[发明专利]叶片式压力自调节煤层气采集装置

说明书

叶片式压力自调节煤层气采集装置，包括垂直设置的外套管，外套管上均匀开设有若干层透气孔，每层透气孔均沿外套管的圆周方向均匀布置，外套管内部设置有用于调节上部每一层透气孔开度的上层煤层气压力调节装置和用于调节下部每一层透气孔开度的下层煤层气压力调节装置，上层煤层气压力调节装置位于上层煤气层中，下层煤层气压力调节装置位于下层煤气层中，上层煤气层和下层煤气层之间为一层地层。本发明设计新颖、结构紧凑、通过纯机械结构达到煤层气采集过程中不等压的煤气层之间的气压调节，从而确保了高压煤气层和与相邻的低压煤气层均能正常抽采，实现多层合采高效绿色的开发的目的。

技术领域

本发明属于煤层气开采技术领域，具体涉及一种叶片式压力自调节煤层气采集装置。

背景技术

我国煤层气产业发展已进入规模化生产阶段，初步形成了适宜于沁水盆地高阶煤煤层气、鄂尔多斯盆地中阶煤煤层气的勘探开发技术体系，准噶尔盆地、二连盆地和伊兰盆地低阶煤煤层气也取得了突出的效果。西南地区煤层气多层合采及我国正在兴起的煤系气综合勘探开发技术体系正处于探索阶段，规模化开发尚未实现。多层能否实现井筒合采，决定了煤系非常管天然气的开发效率。目前针对多煤层煤层气及煤系“三气”形成的共识包括: ①资源丰富，体现在气源丰富、储层叠置、多样化成藏; ② 储层层系多，多套生储盖组合导致多套流体压力系统共存，煤系内部气、水分布关系复杂；③ 单一储层开采过程中，产气量多偏低，同井筒合采可以提高资源利用效率和开发效果。煤层气开发的核心是排水降压解吸的过程，多煤层合采过程中，若叠置含气系统紧邻或间距较小，系统之间的动态平衡关系脆弱，易于受到开采扰动而发生系统间干扰，某一个小层的开发，会直接导致其他小层产量的减少，直接表现为一个层产出的气、水倒灌仅其他层位。对煤系气合采而言，煤层气、致密砂岩气、页岩气赋存和开采机理不同，三气合采增加了一个煤层气解吸的过程，使得气体产出过程中影响因素变得更为复杂，生产管控难度大。煤系地层如果存在压力系统差异，会引起气水倒灌，煤层产水会引起砂岩、页岩水淹，难以合采。因此，层间干扰是多煤层共采及煤系三气合采亟待解决的一个问题，导致其发生的关键因素在于储层之间的压力系统差异。结合各储层之间的压力差异，有序排放各层地层水，控制各个层位的流体压力及液柱高度，是实现多层合采高效绿色的开发的必要条件。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可根据不同煤气层分别进行自动调压、避免气水倒灌及层间干扰、方便多煤层共采及煤系三气合采的叶片式压力自调节煤层气采集装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：叶片式压力自调节煤层气采集装置，包括垂直设置的外套管，外套管上均匀开设有若干层透气孔，每层透气孔均沿外套管的圆周方向均匀布置，外套管内部设置有用于调节上部每一层透气孔开度的上层煤层气压力调节装置和用于调节下部每一层透气孔开度的下层煤层气压力调节装置，上层煤层气压力调节装置位于上层煤气层中，下层煤层气压力调节装置位于下层煤气层中，上层煤气层和下层煤气层之间为一层地层。

上层煤层气压力调节装置和下层煤层气压力调节装置的构造相同；

上层煤层气压力调节装置包括上十字架和下十字架，上十字架和下十字架的外端均固定连接在外套管内壁，上十字架和下十字架之间的中部固定设置有与外套管同中心线的立柱，立柱内部开设有圆柱孔，立柱上端封堵、下端敞口，立柱的圆柱孔内同轴向设置有拉杆，拉杆下端设置有滑动连接在圆柱孔内的推动活塞，拉杆中部和上部分别设置有一个滑动连接在圆柱孔内的导向通透活塞，导向通透活塞上开设有上下通透的圆孔，圆柱孔内在推动活塞上方盛装有具有一定压力的液压油，立柱下端连接有位于下十字架下方的煤层气引流管，煤层气引流管的外端口伸出外套管；立柱外侧设置有与每层透气孔均对应的若干层透气孔开度调节机构，每层透气孔开度调节机构的牵拉端均与拉杆连接。

每层透气孔开度调节机构的构造均相同，每层透气孔开度调节机构均包括沿外套管周向设置的四组构造相同的叶片板组件；