井底排水采气装置及其方法技术领域
本发明专利属于气田气井排水采气领域，特别涉及一种井底排水采气装置及其方
法。
背景技术
气田气井开采中后期，较大比例的气井出现井底积液，导致气井产量降低甚至停
产。传统的排水采气工艺技术或需外部提供能量以改变气携液的能力，或通过工具研发改
变气液流的流态，或通过加入药剂改变气水相态以实现排水采气的目的，但均存在有一定
的应用局限性，不能在井底积液量不同、产气量不同的气井上广泛应用。气田气井排水采气
方面迫切需要一种具有较为广泛适用性，且无需外界过多提供能量供给从而即可实现连续
性的排水采气工艺技术。
发明内容
为了克服现有排水采气中需外部提供能量以改变气携液的能力，或通过工具研发
改变气液流的流态，或通过加入药剂改变气水相态以实现排水采气，不能对井底积液量不
同、产气量不同的气井进行排水采气的问题，本发明提供的井底排水采气装置，本发明专利
的目的在于通过改变井底积液水物理状态的思路，通过井底燃烧气井自产出的天然气对井
底积液进行加热，使其汽化为水蒸气，在保证井筒温度扩散不至于使水蒸气液化的前提下，
使燃烧烟气与水蒸气随天然气一起排出井筒，实现排水采气的目的。
本发明采用的技术方案为：
井底排水采气装置，包括套管、油管、密闭燃烧装置和点火控制装置，所述油管位于套
管内，所述密闭燃烧装置位于油管内，所述密闭燃烧装置顶部上连接有燃气排出管线，所述
燃气排出管线向上延伸至井口外；所述密闭燃烧装置底部通有空气注入管线和天然气回流
管线，所述的天然气回流管线还与套管连通；所述的空气注入管线向上延伸至井口外；所述
的点火控制装置位于密闭燃烧装置内的底部。
所述油管内涂有保温层。
所述燃气排出管线上设置有止回阀。
所述天然气回流管线上设置有气体控制装置。
所述气体控制装置为气体流量计。
所述密闭燃烧装置为燃烧筒。
所述点火控制装置至少包括控制器和点火器，所述控制器与点火器电连接。
一种井底排水采气方法，包括以下步骤：
步骤一 从地面向下入到井底的密闭燃烧装置注入空气；
步骤二 向井底密闭燃烧装置回注天然气；
步骤三 空气和天然气在密闭燃烧装置中经点火控制装置点火燃烧，加热包围在周围
的井底积液，使其汽化为水蒸气；
步骤四 燃烧后的废气和水蒸气一同随天然气排采出井筒。
所述步骤一中通过空气注入管线向密闭燃烧装置注入空气。
所述步骤二中通过天然气回流管线向密闭燃烧装置回注天然气。
本发明的有益效果为：
本发明提供的工艺中采用密闭内燃装置，通过地面注入空气实现井筒自产天然气燃
烧，通过气体控制装置控制燃烧，进而间接加热井底积液，使其汽化形成水蒸气，在对井筒
采取保温措施的条件下，将燃烧烟气与水蒸气随天然气一起排出井筒。
以下将结合附图对本发明进行进一步的说明。
附图说明
图1是井底排水采气装置示意图。
图中，附图标记为：1、天然气；2、套管；3、油管；4、空气注入管线；5、气体控制装置；
6、天然气回流管线；7、燃气排出管线；8、密闭燃烧装置；9、点火控制装置；10、储层。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有排水采气中需外部提供能量以改变气携液的能力，或通过工具研发改变
气液流的流态，或通过加入药剂改变气水相态以实现排水采气，不能对井底积液量不同、产
气量不同的气井进行排水采气的问题，本发明提供一种如图1所示的井底排水采气装置，本
发明专利的目的在于通过改变井底积液水物理状态的思路，通过井底燃烧气井自产出的天
然气对井底积液进行加热，使其汽化为水蒸气，在保证井筒温度扩散不至于使水蒸气液化
的前提下，使燃烧烟气与水蒸气随天然气一起排出井筒，实现排水采气的目的。
井底排水采气装置，包括套管2、油管3、密闭燃烧装置8和点火控制装置9，所述油
管3位于套管2内，所述密闭燃烧装置8位于油管3内，所述密闭燃烧装置8顶部上连接有燃气
排出管线7，所述燃气排出管线7向上延伸至井口外；所述密闭燃烧装置8底部通有空气注入
管线4和天然气回流管线6，所述的天然气回流管线6还与套管2连通；所述的空气注入管线4
向上延伸至井口外；所述的点火控制装置9位于密闭燃烧装置8内的底部。
步骤四 燃烧后的废气和水蒸气一同随天然气1排采出井筒。
