CN110905473B - 一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，本发明利用压裂控制器对压裂管的压裂情况以及压裂用分段封孔机构的封孔情况分别进行控制，可以有效的对压裂孔内的压裂情况进行控制，本发明的压裂用分段封孔机构能够将在压裂孔内的各节压裂管以分别密封的方式单独分开，并利用各节压裂管实现分段压裂作业，有效提高压裂的均匀性和彻底性，保证压裂能力，本发明在每段进行封孔作业时，可以保证各段的封孔效果，并保证封孔效率，提高各段压裂的压裂能力，保证压裂效果。

Description

一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置
技术领域
本发明涉及一种压裂设备，具体是一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置。
背景技术
目前，对于低渗透区的煤层来说，在煤层气的开采中，一般需要采用专门的压裂设备来对煤层进行压裂作业，以便使得煤层内的渗透率达到所需值，便于煤层气的释放。目前的压裂设备一般是对整个压裂孔一起进行压裂，这种压裂方式虽然简单，但是，由于压裂孔较长，在压裂时，压裂的压力难以达到较佳的效果，而且在压裂过程中，如果某一部位空隙较多或者出现漏气的空洞等问题，则在压裂时容易出现压裂不均匀性的问题，对于低渗透的位置来说，依然难以实现很好的压裂，而对于空隙较大的位置反而压裂更严重，这就导致压裂失衡，难以达到压裂的均衡性。
因此，本发明提供了一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，包括压裂管送入机构、多节压裂管、多个压裂用分段封孔机构和压裂控制器，其特征在于，相邻的两节所述压裂管之间采用所述压裂用分段封孔机构固定同轴连接，所述压裂管送入机构将各节压裂管送入煤层气压裂孔内，所述压裂控制器能够对所述压裂管的压裂情况以及压裂用分段封孔机构的封孔情况分别进行控制，以便控制对压裂孔内的压裂情况进行控制；其中，所述压裂用分段封孔机构能够将在压裂孔内的各节压裂管以分别密封的方式单独分开，以便利用各节压裂管实现分段压裂作业。
进一步，作为优选，每个所述压裂用分段封孔机构包括前封孔座、后封孔座、前膨胀封孔环和后膨胀封孔环，其中，所述前封孔座与后封孔座同轴固定连接，且所述前封孔座与后封孔座的端部均与各自的所述压裂管固定连接，所述前封孔座、后封孔座上均设置有容纳环形凹槽，所述前封孔座的容纳环形凹槽内套设有前膨胀封孔环，所述后封孔座的容纳环形凹槽内套设有后膨胀封孔环，且所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环的膨胀情况由所述压裂控制器控制。
进一步，作为优选，在所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环未膨胀前，所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环的外周面低于所述容纳环形凹槽的槽口面，且所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环膨胀后，其外周面能够抵靠密封于压裂孔的内壁上。
进一步，作为优选，所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环之间设置有供封孔液流出的封孔液流出孔，所述封孔液流出孔布设在所述前封孔座和/或后封孔座上，且所述封孔液流出孔内设置有压力阀，所述压力阀构设为只有当所述封孔液流出孔内的封孔液达到一定压力值时，所述压力阀才允许所述封孔液流出至前膨胀封孔环、后膨胀封孔环和压裂孔内壁围成的封孔腔内。
进一步，作为优选，所述压力值构设为，只有当所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环膨胀到一定程度后，所述压力阀才允许所述封孔液流出至前膨胀封孔环、后膨胀封孔环和压裂孔内壁围成的封孔腔内。
进一步，作为优选，所述前封孔座和后封孔座之间焊接连接，且二者连接处设置有腔体，所述前封孔座和后封孔座上设置有同轴布置且分别与所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环连通的封孔控制孔，所述前膨胀封孔环和后膨胀封孔环分别与所述腔体之间采用连通通道连通，封孔液能够从所述封孔控制孔依次流通至前膨胀封孔环、连通通道、腔体、连通通道和后膨胀封孔环，并由后膨胀封孔环处的封孔控制孔流出。
