CN115853485A - 一种页岩气压裂试气抽取装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种页岩气压裂试气抽取装置及方法,包括:顶盖、压裂液输送管、液氮输送管、外壳、第一调节杆、第二调节杆、第一弹簧、第二弹簧、气液隔板、试气出口、喷嘴、进气圆孔、两个密封盘、两个限位盘、两个孔、试气导流板、套筒连接板、套筒。通过顶盖、压裂液输送管、液氮输送管的配合工作,保证压裂液和液氮混合液的输送和混合,通过第一调节杆、第二调节杆、密封盘的配合工作,实现试气出口的开启和关闭,保证试气的纯度,通过气液隔板、喷嘴的配合工作,实现对压裂混合液的推进输送,增强压裂液与页岩的接触效果,本发明具有压裂效果好,试气收集纯度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及能源探测技术领域,具体涉及一种页岩气压裂试气抽取装置及方法。
背景技术
页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源,页岩气赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气。是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合,可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中,由于页岩气的分布位于较为特殊,并且天然裂缝和孔隙很小,所以对页岩气的开采和试气造成较大困难。
现有的页岩气试气技术,一般采用将探头试气装置深入岩层,通过向页岩中打入压裂液的方式,通过压裂液的高压作用,将页岩中的页岩气挤压出来后,再通过收集装置进行收集的方式,收集方式一般为利用集气容器通过页岩气的密度大于空气通过排空气法进行收集。
这种压裂方式在打入压裂液的过程中,没有推进压裂液的结构,压裂液只能沿着喷嘴缓慢地流入岩层,导致压裂液与岩层接触面积小,压裂效果较差;同时,现有技术试气方式由于通过排空气法进行收集气体,在过程中难免会混入空气,影响页岩气的纯度,影响试气效果。因此,有必要提出一种新的发明,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种页岩气压裂试气抽取装置及方法,以解决现有装置存在的压裂效果不好,试气收集不纯的问题。
本发明提供一种页岩气压裂试气抽取装置,包括:顶盖、压裂液输送管、液氮输送管、外壳、第一调节杆、第二调节杆、第一弹簧、第二弹簧、气液隔板、试气出口、喷嘴、进气圆孔、两个密封盘、两个限位盘、两个孔、试气导流板、套筒连接板、套筒;
所述顶盖为位于装置的最上方,所述压裂液输送管贯穿于所述顶盖的中心位置,所述液氮输送管贯穿于所述顶盖的偏心位置,所述顶盖内侧通过两个所述密封盘连接于所述外壳,两个所述密封盘分别焊接于第一调节杆和第二调节杆,所述外壳的两侧分别有两个孔,所述第一调节杆和第二调节杆竖直安装于两个所述孔内,所述第一调节杆和第二调节杆底端焊接有两个所述限位盘,所述压裂液输送管和液氮输送管底部焊接有所述气液隔板,所述顶盖与所述外壳之间形成了一个弧形的所述试气出口,所述外壳最下方安装有所述喷嘴。
进一步地,所述顶盖包括:顶盖端面、输送管插孔、腔体内壁、气体缓冲面、弧形缓冲面;所述顶盖端面位于所述顶盖上表面,所述输送管插孔连接于所述顶盖端面并且位于所述顶盖端面中心位置,所述腔体内壁连接于所述顶盖内侧,所述气体缓冲面连接于所述腔体内壁底端面,所述弧形缓冲面连接于所述气体缓冲面下端。
进一步地,所述台型导流座位于所述外壳顶部,所述竖直空腔连接于所述台型导流座侧面,所述连接板连接于所述竖直空腔底部,所述竖直空腔底部连接于所述腔体,所述喷孔连接于所述腔体底端。
进一步地,所述第一调节杆和第二调节杆外侧与所述孔形成间隙,在间隙内部分别设有所述第一弹簧和所述第二弹簧。
进一步地,所述外壳圆筒结构的外侧设有若干进气圆孔,所述顶盖外侧焊接有所述试气导流板。
进一步地,所述试气导流板包括:导流横板、导流内壁、导流壁、导流外壁;所述导流横板位于所述试气导流板侧面,所述导流内壁连接于所述导流横板侧面,所述导流壁连接于所述导流内壁底端,所述导流外壁连接于所述导流壁外侧。
进一步地,所述第一调节杆和第二调节杆底端焊接有两个所述套筒连接板。
进一步地,两个所述套筒连接板一端焊接有所述套筒。
