一種全自動回注設備的制作方法

本實用新型涉及機械設備技術領域，尤其涉及一種全自動回注設備，具體涉及一種用于煤層氣井，且能有效降低煤粉卡泵的風險、延長檢泵周期、降低生產成本及利于煤層氣井連續穩定生產的全自動回注設備。

背景技術：

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

一旦在生產過程中發生卡泵現象，只有通過檢泵作業恢復生產，不僅造成生產成本的升高，也會因檢泵作業對煤層造成不可逆轉的傷害。遇到類似的問題，有時候施工人員會通過用泵進行注水或其它方式向井筒內補水，這樣不僅操作麻煩，有時候受天氣、道路的影響不能按時進行補水作業就會導致卡泵，或者因為人工觀察、判斷失誤沒有及時對井筒內進行補水同樣會導致卡泵。除此之外，也有現場人員會用地表水對井筒進行補水，這樣地表水進入井筒后，在液柱的壓力作用下，部分液體就會進入煤層，會對煤層造成極大的傷害。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本實用新型的目的是：提供一種用于煤層氣井，且能有效降低煤粉卡泵的風險、延長檢泵周期、降低生產成本及利于煤層氣井連續穩定生產的全自動回注設備，以解決在現有的煤層氣井排采生產過程中因地層供液能力不足導致的井下泵無法正常運行或因低產水量攜帶煤粉能力差而導致的頻繁卡泵的問題。

(二)技術方案

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

其中，所述回注罐內設有分離裝置，所述分離裝置設于所述第二支路管道出口端的下方。

其中，所述分離裝置為設有多個篩孔的緩沖傘帽。

其中，本申請提供的全自動回注設備還包括排污裝置，所述排污裝置與設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，本申請提供的全自動回注設備還包括溢流管線系統，所述溢流管線系統包括溢流管路及設于所述溢流管路上的溢流閥，所述溢流閥設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，本申請提供的全自動回注設備還包括與所述控制系統連接的壓力表，所述壓力表用于讀取所述回注罐內的壓力值。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術方案具有如下優點：本實用新型提供了一種全自動回注設備，用于向煤層氣井的井筒內回注液體，包括控制系統、第一控制閥、井內產液管路系統、回注罐及與回注罐的上部連通的回注液管路；井內產液管路系統包括與排采設備連接的井內產液管道，井內產液管道設有第一支路管道及與回注罐連通的第二支路管道；第一控制閥設于井內產液管道上，且與控制系統連接，用于切換井內產液管道與第一支路管道連通的排液作業狀態及井內產液管道與第二支路管道連通的回注作業狀態。本申請提供的全自動回注設備能夠在不依靠外部動力的情況下，根據各個煤層氣井的不同特征定時自動向井筒內回注液體，以此來提高井下泵的排液量，從而增大了液體流速、并增強了液體的攜帶煤粉的能力，有效降低了因煤粉導致的卡泵事故，極大地延長了氣井檢泵周期，經濟效益顯著。

附圖說明

圖1是本實用新型一種全自動回注設備實施例的回注設備的具體結構圖。

圖中：1：回注液管路；2：井內產液管道；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。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種全自動回注設備，用于向煤層氣井的井筒內回注液體，包括控制系統、第一控制閥3、井內產液管路系統、回注罐及與回注罐的上部連通的回注液管路1；井內產液管路系統包括與排采設備連接的井內產液管道2，井內產液管道2設有第一支路管道4及與回注罐連通的第二支路管道12；第一控制閥3設于井內產液管道2上，且與控制系統連接，用于切換井內產液管道2與第一支路管道4連通的排液作業狀態及井內產液管道2與第二支路管道12連通的回注作業狀態。當需要進行回注作業時，控制系統控制第一控制閥3，使得井內產液管道2與第二支路管道12連通，此時井內產液從第二支路管道12進入回注罐中；當無需進行回注作業時(即進行排液作業)，控制系統控制第一控制閥3，使得井內產液管道2與第一支路管道4連通，此時井內產液從第一支路管道4直接排出。其中，控制系統能依據不同煤層氣井在不同的生產階段、采用不同的排采設備，并考慮其產液量、井底流壓、套壓、產氣量等諸多因素，對上述因素進行分析最終優化出最佳回注時機和回注液量或回注持續時間等參數，并能依據上述各項參數進行智能排采控制，以達到持續、穩定降壓排采生產的目的。本申請提供的全自動回注設備，整個過程無需人工干預，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、罐車進行回注的問題，降低了勞動強度、使回注能夠更及時、更準確。

本申請提供的全自動回注設備是利用排采設備排出液體(井內產液)作為回注液以及提高系統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備就可實現向煤層氣井的井筒內進行自動回注。由此來提高井下泵的排液量，從而增大了液體流速、并增強了液體的攜帶煤粉的能力，有效降低了因煤粉導致的卡泵事故，極大地延長了氣井檢泵周期，經濟效益顯著。

具體地，采用本申請中的控制系統，需在原智能排采控制系統的基礎上每套增加成本4500元；若采用人工回注設備，單次3200元以上(有時需要罐車外拉回注液)，人工費200元/次；煤層氣井每檢泵一次，檢泵作業費為20000元，按平均每年兩次檢泵計算，每口井一年節約檢泵作業費為40000元。另外，如果電潛泵因供液不足導致燒壞或更換其他排采設備，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之前產氣量，少則需要一個月，多則三個月，每個月每口井的生產成本在20000元左右，導致數月不能夠正常產氣也是不小的經濟損失。