进一步，作为优选，所述封孔控制孔上连接有连通管，所述前封孔座和后封孔座之间的中心还采用连接柱连接，所述连接柱的端部采用限位件限位在腔体内的连接环上，所述连接环上设置有轴向的轴向连通孔，所述封孔液流出孔连通设置在所述腔体上，且沿着所述前封孔座或后封孔座的径向方向延伸。
进一步，作为优选，所述压裂管送入机构包括送入驱动块、支座、送入柱和定位组件，其中，所述送入驱动块的输出端连接至所述送入柱，所述送入柱的下端锁紧连接至所述压裂管，所述送入驱动块的一侧设置有支座，所述支座上还设置有定位组件，所述压裂管穿过所述定位组件设置，且所述压裂管在所述定位组件内能够微调角度的设置。
进一步，作为优选，所述定位组件包括定位肩座、定位套、球铰、连接件和套卡，其中，所述定位肩座固定在所述支座上，所述定位套套设在所述定位肩座上，且所述定位套内设置有贯通孔，所述定位套的端部还连接设置有可微调角度的球铰，所述球铰上也设置有贯通孔，所述球铰的端面采用连接件连接所述套卡。
进一步，作为优选，所述封孔液为速凝膨胀封孔浆液，压裂管内设置有压裂液供给孔或所述压裂管采用自动控制的液相二氧化碳压裂器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用压裂控制器对压裂管的压裂情况以及压裂用分段封孔机构的封孔情况分别进行控制，可以有效的对压裂孔内的压裂情况进行控制，本发明的压裂用分段封孔机构能够将在压裂孔内的各节压裂管以分别密封的方式单独分开，并利用各节压裂管实现分段压裂作业，有效提高压裂的均匀性和彻底性，保证压裂能力，本发明在每段进行封孔作业时，可以保证各段的封孔效果，并保证封孔效率，提高各段压裂的压裂能力，保证压裂效果。
附图说明
图1为一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置的整体外观结构示意图；
图2为一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置的压裂管与压裂用分段封孔机构的连接关系结构示意图；
图3为一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置的压裂用分段封孔机构的内部结构示意图；
图4为一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置的压裂用分段封孔机构的前膨胀封孔环和后膨胀封孔环膨胀后的结构示意图；
图5为一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置的压裂用分段封孔机构的前膨胀封孔环和后膨胀封孔环膨胀后且二者之间注入封孔液后的结构示意图；
图6为一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置的压裂管送入机构局部结构示意图；
具体实施方式
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，包括压裂管送入机构、多节压裂管7、多个压裂用分段封孔机构6和压裂控制器，其特征在于，相邻的两节所述压裂管7之间采用所述压裂用分段封孔机构6固定同轴连接，所述压裂管送入机构将各节压裂管7送入煤层气压裂孔内，所述压裂控制器能够对所述压裂管7的压裂情况以及压裂用分段封孔机构6的封孔情况分别进行控制，以便控制对压裂孔内的压裂情况进行控制；其中，所述压裂用分段封孔机构6能够将在压裂孔内的各节压裂管7以分别密封的方式单独分开，以便利用各节压裂管实现分段压裂作业。
在本实施例中，每个所述压裂用分段封孔机构6包括前封孔座8、后封孔座9、前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16，其中，所述前封孔座8与后封孔座9同轴固定连接，且所述前封孔座8与后封孔座9的端部均与各自的所述压裂管7固定连接，所述前封孔座8、后封孔座9上均设置有容纳环形凹槽，所述前封孔座8的容纳环形凹槽内套设有前膨胀封孔环10，所述后封孔座9的容纳环形凹槽内套设有后膨胀封孔环16，且所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16的膨胀情况由所述压裂控制器控制。