进一步地,所述压裂液输送管中应加入压裂液,压裂液的压力应满足:压裂液的压力大于等于压裂液摩阻损失压力与所述气液隔板提供的压力差。
进一步地,一种页岩气压裂试气抽取方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,操作人员向上调节第一调节杆的位置,带动密封盘向上抬起,造成试气出口的空气流通,空气从外部通过试气出口进入装置腔体,达到气压平衡,便于之后气液隔板通过气体压力将压裂液推出喷嘴。
第二步,操作人员松开第一调节杆,在所述第一弹簧的作用下,密封盘回到初始默认位置,由于限位盘的作用,保证第一调节杆和密封盘不会向下超过试气出口,在保证密封性的基础上,实现密封盘的灵活调节。
第三步,定位气液隔板,向压裂液输送管和液氮输送管中加入压裂液和液氮,保证压裂液和液氮在气液隔板下方的腔体内充分混合,形成压裂混合液。
第四步,推动压裂液输送管和液氮输送管,带动气液隔板向下运动,利用气液隔板产生的推力,对压裂混合液进行助推,将压裂混合液打入页岩中,在经过一段时间的反应时间后,压裂混合液将存在于页岩缝隙中的页岩气排出。
第五步,向上调节所述套筒连接板带动套筒向上运动,被排出的页岩气在外侧大气压的压力下,会通过进气圆孔被吸入到装置主腔体中,然后向下调节所述套筒连接板带动套筒向下运动,挡住进气圆孔,使腔体内形成密闭环境。
第六步,操作人员向上调节第二调节杆的位置,带动密封盘向上抬起,造成试气出口的空气流通,同时保持第一调节杆的位置保持不变,向上拉动气液隔板,在气液隔板的作用下,将页岩气通过试气出口流出,再通过试气导流板,将页岩气进行导流,便于之后对页岩气进行抽气和试验。
进一步地,压裂液输送管和所述液氮输送管中加入的压裂液混合液压力P满足:P1-P2+0.6P0+0.7P3≤P≤P1-P2+2P0+1.5P3;其中,P1为压裂液摩阻损失,P2为压裂液液柱压力,P0为射流压力,P3为液氮液柱压力,压力单位均为MPa。所述液氮输送管中加入的液氮纯度应满足在75.5%-99.99%之间。
本发明具有以下有益效果:本发明提供一种页岩气压裂试气抽取装置及方法,包括:顶盖、压裂液输送管、液氮输送管、外壳、第一调节杆、第二调节杆、第一弹簧、第二弹簧、气液隔板、试气出口、喷嘴、进气圆孔、两个密封盘、两个限位盘、两个孔、试气导流板、套筒连接板、套筒。通过顶盖、压裂液输送管、液氮输送管的配合工作,保证压裂液和液氮混合液的输送和混合,通过第一调节杆、第二调节杆、密封盘的配合工作,实现试气出口的开启和关闭,保证试气的纯度,通过气液隔板、喷嘴的配合工作,实现对压裂混合液的推进输送,增强压裂液与页岩的接触效果,本发明具有压裂效果好,试气收集纯度高的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的结构示意图;
图2为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的剖面图;
图3为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的细节剖面图;
图4为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的外壳剖面图;
图5为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的使用流程图;
图6为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的套筒剖面图;
图7为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的试气导流板剖面图。
图8为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的气液隔板示意图。
图9为本发明提供的一种页岩气压裂试气抽取装置的顶盖示意图。
图示说明:1-顶盖;2-压裂液输送管;3-液氮输送管;4-外壳;5-第一调节杆;6-第二调节杆;7-第一弹簧;8-第二弹簧;9-气液隔板;10-试气出口;11-喷嘴;12-进气圆孔;13-两个密封盘;14-限位盘;15-孔;16-试气导流板;17-套筒连接板;18-套筒;101-顶盖端面;102-输送管插孔;103-腔体内壁;104-气体缓冲面;105-弧形缓冲面。
