CN114837646B - 一种用于煤层气开采的多层共采装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煤层气开采的多层共采装置，包括：第二钻孔，其贯穿多个煤层，且用于下入抽采管，以便利用所述抽采管进行煤层气抽采；以及至少一个第一钻孔，其贯穿多个煤层，且与所述第二钻孔之间存在第一间距，所述第一钻孔中能够下入裂隙改造管和定向供流管，且通过所述裂隙改造管和定向供流管能够对多个煤层进行改造；且，对于多个煤层进行改造的过程以及利用所述抽采管进行煤层气抽采的过程为同步进行。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气多层共采技术领域，具体涉及一种用于煤层气开采的多层共采装置。
背景技术
目前，“煤层群”发育特征的煤层气资源巨大，其往往存在煤层层数多、层间距小、含气量高等特点，因此常常采用多层共采技术来进行针对性的抽采，多层共采不仅能够降低单井投资，同时还能提高煤层气的采收率，提高经济效益，而现有对煤层气进行共采的装置中，难以对不同岩层进行充分抽采，并且，多煤层共采又会存在层间干扰现象，导致共采产能偏低，并且分层压裂又较为费时，且对岩层压裂后，所产生的裂缝的宽度较窄、数量较少，采集效率低。
因此，有必要提供一种用于煤层气开采的多层共采装置以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于煤层气开采的多层共采装置，包括：
第二钻孔，其贯穿多个煤层，且用于下入抽采管，以便利用所述抽采管进行煤层气抽采；以及
至少一个第一钻孔，其贯穿多个煤层，且与所述第二钻孔之间存在第一间距，所述第一钻孔中能够下入裂隙改造管和定向供流管，且通过所述裂隙改造管和定向供流管能够对多个煤层进行改造；
且，对于多个煤层进行改造的过程以及利用所述抽采管进行煤层气抽采的过程为同步进行。
进一步，作为优选，所述裂隙改造管上分布有多组且与煤层相对应的第一通孔；
所述裂隙改造管的外表面套设有位于每组第一通孔上下两侧的第一密封环；
所述裂隙改造管的底部为封闭状，顶部为开口状，且开口状的顶部可采用堵头进行封堵。
进一步，作为优选，所述定向供流管上分布有一组第二通孔；
所述定向供流管的外表面套设有位于该组第二通孔上下两侧的第二密封环；
所述定向供流管的底部为封闭状，顶部为开口状，且开口状的顶部可采用外部供流设备进行供料。
进一步，作为优选，所述外部供流设备包括压裂液供给设备、二氧化碳供给设备。
进一步，作为优选，通过所述裂隙改造管和定向供流管对多个煤层进行改造时，先利用所述裂隙改造管对多个煤层进行自互通裂隙改造，之后向裂隙改造管中下入定向供流管，并通过定向供流管供给压裂液、二氧化碳进行压裂和置换。
进一步，作为优选，所述抽采管上分布有多组且与煤层相对应的抽采孔；
所述抽采管上设有位于每组抽采孔上下两侧的密封组件；
所述抽采管的底部为封闭状，其顶部与外部抽吸泵相连。
进一步，作为优选，所述密封组件包括：
对称环套于所述抽采管外表面的环座；
圆周阵列于所述环座上的导轨，所述导轨沿所述环座的径向延伸分布；
滑座，其滑动设置于所述导轨上，且上下对应的两个滑座之间固定有安装座；以及
固定于所述安装座上的囊座，多个囊座之间共同承载有涨缩囊，所述涨缩囊由外部液压控制器所控制进行涨缩，所述涨缩囊的外表面圆周阵列有多个防护垫。
进一步，作为优选，所述安装座远离囊座的一侧固定有第一楔块，所述第一楔块的一侧滑动连接有第二楔块，所述第一楔块的另一侧固定有导向块，所述导向块密封滑动穿过抽采管，且所述导向块上设置有导流板，所述抽采管上开设有轴向分布的贯穿槽，以便所述导向块沿贯穿槽进行上下微滑动，且贯穿槽中嵌入有密封复位垫。
进一步，作为优选，还包括排水去屑组件，所述排水去屑组件包括：
排水管，其可转动的且同轴设置于所述抽采管的内部，且所述排水管的底部伸出所述抽采管；
延伸管，其固定于所述抽采管的底部，且所述延伸管中转动设置有绞龙，所述绞龙与所述排水管同轴固定相连，且所述延伸管的底部具有进水口；以及
