本實(shí)用新型涉及機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全自動回注設(shè)備，具體涉及一種用于煤層氣井，且能有效降低煤粉卡泵的風(fēng)險(xiǎn)、延長檢泵周期、降低生產(chǎn)成本及利于煤層氣井連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的全自動回注設(shè)備。

背景技術(shù)：

在煤層氣井生產(chǎn)過程中，有些井煤層含水量少，而當(dāng)煤層氣井開始產(chǎn)氣后，氣水兩相流會抑制地層水的產(chǎn)出。若采用電潛泵作為排采設(shè)備時(shí)，因產(chǎn)液量的降低導(dǎo)致電潛泵無法正常工作，頻繁啟停電泵會導(dǎo)致電泵電機(jī)燒毀，導(dǎo)致不能正常生產(chǎn)；若采用螺桿泵、管式泵作為排采設(shè)備時(shí)，由于產(chǎn)液量偏低，液體在油管內(nèi)的流速較低，攜帶煤粉能力下降，時(shí)常導(dǎo)致煤粉沉淀，造成卡泵事故的發(fā)生。

一旦在生產(chǎn)過程中發(fā)生卡泵現(xiàn)象，只有通過檢泵作業(yè)恢復(fù)生產(chǎn)，不僅造成生產(chǎn)成本的升高，也會因檢泵作業(yè)對煤層造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。遇到類似的問題，有時(shí)候施工人員會通過用泵進(jìn)行注水或其它方式向井筒內(nèi)補(bǔ)水，這樣不僅操作麻煩，有時(shí)候受天氣、道路的影響不能按時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)就會導(dǎo)致卡泵，或者因?yàn)槿斯び^察、判斷失誤沒有及時(shí)對井筒內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水同樣會導(dǎo)致卡泵。除此之外，也有現(xiàn)場人員會用地表水對井筒進(jìn)行補(bǔ)水，這樣地表水進(jìn)入井筒后，在液柱的壓力作用下，部分液體就會進(jìn)入煤層，會對煤層造成極大的傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型的目的是：提供一種用于煤層氣井，且能有效降低煤粉卡泵的風(fēng)險(xiǎn)、延長檢泵周期、降低生產(chǎn)成本及利于煤層氣井連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的全自動回注設(shè)備，以解決在現(xiàn)有的煤層氣井排采生產(chǎn)過程中因地層供液能力不足導(dǎo)致的井下泵無法正常運(yùn)行或因低產(chǎn)水量攜帶煤粉能力差而導(dǎo)致的頻繁卡泵的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種全自動回注設(shè)備，用于向煤層氣井的井筒內(nèi)回注液體，包括控制系統(tǒng)、第一控制閥、井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)、回注罐及與所述回注罐的上部連通的回注液管路；所述井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)包括與排采設(shè)備連接的井內(nèi)產(chǎn)液管道，所述井內(nèi)產(chǎn)液管道設(shè)有第一支路管道及與所述回注罐連通的第二支路管道；所述第一控制閥設(shè)于所述井內(nèi)產(chǎn)液管道上，且與所述控制系統(tǒng)連接，用于切換所述井內(nèi)產(chǎn)液管道與第一支路管道連通的排液作業(yè)狀態(tài)及所述井內(nèi)產(chǎn)液管道與第二支路管道連通的回注作業(yè)狀態(tài)。

其中，所述回注罐內(nèi)設(shè)有分離裝置，所述分離裝置設(shè)于所述第二支路管道出口端的下方。

其中，所述分離裝置為設(shè)有多個(gè)篩孔的緩沖傘帽。

其中，本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備還包括排污裝置，所述排污裝置與設(shè)于所述回注罐底部的排污口連接。

其中，所述排污裝置包括排污管路及設(shè)于所述排污管路上的排污控制閥，且所述排污控制閥與所述控制系統(tǒng)連接。

其中，所述排污管路與所述第一支路管道連通。

其中，本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備還包括溢流管線系統(tǒng)，所述溢流管線系統(tǒng)包括溢流管路及設(shè)于所述溢流管路上的溢流閥，所述溢流閥設(shè)于所述回注罐的頂部。

其中，所述溢流管路與所述第一支路管道連通。

其中，本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備還包括與所述控制系統(tǒng)連接的壓力表，所述壓力表用于讀取所述回注罐內(nèi)的壓力值。