具体实施方式
如图1至图8所示,本发明实施例提供一种页岩气压裂试气抽取装置,包括:顶盖1、压裂液输送管2、液氮输送管3、外壳4、第一调节杆5、第二调节杆6、第一弹簧7、第二弹簧8、气液隔板9、试气出口10、喷嘴11、进气圆孔12、两个密封盘13、两个限位盘14、两个孔15、试气导流板16、套筒连接板17、套筒18。所述顶盖1为位于装置的最上方,所述顶盖1采用合金材料,所述顶盖1中心部位加工有两个用于安装液氮输送管3和压裂液输送管2的孔,所述压裂液输送管2贯穿于所述顶盖1的中心位置,所述液氮输送管3贯穿于所述顶盖1的偏心位置,所述顶盖1内侧通过两个所述密封盘13连接于所述外壳4,两个所述密封盘13分别焊接于第一调节杆5和第二调节杆6,两个所述密封盘13采用密封橡胶材料,所述外壳4的两侧分别加工有两个孔15,所述第一调节杆5和第二调节杆6竖直安装于两个所述孔15内,所述第一调节杆5和第二调节杆6底端焊接有两个所述限位盘14,所述压裂液输送管2和液氮输送管3底部焊接有所述气液隔板9,所述顶盖1与所述外壳4之间形成了一个弧形的所述试气出口10,所述外壳4最下方安装有所述喷嘴11。
压裂过程中,首先调节所述第一调节杆5和第二调节杆6关闭试气出口10,然后在液氮输送管3和压裂液输送管2中分别加入液氮和压裂液,等待液体充分混合后,通过调节液氮输送管3和压裂液输送管2的行程,可以控制所述气液隔板9将液体进行推进,将混合液体打入至页岩缝隙中,待页岩气充分释放到气液隔板9上部空腔后,将装置取出后,调节所述第一调节杆5和第二调节杆6打开试气出口10,再将所述气液隔板9拉回至上方,将空腔内的页岩气向上挤压,通过试气出口10排出至检测装置进行检测。压裂液可以为水基压裂液,包括支撑剂,示例性地,支撑剂可以为石英颗粒。油层水力压裂的过程是在地面采用高压大排量的泵,利用液体传压的原理,将具有一定粘度的液体(通常称之为压裂液),以大于油层的吸收能力的压力向油层注入,并使井筒内压力逐渐升高,从而在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石的抗张强度时,便在井底附近地层产生裂缝:继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝,是井达到增产增注的目的。常用的支撑剂有石英砂,陶粒等。
压裂液是一个总称,由于在压裂过程中,注入井内的压裂液在不同的阶段有各自的作用,所以可以分为:
(1)前置液:其作用是破裂地层并造成一定几何尺寸地裂缝,同时还起到一定的降温作用。为提高其工作效率,特别是对高渗透层,前置液中需加入降滤失剂,加细砂或粉陶(粒径100~320目,砂比10%左右)或5%柴油,堵塞地层中的微小缝隙,减少液体的滤失。
(2)携砂液:它起到将支撑剂(一般是陶粒或石英砂)带入裂缝中并将砂子放在预定位置上的作用。在压裂液的总量中,这部分占的比例很大。携砂液和其他压裂液一样,都有造缝及冷却地层的作用。根据不同的设计工艺要求及压裂的不同阶段,压裂液在一次施工中可使用一种液体,其中含有不同的添加剂。对于占总液量绝大多数的前置液及携砂液,都应具备一定的造缝力并使压裂后的裂缝壁面及填砂裂缝有足够的导流能力。这样它们必须具备如下性能:
(1)滤失小。这是造长缝、宽缝的重要性能。压裂液的滤失性,主要取决于它的黏度,地层流体性质与压裂液的造壁性,粘度高则滤失小。在压裂液中添加降滤失剂能改善造壁性大大,减少滤失量。在压裂施工时,要求前置液、携砂液的综合滤失系数≤1×10-3m/min 1/2。
(2)悬砂能力强。压裂液的悬砂能力主要取决于其粘度。压裂液只要有较高的黏度,砂子即可悬浮于其中,这对砂子在缝中的分布是非常有利的。但粘度不能太高,如果压裂液的黏度过高,则裂缝的高度大,不利于产生宽而长的裂缝。一般认为压裂液的黏度为50~150mPa·s较合适。由表可见液体粘度大小直接影响砂子的沉降速度。
(3)摩阻低。压裂液在管道中的摩阻越大,则用来造缝的有效水马力就越小。摩阻过高,将会大大提高井口压力,降低施工排量,甚至造成施工失败。
(4)稳定性好。压裂液稳定性包括热稳定性和剪切稳定性。即压裂液在温度升高、机械剪切下粘度不发生大幅度降低,这对施工成败起关键性作用。
(5)配伍性好,压裂液进入地层后与各种岩石矿物及流体相接触,不应产生不利于油气渗滤的物理、化学反应,即不引起地层水敏及产生颗粒沉淀。这些要求是非常重要的,往往有些井压裂后无效果就是由于配伍性不好造成的。