连通管，其一端连通至延伸管的顶部，另一端连通至抽采管的底部；
所述排水管的底部分布有一组第三通孔，所述排水管的顶部采用旋转接头与外部抽水泵相连；
所述排水管的顶部还由外部驱动设备所驱动进行旋转。
进一步，作为优选，所述排水管的外表面分布有多组且与抽采孔相对应的刷毛。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于煤层气开采的多层共采装置，具有以下有益效果：
本发明实施例中，在对煤层气进行抽采时，可利用抽采管进行常规抽采，与此同时，利用第一钻孔对煤层进行裂隙改造，其中，通过所述裂隙改造管和定向供流管对多个煤层进行改造时，先利用所述裂隙改造管对多个煤层进行自互通裂隙改造，之后向裂隙改造管中下入定向供流管，并通过定向供流管供给压裂液、二氧化碳进行压裂和置换。
本发明实施例中，一方面，利用涨缩囊的膨胀能够使得密封组件7能够密封支撑于第二钻孔中，实现区域性抽采，减少煤层气的扰动，提高抽采效率，另一方面，密封组件支撑于抽采管上，因此通过抽采管能够实现对于第二钻孔的支撑，从而减少因抽采导致的坍塌情况发生。
本发明实施例中，一方面，可以利用导流板对煤层气进行导流，另一方面当煤层气压力较大时，其还可驱动导流板进行向上微滑动，从而在第一楔块和第二楔块的配合下，驱动滑座向外微滑动，提高了涨缩囊的密封效果。
附图说明
图1为一种用于煤层气开采的多层共采装置的整体结构示意图；
图2为一种用于煤层气开采的多层共采装置中裂隙改造管的结构示意图；
图3为一种用于煤层气开采的多层共采装置中定向供流管的结构示意图；
图4为一种用于煤层气开采的多层共采装置中排水去屑组件的结构示意图；
图5为一种用于煤层气开采的多层共采装置中密封组件的结构示意图
图中：1、第一钻孔；2、裂隙改造管；3、定向供流管；4、第二钻孔；5、抽采管；6、排水去屑组件；7、密封组件；21、第一通孔；22、第一密封环；41、第二通孔；32、第二密封环；61、排水管；62、刷毛；63、第三通孔；64、绞龙；65、延伸管；66、连通管；71、环座；72、导轨；73、滑座；74、安装座；75、囊座；76、涨缩囊；77、防护垫；78、第一楔块；79、第二楔块；710、导向块；711、密封复位垫；712、导流板。
实施方式
请参阅图1～5，本发明提供了一种用于煤层气开采的多层共采装置，包括：
第二钻孔4，其贯穿多个煤层，且用于下入抽采管5，以便利用所述抽采管5进行煤层气抽采；以及
至少一个第一钻孔1，其贯穿多个煤层，且与所述第二钻孔4之间存在第一间距，所述第一钻孔1中能够下入裂隙改造管2和定向供流管3，且通过所述裂隙改造管2和定向供流管3能够对多个煤层进行改造；
且，对于多个煤层进行改造的过程以及利用所述抽采管5进行煤层气抽采的过程为同步进行。
也就是说，本实施例中，在对煤层气进行抽采时，可利用抽采管5进行常规抽采，与此同时，利用第一钻孔1对煤层进行裂隙改造，从而节省了裂隙改造耗费的时间，提升了抽采效率。
具体的，如图2，所述裂隙改造管2上分布有多组且与煤层相对应的第一通孔21；
所述裂隙改造管2的外表面套设有位于每组第一通孔21上下两侧的第一密封环22；
所述裂隙改造管2的底部为封闭状，顶部为开口状，且开口状的顶部可采用堵头进行封堵。
如图3，所述定向供流管3上分布有一组第二通孔31；
所述定向供流管3的外表面套设有位于该组第二通孔31上下两侧的第二密封环32；
所述定向供流管3的底部为封闭状，顶部为开口状，且开口状的顶部可采用外部供流设备进行供料。
作为较佳实施例，所述外部供流设备包括压裂液供给设备、二氧化碳供给设备，其中，通过压裂液供给设备能够实现对于煤层的压裂改造，增加其裂隙发育程度，从而释放更多的煤层气，而二氧化碳供给设备能够向煤层中注入二氧化碳从而置换气体。
