴12相當(dāng)于所述水力射流泵4的馬達(dá)；喉管13的作用是將動(dòng)力液9和包含有煤粉和地層砂的地層液10混合，實(shí)現(xiàn)能量交換；擴(kuò)散管14是一個(gè)將動(dòng)能換換成壓力的能量轉(zhuǎn)換器。所述水力射流泵4通過所述噴嘴12將動(dòng)力液9的高壓勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能，在所述喉管13內(nèi)所述動(dòng)力液9和所述地層液10混合產(chǎn)生混合液11并進(jìn)行動(dòng)量交換，通過所述擴(kuò)散管14將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。所述水力射流泵4產(chǎn)生壓力施加于煤層7下的煤粉和地層砂、控制所述煤粉和所述地層砂通過所述水力射流泵4被吸入、并通過所述返液管2輸送至地面上，以實(shí)現(xiàn)排砂排煤粉采氣裝置的排砂和排煤粉目的。所述井筒內(nèi)設(shè)置在所述水力射流泵4之下的所述封閉層將煤粉和地層砂與煤層氣隔絕，在所述水力射流泵4在排砂和排煤粉的同時(shí)，使煤層氣可以通過煤層中壓力的作用直接上升至地面被采集。
[0045]在利用實(shí)施例4的排砂排煤粉采氣的方法及其裝置排水采氣時(shí)，除可以不用所述采氣管3被輸送煤層氣，其功能、操作均與實(shí)施例1相同。
[0046]實(shí)施例5
[0047]本發(fā)明提供的第五種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置、連接裝置和井下裝置以及封閉層，所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通。所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置6，所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管I和返液管2，所述井下裝置包括水力射流泵4和尾管5。所述井下動(dòng)力液管I的上端與所述地面動(dòng)力站連通，所述井下動(dòng)力液管I的下端和所述返液管2的下端均與所述水力射流泵4的上端連通，所述尾管5的上端和所述液壓柱塞泵4的下端連通，下端置于煤層7下、人工井底8上。所述井下動(dòng)力液管I和返液管2并列設(shè)置在所述水力射流泵的上端。所述封閉層設(shè)置在所述水力射流泵4與所述尾管5之間。所述井口裝置6為帶流道的井口裝置6。
[0048]利用實(shí)施例5的排砂排煤粉采氣的方法排水采氣時(shí)，所述地面裝置通過所述地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液9、并通過所述帶流道的井口裝置6將所述動(dòng)力液9送入井筒內(nèi)的所述井下動(dòng)力液管I中，進(jìn)而將所述動(dòng)力液9送至與所述井下動(dòng)力液管I連通的位于人工井底8的所述水力射流泵4中；所述動(dòng)力液9推動(dòng)所述水力射流泵4開始工作。所述水力射流泵4的工作元件包括噴嘴12、喉管13和擴(kuò)散管14，其中，噴嘴12相當(dāng)于所述水力射流泵4的馬達(dá)；喉管13的作用是將動(dòng)力液9和包含有煤粉和地層砂的地層液10混合，實(shí)現(xiàn)能量交換；擴(kuò)散管14是一個(gè)將動(dòng)能換換成壓力的能量轉(zhuǎn)換器。所述水力射流泵4通過所述噴嘴12將動(dòng)力液9的高壓勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能，在所述喉管13內(nèi)所述動(dòng)力液9和所述地層液10混合產(chǎn)生混合液11并進(jìn)行動(dòng)量交換，通過所述擴(kuò)散管14將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。所述水力射流泵4產(chǎn)生壓力施加于煤層7下的煤粉和地層砂、控制所述煤粉和所述地層砂通過所述水力射流泵4下接的所述尾管5被吸入、并通過所述返液管2輸送至地面上，以實(shí)現(xiàn)排砂排煤粉采氣裝置的排砂和排煤粉目的。所述井筒內(nèi)設(shè)置在所述水力射流泵4與所述尾管5之間的所述封閉層將煤粉和地層砂與煤層氣隔絕，在所述水力射流泵4在排砂和排煤粉的同時(shí)，使煤層氣可以通過煤層中壓力的作用直接上升至地面被采集。