(三)有益效果

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型提供了一種全自動回注設(shè)備，用于向煤層氣井的井筒內(nèi)回注液體，包括控制系統(tǒng)、第一控制閥、井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)、回注罐及與回注罐的上部連通的回注液管路；井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)包括與排采設(shè)備連接的井內(nèi)產(chǎn)液管道，井內(nèi)產(chǎn)液管道設(shè)有第一支路管道及與回注罐連通的第二支路管道；第一控制閥設(shè)于井內(nèi)產(chǎn)液管道上，且與控制系統(tǒng)連接，用于切換井內(nèi)產(chǎn)液管道與第一支路管道連通的排液作業(yè)狀態(tài)及井內(nèi)產(chǎn)液管道與第二支路管道連通的回注作業(yè)狀態(tài)。本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備能夠在不依靠外部動力的情況下，根據(jù)各個(gè)煤層氣井的不同特征定時(shí)自動向井筒內(nèi)回注液體，以此來提高井下泵的排液量，從而增大了液體流速、并增強(qiáng)了液體的攜帶煤粉的能力，有效降低了因煤粉導(dǎo)致的卡泵事故，極大地延長了氣井檢泵周期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種全自動回注設(shè)備實(shí)施例的回注設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1：回注液管路；2：井內(nèi)產(chǎn)液管道；3：第一控制閥；4：第一支路管道；5：排污管路；6：排污控制閥；7：溢流管路；8：煤粉沉淀室；9：緩沖傘帽；10：溢流閥；11：壓力表；12：第二支路管道。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種全自動回注設(shè)備，用于向煤層氣井的井筒內(nèi)回注液體，包括控制系統(tǒng)、第一控制閥3、井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)、回注罐及與回注罐的上部連通的回注液管路1；井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)包括與排采設(shè)備連接的井內(nèi)產(chǎn)液管道2，井內(nèi)產(chǎn)液管道2設(shè)有第一支路管道4及與回注罐連通的第二支路管道12；第一控制閥3設(shè)于井內(nèi)產(chǎn)液管道2上，且與控制系統(tǒng)連接，用于切換井內(nèi)產(chǎn)液管道2與第一支路管道4連通的排液作業(yè)狀態(tài)及井內(nèi)產(chǎn)液管道2與第二支路管道12連通的回注作業(yè)狀態(tài)。當(dāng)需要進(jìn)行回注作業(yè)時(shí)，控制系統(tǒng)控制第一控制閥3，使得井內(nèi)產(chǎn)液管道2與第二支路管道12連通，此時(shí)井內(nèi)產(chǎn)液從第二支路管道12進(jìn)入回注罐中；當(dāng)無需進(jìn)行回注作業(yè)時(shí)(即進(jìn)行排液作業(yè))，控制系統(tǒng)控制第一控制閥3，使得井內(nèi)產(chǎn)液管道2與第一支路管道4連通，此時(shí)井內(nèi)產(chǎn)液從第一支路管道4直接排出。其中，控制系統(tǒng)能依據(jù)不同煤層氣井在不同的生產(chǎn)階段、采用不同的排采設(shè)備，并考慮其產(chǎn)液量、井底流壓、套壓、產(chǎn)氣量等諸多因素，對上述因素進(jìn)行分析最終優(yōu)化出最佳回注時(shí)機(jī)和回注液量或回注持續(xù)時(shí)間等參數(shù)，并能依據(jù)上述各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行智能排采控制，以達(dá)到持續(xù)、穩(wěn)定降壓排采生產(chǎn)的目的。本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備，整個(gè)過程無需人工干預(yù)，也無需人員值守；自動化程度高，有效解決了由人工通過水泵、罐車進(jìn)行回注的問題，降低了勞動強(qiáng)度、使回注能夠更及時(shí)、更準(zhǔn)確。

本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備是利用排采設(shè)備排出液體(井內(nèi)產(chǎn)液)作為回注液以及提高系統(tǒng)自身壓力作為回注動力，避免了煤層對外來水的敏感，也無需增加額外的動力設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)向煤層氣井的井筒內(nèi)進(jìn)行自動回注。由此來提高井下泵的排液量，從而增大了液體流速、并增強(qiáng)了液體的攜帶煤粉的能力，有效降低了因煤粉導(dǎo)致的卡泵事故，極大地延長了氣井檢泵周期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