本实施例中，通过所述裂隙改造管2和定向供流管3对多个煤层进行改造时，先利用所述裂隙改造管2对多个煤层进行自互通裂隙改造，也即，高透气性煤层中的煤层气进入至低透气性煤层中进行裂隙改造，之后向裂隙改造管2中下入定向供流管3，并通过定向供流管3供给压裂液、二氧化碳进行压裂和置换。
本实施例中，所述抽采管5上分布有多组且与煤层相对应的抽采孔；
所述抽采管5上设有位于每组抽采孔上下两侧的密封组件7；
所述抽采管5的底部为封闭状，其顶部与外部抽吸泵相连。
如图5，所述密封组件7包括：
对称环套于所述抽采管5外表面的环座71；
圆周阵列于所述环座71上的导轨72，所述导轨72沿所述环座71的径向延伸分布；
滑座73，其滑动设置于所述导轨72上，且上下对应的两个滑座73之间固定有安装座74；以及
固定于所述安装座74上的囊座75，多个囊座75之间共同承载有涨缩囊76，所述涨缩囊76由外部液压控制器所控制进行涨缩，所述涨缩囊76的外表面圆周阵列有多个防护垫77。
一方面，利用涨缩囊76的膨胀能够使得密封组件7能够密封支撑于第二钻孔4中，实现区域性抽采，减少煤层气的扰动，提高抽采效率，另一方面，密封组件7支撑于抽采管5上，因此通过抽采管5能够实现对于第二钻孔4的支撑，从而减少因抽采导致的坍塌情况发生。
作为较佳的实施例，所述安装座74远离囊座75的一侧固定有第一楔块78，所述第一楔块78的一侧滑动连接有第二楔块79，所述第一楔块78的另一侧固定有导向块710，所述导向块710密封滑动穿过抽采管5，且所述导向块710上设置有导流板712，所述抽采管5上开设有轴向分布的贯穿槽，以便所述导向块710沿贯穿槽进行上下微滑动，且贯穿槽中嵌入有密封复位垫711。
也就是说，本实施例中，一方面可以利用导流板712对煤层气进行导流，另一方面当煤层气压力较大时，其还可驱动导流板进行向上微滑动，从而在第一楔块和第二楔块的配合下，驱动滑座向外微滑动，提高了涨缩囊的密封效果。
本实施例中，如图4，还包括排水去屑组件6，所述排水去屑组件6包括：
排水管61，其可转动的且同轴设置于所述抽采管5的内部，且所述排水管61的底部伸出所述抽采管5；
延伸管65，其固定于所述抽采管5的底部，且所述延伸管65中转动设置有绞龙64，所述绞龙64与所述排水管61同轴固定相连，且所述延伸管65的底部具有进水口；以及
连通管66，其一端连通至延伸管65的顶部，另一端连通至抽采管5的底部；
所述排水管61的底部分布有一组第三通孔63，所述排水管61的顶部采用旋转接头与外部抽水泵相连；
所述排水管61的顶部还由外部驱动设备所驱动进行旋转。
在实施时，通过外部驱动设备驱动排水管61进行旋转从而能够利用绞龙将水体聚集至抽采管5的底部，之后通过抽水泵进行接力抽吸即可，防止水位过低造成抽水泵的损坏的危险，同时可以将第二钻孔内的水进行抽取干净，始终保证第二钻孔内处于无水或者较低水位的状态，保证抽气的效率。
作为较佳的实施例，所述排水管61的外表面分布有多组且与抽采孔相对应的刷毛62。
在具体实施时，在对煤层气进行抽采时，可利用抽采管5进行常规抽采，与此同时，利用第一钻孔1对煤层进行裂隙改造，其中，通过所述裂隙改造管2和定向供流管3对多个煤层进行改造时，先利用所述裂隙改造管2对多个煤层进行自互通裂隙改造，之后向裂隙改造管2中下入定向供流管3，并通过定向供流管3供给压裂液、二氧化碳进行压裂和置换。而利用抽采管5进行常规抽采时，可先抽采高透气性煤层中的气体，之后，待改造完成后，同步抽采多煤层的气体。
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 (7)
1.一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：包括：
第二钻孔(4)，其贯穿多个煤层，且用于下入抽采管(5)，以便利用所述抽采管(5)进行煤层气抽采；以及
至少一个第一钻孔(1)，其贯穿多个煤层，且与所述第二钻孔(4)之间存在第一间距，所述第一钻孔(1)中能够下入裂隙改造管(2)和定向供流管(3)，且通过所述裂隙改造管(2)和定向供流管(3)能够对多个煤层进行改造；