其中，在所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16未膨胀前，所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16的外周面低于所述容纳环形凹槽的槽口面，且所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16膨胀后，其外周面能够抵靠密封于压裂孔的内壁上。
作为较佳的实施例，所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16之间设置有供封孔液流出的封孔液流出孔13，所述封孔液流出孔13布设在所述前封孔座8和/或后封孔座9上，且所述封孔液流出孔13内设置有压力阀，所述压力阀构设为只有当所述封孔液流出孔13内的封孔液达到一定压力值时，所述压力阀才允许所述封孔液流出至前膨胀封孔环10、后膨胀封孔环16和压裂孔内壁围成的封孔腔20内。
在本发明中，所述压力值构设为，只有当所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16膨胀到一定程度后，所述压力阀才允许所述封孔液流出至前膨胀封孔环10、后膨胀封孔环16和压裂孔内壁围成的封孔腔20内。
所述前封孔座8和后封孔座9之间焊接连接，且二者连接处设置有腔体14，所述前封孔座8和后封孔座9上设置有同轴布置且分别与所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16连通的封孔控制孔18，所述前膨胀封孔环10和后膨胀封孔环16分别与所述腔体之间采用连通通道12连通，封孔液能够从所述封孔控制孔18依次流通至前膨胀封孔环10、连通通道12、腔体、连通通道12和后膨胀封孔环16，并由后膨胀封孔环16处的封孔控制孔18流出。
所述封孔控制孔18上连接有连通管17，所述前封孔座8和后封孔座9之间的中心还采用连接柱15连接，所述连接柱的端部采用限位件11限位在腔体内的连接环上，所述连接环上设置有轴向的轴向连通孔19，所述封孔液流出孔13连通设置在所述腔体14上，且沿着所述前封孔座8或后封孔座9的径向方向延伸。
所述压裂管送入机构包括送入驱动块1、支座2、送入柱3和定位组件5，其中，所述送入驱动块1的输出端连接至所述送入柱，所述送入柱的下端锁紧连接至所述压裂管，所述送入驱动块1的一侧设置有支座，所述支座上还设置有定位组件5，所述压裂管穿过所述定位组件设置，且所述压裂管在所述定位组件内能够微调角度的设置。
所述定位组件包括定位肩座24、定位套25、球铰23、连接件22和套卡21，其中，所述定位肩座固定在所述支座上，所述定位套套设在所述定位肩座上，且所述定位套内设置有贯通孔，所述定位套的端部还连接设置有可微调角度的球铰，所述球铰上也设置有贯通孔，所述球铰的端面采用连接件连接所述套卡。
所述封孔液为速凝膨胀封孔浆液，压裂管内设置有压裂液供给孔或所述压裂管采用自动控制的液相二氧化碳压裂器。
本发明利用压裂控制器对压裂管的压裂情况以及压裂用分段封孔机构的封孔情况分别进行控制，可以有效的对压裂孔内的压裂情况进行控制，本发明的压裂用分段封孔机构能够将在压裂孔内的各节压裂管以分别密封的方式单独分开，并利用各节压裂管实现分段压裂作业，有效提高压裂的均匀性和彻底性，保证压裂能力，本发明在每段进行封孔作业时，可以保证各段的封孔效果，并保证封孔效率，提高各段压裂的压裂能力，保证压裂效果。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，包括压裂管送入机构、多节压裂管(7)、多个压裂用分段封孔机构(6)和压裂控制器，其特征在于，相邻的两节所述压裂管(7)之间采用所述压裂用分段封孔机构(6)固定同轴连接，所述压裂管送入机构将各节压裂管(7)送入煤层气压裂孔内，所述压裂控制器能够对所述压裂管(7)的压裂情况以及压裂用分段封孔机构(6)的封孔情况分别进行控制，以便对压裂孔内的压裂情况进行控制；其中，所述压裂用分段封孔机构(6)能够将在压裂孔内的各节压裂管(7)以分别密封的方式单独分开，以便利用各节压裂管实现分段压裂作业；