進一步地，回注罐內設有分離裝置，分離裝置設于第二支路管道12出口端的下方。在進行回注作業的過程中，井內產液進入回注罐內后會進行過濾分離，經過濾分離后的液體通過回注液管路1進入井內，如此回注的液體是潔凈的，不會導致卡泵，也不會對地層造成傷害，進而以維護煤層氣井作業的正常進行。

優選地，在本實施例中，分離裝置為設有多個篩孔的緩沖傘帽9。通過設置緩沖傘帽9，能讓井內產液中的顆粒物(如煤粉)快速沉淀，即井內產液中的顆粒物(如煤粉)進入煤粉沉淀室8，也利于有效降低后續流入罐體內的井內產液對之前的井內產液造成的沖擊。

進一步地，本申請提供的全自動回注設備還包括排污裝置，排污裝置與設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與控制系統連接。井內產液中的顆粒物(如煤粉)在分離后沉降在回注罐底部，控制系統會通過對排污電動閥進行控制操作，定時進行排污。

優選地，排污管路5與第一支路管道4連通，將井內產液中的顆粒物通過排污管路5進入第一支路管道4并排出，通過將排污管路5與第一支路管道4連通使得整個回注設備的結構更為緊湊，減小占地面積，也利于對排出物的統一收集與處理。

進一步地，為提高本申請提供的全自動回注設備的安全性能，還包括溢流管線系統，溢流管線系統包括溢流管路7及設于溢流管路7上的溢流閥10，溢流閥10設于回注罐的頂部。當回注罐內的液體到達極限時，自動開啟保護裝置，即打開溢流閥10，使得多出的液體從溢流管路7排出，以提高整個回注設備的安全性能。

優選地，溢流管路7與第一支路管道4連通，將井內產液通過溢流管路7進入第一支路管道4并排出，通過將溢流管路7與第一支路管道4連通使得整個回注設備的結構更為緊湊，減小占地面積，也利于對排出物的統一收集與處理。

本申請提供的全自動回注設備還包括與控制系統連接的壓力表11，壓力表11用于讀取回注罐內的壓力值，以使得工作人員能實時對回注罐內的氣壓進行監測，進而以提高安全性能。

具體地，當需要進行回注時，由控制系統控制第一控制閥3關閉外排產液流程，使得井內產液管道2與第二支路管道12連通，井內產液轉向流入回注罐，井內產液在排采設備不斷運行的情況下持續產出，回注罐內的壓力隨之增加，當壓力高于井內套管壓力后就會自動打開單向閥并通過回注液管路1向井內進行注液，隨著排出液量的不斷增加，回注液量也在等額增加，排采設備在智能排采系統對流壓的持續控制下，會逐漸提高排采設備的運行速度以達到流壓的穩定或合理降幅，油管內的液體流速也在不斷加快，原先已進入油管內懸浮堆積的煤粉會被帶到地面進入回注罐進行分離，控制系統會定時打開排污控制閥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，當控制系統依據相關參數判定回注結束后會控制第一控制閥3開啟外排產液流程，此時井內產液管道2與第一支路管道4連通，產出的液體則直接排入儲液池，單流閥也隨之關閉，回注結束。此時由于沒有回注液的補充，煤層出水量會減少，智能排采控制系統會根據流壓的變化實時降低排采設備的運行速度，始終保持流壓穩定或合理的流壓降幅。

特別的，當使用電潛泵作為排采設備時，在煤層氣井開始產氣后，由于氣水雙相流導致的液量變小而不能正常運行時(電潛泵不能頻繁停機，這樣會導致井下電機燒壞)，本申請提供的全自動回注設備可根據實際產液情況對井筒內自動進行補液操作，控制系統會根據當前生產流壓、泵的沉沒度、當前頻率、產液量等相關參數進行分析，如果需要進行回注則自動進行回注控制，當回注液加上地層產出液量能滿足電潛泵最低頻率運行所需液量時，控制系統會逐漸調整排污控制閥的開度，使一部分液體通過排污閥排出，同時將分離沉淀的煤粉排出，剩余部分的液體會繼續向井筒內持續補液，以維持電潛泵對最低供液量的需求。

綜上所述，本實用新型提供了一種全自動回注設備，用于向煤層氣井的井筒內回注液體，包括控制系統、第一控制閥、井內產液管路系統、回注罐及與回注罐的上部連通的回注液管路；井內產液管路系統包括與排采設備連接的井內產液管道，井內產液管道設有第一支路管道及與回注罐連通的第二支路管道；第一控制閥設于井內產液管道上，且與控制系統連接，用于切換井內產液管道與第一支路管道連通的排液作業狀態及井內產液管道與第二支路管道連通的回注作業狀態。本申請提供的全自動回注設備能夠在不依靠外部動力的情況下，根據各個煤層氣井的不同特征定時自動向井筒內回注液體，以此來提高井下泵的排液量，從而增大了液體流速、并增強了液體的攜帶煤粉的能力，有效降低了因煤粉導致的卡泵事故，極大地延長了氣井檢泵周期，經濟效益顯著。

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