且，对于多个煤层进行改造的过程以及利用所述抽采管(5)进行煤层气抽采的过程为同步进行；
所述抽采管(5)上分布有多组且与煤层相对应的抽采孔；
所述抽采管(5)上设有位于每组抽采孔上下两侧的密封组件(7)；
所述抽采管(5)的底部为封闭状，其顶部与外部抽吸泵相连；
所述密封组件(7)包括：
对称环套于所述抽采管(5)外表面的环座(71)；
圆周阵列于所述环座(71)上的导轨(72)，所述导轨(72)沿所述环座(71)的径向延伸分布；
滑座(73)，其滑动设置于所述导轨(72)上，且上下对应的两个滑座(73)之间固定有安装座(74)；以及
固定于所述安装座(74)上的囊座(75)，多个囊座(75)之间共同承载有涨缩囊(76)，所述涨缩囊(76)由外部液压控制器所控制进行涨缩，所述涨缩囊(76)的外表面圆周阵列有多个防护垫(77)；
所述安装座(74)远离囊座(75)的一侧固定有第一楔块(78)，所述第一楔块(78)的一侧滑动连接有第二楔块(79)，所述第一楔块(78)的另一侧固定有导向块(710)，所述导向块(710)密封滑动穿过抽采管(5)，且所述导向块(710)上设置有导流板(712)，所述抽采管(5)上开设有轴向分布的贯穿槽，以便所述导向块(710)沿贯穿槽进行上下微滑动，且贯穿槽中嵌入有密封复位垫(711)。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：所述裂隙改造管(2)上分布有多组且与煤层相对应的第一通孔(21)；
所述裂隙改造管(2)的外表面套设有位于每组第一通孔(21)上下两侧的第一密封环(22)；
所述裂隙改造管(2)的底部为封闭状，顶部为开口状，且开口状的顶部采用堵头进行封堵。
3.根据权利要求1所述的一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：所述定向供流管(3)上分布有一组第二通孔(31)；
所述定向供流管(3)的外表面套设有位于该组第二通孔(31)上下两侧的第二密封环(32)；
所述定向供流管(3)的底部为封闭状，顶部为开口状，且开口状的顶部采用外部供流设备进行供料。
4.根据权利要求3所述的一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：所述外部供流设备包括压裂液供给设备、二氧化碳供给设备。
5.根据权利要求2所述的一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：通过所述裂隙改造管(2)和定向供流管(3)对多个煤层进行改造时，先利用所述裂隙改造管(2)对多个煤层进行自互通裂隙改造，之后向裂隙改造管(2)中下入定向供流管(3)，并通过定向供流管(3)供给压裂液、二氧化碳进行压裂和置换。
6.根据权利要求1所述的一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：还包括排水去屑组件(6)，所述排水去屑组件(6)包括：
排水管(61)，其可转动的且同轴设置于所述抽采管(5)的内部，且所述排水管(61)的底部伸出所述抽采管(5)；
延伸管(65)，其固定于所述抽采管(5)的底部，且所述延伸管(65)中转动设置有绞龙(64)，所述绞龙(64)与所述排水管(61)同轴固定相连，且所述延伸管(65)的底部具有进水口；以及
连通管(66)，其一端连通至延伸管(65)的顶部，另一端连通至抽采管(5)的底部；
所述排水管(61)的底部分布有一组第三通孔(63)，所述排水管(61)的顶部采用旋转接头与外部抽水泵相连；
所述排水管(61)的顶部还由外部驱动设备所驱动进行旋转。
7.根据权利要求6所述的一种用于煤层气开采的多层共采装置，其特征在于：所述排水管(61)的外表面分布有多组且与抽采孔相对应的刷毛(62)。
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