具體地，采用本申請中的控制系統(tǒng)，需在原智能排采控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上每套增加成本4500元；若采用人工回注設(shè)備，單次3200元以上(有時(shí)需要罐車外拉回注液)，人工費(fèi)200元/次；煤層氣井每檢泵一次，檢泵作業(yè)費(fèi)為20000元，按平均每年兩次檢泵計(jì)算，每口井一年節(jié)約檢泵作業(yè)費(fèi)為40000元。另外，如果電潛泵因供液不足導(dǎo)致燒壞或更換其他排采設(shè)備，將增大投資8-10萬元。并且，煤層氣井每次檢泵之后若要恢復(fù)之前產(chǎn)氣量，少則需要一個(gè)月，多則三個(gè)月，每個(gè)月每口井的生產(chǎn)成本在20000元左右，導(dǎo)致數(shù)月不能夠正常產(chǎn)氣也是不小的經(jīng)濟(jì)損失。

進(jìn)一步地，回注罐內(nèi)設(shè)有分離裝置，分離裝置設(shè)于第二支路管道12出口端的下方。在進(jìn)行回注作業(yè)的過程中，井內(nèi)產(chǎn)液進(jìn)入回注罐內(nèi)后會進(jìn)行過濾分離，經(jīng)過濾分離后的液體通過回注液管路1進(jìn)入井內(nèi)，如此回注的液體是潔凈的，不會導(dǎo)致卡泵，也不會對地層造成傷害，進(jìn)而以維護(hù)煤層氣井作業(yè)的正常進(jìn)行。

優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，分離裝置為設(shè)有多個(gè)篩孔的緩沖傘帽9。通過設(shè)置緩沖傘帽9，能讓井內(nèi)產(chǎn)液中的顆粒物(如煤粉)快速沉淀，即井內(nèi)產(chǎn)液中的顆粒物(如煤粉)進(jìn)入煤粉沉淀室8，也利于有效降低后續(xù)流入罐體內(nèi)的井內(nèi)產(chǎn)液對之前的井內(nèi)產(chǎn)液造成的沖擊。

進(jìn)一步地，本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備還包括排污裝置，排污裝置與設(shè)于回注罐底部的排污口連接；排污裝置包括排污管路5及設(shè)于排污管路5上的排污控制閥6，且排污控制閥6與控制系統(tǒng)連接。井內(nèi)產(chǎn)液中的顆粒物(如煤粉)在分離后沉降在回注罐底部，控制系統(tǒng)會通過對排污電動閥進(jìn)行控制操作，定時(shí)進(jìn)行排污。

優(yōu)選地，排污管路5與第一支路管道4連通，將井內(nèi)產(chǎn)液中的顆粒物通過排污管路5進(jìn)入第一支路管道4并排出，通過將排污管路5與第一支路管道4連通使得整個(gè)回注設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為緊湊，減小占地面積，也利于對排出物的統(tǒng)一收集與處理。

進(jìn)一步地，為提高本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備的安全性能，還包括溢流管線系統(tǒng)，溢流管線系統(tǒng)包括溢流管路7及設(shè)于溢流管路7上的溢流閥10，溢流閥10設(shè)于回注罐的頂部。當(dāng)回注罐內(nèi)的液體到達(dá)極限時(shí)，自動開啟保護(hù)裝置，即打開溢流閥10，使得多出的液體從溢流管路7排出，以提高整個(gè)回注設(shè)備的安全性能。

優(yōu)選地，溢流管路7與第一支路管道4連通，將井內(nèi)產(chǎn)液通過溢流管路7進(jìn)入第一支路管道4并排出，通過將溢流管路7與第一支路管道4連通使得整個(gè)回注設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為緊湊，減小占地面積，也利于對排出物的統(tǒng)一收集與處理。

本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備還包括與控制系統(tǒng)連接的壓力表11，壓力表11用于讀取回注罐內(nèi)的壓力值，以使得工作人員能實(shí)時(shí)對回注罐內(nèi)的氣壓進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而以提高安全性能。