本发明提供的步骤在工作前，在储层10上的井中设有套管2，套管2里面设有油管
3，密闭燃烧装置8设在油管3内，然后接通各路管线进行作业。
先向密闭燃烧装置8中注入空气，再向密闭燃烧装置8中回注天然气1，空气与天然
气1在密闭燃烧装置8中经点火控制装置9点火燃烧，将密闭燃烧装置8外包围的井底积液加
热沸腾使其汽化。燃烧后的废气排入油管3，随天然气1及水蒸气一起排出井筒。进而实现排
水采气的目的。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中所述油管3内涂有保温层。
所述密闭燃烧装置8顶部上连接有燃气排出管线7，所述燃气排出管线7上设置有
止回阀。
所述密闭燃烧装置8底部通有空气注入管线4和天然气回流管线6，所述的天然气
回流管线6还与套管2连通，所述天然气回流管线6上设置有气体控制装置5。
所述气体控制装置5为气体流量计。
所述密闭燃烧装置8为燃烧筒。
所述点火控制装置9至少包括控制器和点火器，所述控制器与点火器电连接。
所述点火控制装置9至少包括控制器和点火器，所述控制器与点火器电连接；所述
点火控制装置9位于密闭燃烧装置8内的底部。所述的点火控制装置9在监测井底液柱压力，
当井底积液液柱达到一定高度后自动点火，加热蒸发井底积液，当井底积液排出一定程度，
液柱压力降低至井底气流可实现自携液产出时，点火控制装置9实现熄火。
如图1所示，本发明所提供的井底排水采气装置，通过天然气1、套管2、油管3、空气
注入管线4、气体控制装置5、天然气回流管线6、燃气排出管线7、密闭燃烧装置8、点火控制
装置9和储层10来进行作业。从地面通过空气注入管线4经气体控制装置5注入空气，通过天
然气回流管线6经气体控制装置5回注天然气1，空气与天然气1在密闭燃烧装置8中经点火
控制装置9点火燃烧，将密闭燃烧装置8外包围的井底积液加热沸腾使其汽化。燃烧后的废
气经燃气排出管线7排入油管，随天然气1及水蒸气一起排出井筒。进而实现排水采气的目
的。
所述气体控制装置5可通过实时监测井底密闭燃烧装置8内是否点火，进而来控制
天然气1和空气的注入量，并在确保注入空气中氧气充分燃烧的前提下实现连续供气。所述
密闭燃烧装置8为燃烧筒作用是控制气体燃烧仅发生于其内部，防止注入井底空气中的氧
气扩散至井筒，产生井筒爆炸的风险。
实施例3：
基于上述实施例的基础上，本实施例中提供一种井底排水采气方法，包括以下步骤：
步骤一 从地面向下入到井底的密闭燃烧装置8注入空气；
步骤二 向井底密闭燃烧装置8回注天然气1；
步骤三 空气和天然气1在密闭燃烧装置8中经点火控制装置9点火燃烧，加热包围在周
围的井底积液，使其汽化为水蒸气；
步骤四 燃烧后的废气和水蒸气一同随天然气1排采出井筒。
所述步骤一中通过空气注入管线4向密闭燃烧装置8注入空气。
所述步骤二中通过天然气回流管线6向密闭燃烧装置8回注天然气1。
从地面通过空气注入管线4经气体控制装置5注入空气，通过天然气回流管线6经
气体控制装置5回注天然气1，空气与天然气1在密闭燃烧装置8中经点火控制装置9点火燃
烧，将密闭燃烧装置8外包围的井底积液加热沸腾使其汽化。燃烧后的废气经燃气排出管线
7排入油管，随天然气1及水蒸气一起排出井筒。进而实现排水采气的目的。
所述气体控制装置5可通过实时监测井底密闭燃烧装置8内是否点火，进而来控制
天然气1和空气的注入量，并在确保注入空气中氧气充分燃烧的前提下实现连续供气。
所述密闭燃烧装置8为燃烧筒作用是控制气体燃烧仅发生于其内部，防止注入井
底空气中的氧气扩散至井筒，产生井筒爆炸的风险。
所述点火控制装置9至少包括控制器和点火器，所述控制器与点火器电连接；所述
点火控制装置9位于密闭燃烧装置8内的底部。
所述的点火控制装置9在监测井底液柱压力，当井底积液液柱达到一定高度后自
动点火，加热蒸发井底积液，当井底积液排出一定程度，液柱压力降低至井底气流可实现自
携液产出时，点火控制装置9实现熄火。
如上所述，仅为本发明的粗略实施方案，并非对本发明的原理作任何形式上的限
制。凡依据本发明的工艺技术实质对上述方案所做的任何简单修改或修饰，均仍属于本发
明的技术方案范围内，本发明中未特殊说明的装置结构，均为现有装置，本发明中将不进行
一一叙述。