[0049]在利用實(shí)施例5的排砂排煤粉采氣的方法及其裝置排水采氣時(shí)，除可以不用所述采氣管3被輸送煤層氣，其功能、操作均與實(shí)施例1相同。
【權(quán)利要求】
1.一種排砂排煤粉采氣裝置，包括地面裝置、連接裝置和井下裝置，所述地面裝置、連接裝置、井下裝置順序接通；其特征在于:所述連接裝置包括井下動(dòng)力液管(I)和返液管(2)，所述井下裝置包括水力射流泵(4);所述井下動(dòng)力液管(I)的下端和所述返液管(2)的下端均與所述水力射流泵(4)的上端連通，所述井下動(dòng)力液管(I)的上端與所述地面裝置連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排砂排煤粉采氣裝置，其特征在于:所述井下裝置包括尾管(5)，所述尾管(5)的上端與所述水力射流泵(4)下端連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排砂排煤粉采氣裝置，其特征在于:所述井下動(dòng)力液管(I)和返液管(2)并列設(shè)置在所述水力射流泵(4)的上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排砂排煤粉采氣裝置，其特征在于:所述井下動(dòng)力液管(I)和返液管(2)內(nèi)外或外內(nèi)相套設(shè)置在所述水力射流泵(4)的上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的排砂排煤粉采氣裝置，其特征在于:所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置出)，所述井下動(dòng)力液管(I)的上端通過井口裝置(6)與所述地面動(dòng)力站連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的排砂排煤粉采氣裝置，其特征在于:包括采氣管(3)，所述采氣管(3)的下端伸至井筒內(nèi)、上端口高于地面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的排砂排煤粉采氣裝置，其特征在于:包括封閉層(9)，所述封閉層設(shè)置在所述水力射流泵(4)與所述尾管(5)之間。
8.使用權(quán)利要求1的排砂排煤粉采氣裝置進(jìn)行排砂排煤粉采氣的方法，其特征在于:包括如下步驟， (1)井筒內(nèi)上端與地面裝置連通的井下動(dòng)力液管(I)，將所述地面裝置中的動(dòng)力液輸送至與所述井下動(dòng)力液管(I)下端連通的井下裝置的水力射流泵(4)中，推動(dòng)所述水力射流泵⑷工作； (2)所述水力射流泵(4)將煤層(7)的煤粉和地層砂吸入所述井下裝置中，使所述煤粉和所述地層砂完全混入所述動(dòng)力液中； (3)所述水力射流泵(4)產(chǎn)生壓力，通過與所述水力射流泵(4)連通的所述連接裝置的返液管(2)將混入所述煤粉和所述地層砂的所述動(dòng)力液輸送至地面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的排砂排煤粉采氣的方法，其特征在于:所述排砂排煤粉采氣裝置所述地面裝置包括地面動(dòng)力站和井口裝置出)，所述井下動(dòng)力液管(I)的上端通過井口裝置(6)與所述地面動(dòng)力站連通；所述地面裝置的地面動(dòng)力站產(chǎn)生動(dòng)力液，所述地面動(dòng)力站通過與其連通的所述井下動(dòng)力液管(I)將所述動(dòng)力液輸送至所述水力射流泵(4)中；所述地面裝置通過其井口裝置(6)控制所述地面動(dòng)力站與所述連接裝置連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一所述的排砂排煤粉采氣的方法，其特征在于:所述排砂排煤粉采氣裝置包括采氣管(3)，所述采氣管(3)的下端伸至井筒內(nèi)、上端口高于地面； 包括步驟(5)，煤層氣通過伸入井筒內(nèi)的采氣管(3)被輸送至地面。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK104358545SQ201410602055
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】劉升貴, 王月軍, 王振彪 申請(qǐng)人:中礦瑞杰(北京)科技有限公司