具體地，當(dāng)需要進(jìn)行回注時(shí)，由控制系統(tǒng)控制第一控制閥3關(guān)閉外排產(chǎn)液流程，使得井內(nèi)產(chǎn)液管道2與第二支路管道12連通，井內(nèi)產(chǎn)液轉(zhuǎn)向流入回注罐，井內(nèi)產(chǎn)液在排采設(shè)備不斷運(yùn)行的情況下持續(xù)產(chǎn)出，回注罐內(nèi)的壓力隨之增加，當(dāng)壓力高于井內(nèi)套管壓力后就會自動打開單向閥并通過回注液管路1向井內(nèi)進(jìn)行注液，隨著排出液量的不斷增加，回注液量也在等額增加，排采設(shè)備在智能排采系統(tǒng)對流壓的持續(xù)控制下，會逐漸提高排采設(shè)備的運(yùn)行速度以達(dá)到流壓的穩(wěn)定或合理降幅，油管內(nèi)的液體流速也在不斷加快，原先已進(jìn)入油管內(nèi)懸浮堆積的煤粉會被帶到地面進(jìn)入回注罐進(jìn)行分離，控制系統(tǒng)會定時(shí)打開排污控制閥6將分離沉淀的煤粉排出回注罐，并將分離后潔凈的液體注入井筒內(nèi)，當(dāng)控制系統(tǒng)依據(jù)相關(guān)參數(shù)判定回注結(jié)束后會控制第一控制閥3開啟外排產(chǎn)液流程，此時(shí)井內(nèi)產(chǎn)液管道2與第一支路管道4連通，產(chǎn)出的液體則直接排入儲液池，單流閥也隨之關(guān)閉，回注結(jié)束。此時(shí)由于沒有回注液的補(bǔ)充，煤層出水量會減少，智能排采控制系統(tǒng)會根據(jù)流壓的變化實(shí)時(shí)降低排采設(shè)備的運(yùn)行速度，始終保持流壓穩(wěn)定或合理的流壓降幅。

特別的，當(dāng)使用電潛泵作為排采設(shè)備時(shí)，在煤層氣井開始產(chǎn)氣后，由于氣水雙相流導(dǎo)致的液量變小而不能正常運(yùn)行時(shí)(電潛泵不能頻繁停機(jī)，這樣會導(dǎo)致井下電機(jī)燒壞)，本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備可根據(jù)實(shí)際產(chǎn)液情況對井筒內(nèi)自動進(jìn)行補(bǔ)液操作，控制系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)流壓、泵的沉沒度、當(dāng)前頻率、產(chǎn)液量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，如果需要進(jìn)行回注則自動進(jìn)行回注控制，當(dāng)回注液加上地層產(chǎn)出液量能滿足電潛泵最低頻率運(yùn)行所需液量時(shí)，控制系統(tǒng)會逐漸調(diào)整排污控制閥的開度，使一部分液體通過排污閥排出，同時(shí)將分離沉淀的煤粉排出，剩余部分的液體會繼續(xù)向井筒內(nèi)持續(xù)補(bǔ)液，以維持電潛泵對最低供液量的需求。

綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種全自動回注設(shè)備，用于向煤層氣井的井筒內(nèi)回注液體，包括控制系統(tǒng)、第一控制閥、井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)、回注罐及與回注罐的上部連通的回注液管路；井內(nèi)產(chǎn)液管路系統(tǒng)包括與排采設(shè)備連接的井內(nèi)產(chǎn)液管道，井內(nèi)產(chǎn)液管道設(shè)有第一支路管道及與回注罐連通的第二支路管道；第一控制閥設(shè)于井內(nèi)產(chǎn)液管道上，且與控制系統(tǒng)連接，用于切換井內(nèi)產(chǎn)液管道與第一支路管道連通的排液作業(yè)狀態(tài)及井內(nèi)產(chǎn)液管道與第二支路管道連通的回注作業(yè)狀態(tài)。本申請?zhí)峁┑娜詣踊刈⒃O(shè)備能夠在不依靠外部動力的情況下，根據(jù)各個(gè)煤層氣井的不同特征定時(shí)自動向井筒內(nèi)回注液體，以此來提高井下泵的排液量，從而增大了液體流速、并增強(qiáng)了液體的攜帶煤粉的能力，有效降低了因煤粉導(dǎo)致的卡泵事故，極大地延長了氣井檢泵周期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。