每个所述压裂用分段封孔机构(6)包括前封孔座(8)、后封孔座(9)、前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)，其中，所述前封孔座(8)与后封孔座(9)同轴固定连接，且所述前封孔座(8)与后封孔座(9)的端部均与各自的所述压裂管(7)固定连接，所述前封孔座(8)、后封孔座(9)上均设置有容纳环形凹槽，所述前封孔座(8)的容纳环形凹槽内套设有前膨胀封孔环(10)，所述后封孔座(9)的容纳环形凹槽内套设有后膨胀封孔环(16)，且所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)的膨胀情况由所述压裂控制器控制；
在所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)未膨胀前，所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)的外周面低于所述容纳环形凹槽的槽口面，且所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)膨胀后，其外周面能够抵靠密封于压裂孔的内壁上；
所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)之间设置有供封孔液流出的封孔液流出孔(13)，所述封孔液流出孔(13)布设在所述前封孔座(8)和/或后封孔座(9)上，且所述封孔液流出孔(13)内设置有压力阀，所述压力阀构设为只有当所述封孔液流出孔(13)内的封孔液达到一定压力值时，所述压力阀才允许所述封孔液流出至前膨胀封孔环(10)、后膨胀封孔环(16)和压裂孔内壁围成的封孔腔(20)内；
所述前封孔座(8)和后封孔座(9)之间焊接连接，且二者连接处设置有腔体(14)，所述前封孔座(8)和后封孔座(9)上设置有同轴布置且分别与所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)连通的封孔控制孔(18)，所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)分别与所述腔体之间采用连通通道(12)连通，封孔液能够从所述封孔控制孔(18)依次流通至前膨胀封孔环(10)、连通通道(12)、腔体、连通通道(12)和后膨胀封孔环(16)，并由后膨胀封孔环(16)处的封孔控制孔(18)流出；
所述封孔控制孔(18)上连接有连通管(17)，所述前封孔座(8)和后封孔座(9)之间的中心还采用连接柱(15)连接，所述连接柱的端部采用限位件(11)限位在腔体内的连接环上，所述连接环上设置有轴向的轴向连通孔(19)，所述封孔液流出孔(13)连通设置在所述腔体(14)上，且沿着所述前封孔座(8)或后封孔座(9)的径向方向延伸。
2.根据权利要求1所述的一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，其特征在于，所述压力值构设为，只有当所述前膨胀封孔环(10)和后膨胀封孔环(16)膨胀到一定程度后，所述压力阀才允许所述封孔液流出至前膨胀封孔环(10)、后膨胀封孔环(16)和压裂孔内壁围成的封孔腔(20)内。
3.根据权利要求1所述的一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，其特征在于，所述压裂管送入机构包括送入驱动块(1)、支座(2)、送入柱(3)和定位组件(5)，其中，所述送入驱动块(1)的输出端连接至所述送入柱，所述送入柱的下端锁紧连接至所述压裂管，所述送入驱动块(1)的一侧设置有支座，所述支座上还设置有定位组件(5)，所述压裂管穿过所述定位组件设置，且所述压裂管在所述定位组件内能够微调角度的设置。
4.根据权利要求3所述的一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，其特征在于，所述定位组件包括定位肩座(24)、定位套(25)、球铰(23)、连接件(22)和套卡(21)，其中，所述定位肩座固定在所述支座上，所述定位套套设在所述定位肩座上，且所述定位套内设置有贯通孔，所述定位套的端部还连接设置有可微调角度的球铰，所述球铰上也设置有贯通孔，所述球铰的端面采用连接件连接所述套卡。
5.根据权利要求1所述的一种低渗透区的煤层气开采用压裂装置，其特征在于，所述封孔液为速凝膨胀封孔浆液，压裂管内设置有压裂液供给孔或所述压裂管采用自动控制的液相二氧化碳压裂器。
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