(6)低残渣。要尽量降低压裂液中的水不溶物含量和返排前的破胶能力,减少其对岩石孔隙及填砂裂缝的堵塞,增大油气导流能力。
(7)易返排。裂缝一旦闭合,压裂液返排越快、越彻底,对油气层损害越小。货源广,便于配制,价格便宜。
具体地,所述顶盖1内侧是一周弧形的卡槽结构,便于密封盘13与卡槽接触,形成密封。所述顶盖1包括:顶盖端面101、输送管插孔102、腔体内壁103、气体缓冲面104、弧形缓冲面105;所述顶盖端面101位于所述顶盖1上表面,所述输送管插孔102加工于所述顶盖端面101并且位于所述顶盖端面101中心位置,所述输送管插孔102为压裂液输送管2和液氮输送管3提供定位功能,所述腔体内壁103连接于所述顶盖1内侧,所述气体缓冲面104连接于所述腔体内壁103底端面,所述弧形缓冲面105连接于所述气体缓冲面104下端,通过所述腔体内壁103、所述气体缓冲面104以及所述弧形缓冲面105的共同作用,保证在进行抽气时,气体可以进行良好的导流缓冲作用,从而更好地导入到试气导流板16中。
具体地,所述台型导流座401位于所述外壳4顶部,台型导流座401为气体提供导流作用,所述竖直空腔402焊接于所述台型导流座401侧面,所述连接板403焊接于所述竖直空腔402底部,所述连接板403提供连接作用,所述竖直空腔402底部焊接于所述腔体404,所述腔体404底端加工有所述喷孔405,所述喷孔405为所述喷嘴11提供定位作用。
具体地,所述外壳4由一个上端圆台结构和一个下端圆筒结构组成,圆台结构为所述第一调节杆5和第二调节杆6提供支撑和固定作用,圆筒结构提供混合液的混合空间。
具体地,所述第一调节杆5和第二调节杆6外侧与所述孔15形成间隙,在间隙内部分别设有所述第一弹簧7和所述第二弹簧8,通过所述第一弹簧7和所述第二弹簧8的弹性,实现第一调节杆5和第二调节杆6以及下方限位盘14的升降。
具体地,所述外壳4圆筒结构的外侧设有若干进气圆孔12,保证页岩气在压裂过程从也页岩中释放出来后,可以通过进气圆孔12进入到装置中,所述顶盖外侧焊接有所述试气导流板16,保证收集到的页岩气可以沿着气导流板16与外壳4中间构成的通道流通至检测装置中。
具体地,所述试气导流板16包括:导流横板1601、导流内壁1602、导流壁1603、导流外壁1604;所述导流横板1601位于所述试气导流板16侧面,所述导流内壁1602焊接于所述导流横板1601侧面,所述导流壁1603焊接于所述导流内壁1602底端,所述导流外壁1604焊接于所述导流壁1603外侧。
具体地,两个所述套筒连接板17一端焊接有所述套筒18,在压裂过程结束后,页岩气进入到装置中,将调节套筒18调节至下方,套筒18即可挡住所述进气圆孔12,阻挡外部空气进入装置,实现良好的密封性。
具体地,所述压裂液输送管2中应加入压裂液,压裂液的压力应满足:压裂液的压力大于等于压裂液摩阻损失压力与所述气液隔板9提供的压力差,从而保证压裂液有足够的压力射入页岩缝隙中。
具体地,所述压裂液输送管2和所述液氮输送管3中加入的压裂液混合液压力P满足:P1-P2+0.6P0+0.7P3≤P≤P1-P2+2P0+1.5P3;其中,P1为压裂液摩阻损失,P2为压裂液液柱压力,P0为射流压力,P3为液氮液柱压力,压力单位均为MPa,以确保压裂混合液能够具有足够大的压力进行压裂且不会损坏装置。
具体地,所述液氮输送管3中加入的液氮纯度应满足在75.5%-99.99%之间,提高液氮的高纯度从而保证对压裂液混合液的良好压裂效果。
本发明一种页岩气压裂试气抽取装置的使用方法如下:
第一步,操作人员向上调节第一调节杆5的位置,带动密封盘13向上抬起,造成试气出口10的空气流通,空气从外部通过试气出口10进入装置腔体,达到气压平衡,便于之后气液隔板9通过气体压力将压裂液推出喷嘴11。
第二步,操作人员松开第一调节杆5,在所述第一弹簧7的作用下,密封盘13回到初始默认位置,由于限位盘14的作用,保证第一调节杆5和密封盘13不会向下超过试气出口10,在保证密封性的基础上,实现密封盘13的灵活调节。
第三步,定位气液隔板9,向压裂液输送管2和液氮输送管3中加入压裂液和液氮,保证压裂液和液氮在气液隔板9下方的腔体内充分混合,形成压裂混合液。
第四步,推动压裂液输送管2和液氮输送管3,带动气液隔板9向下运动,利用气液隔板9产生的推力,对压裂混合液进行助推,将压裂混合液打入页岩中,在经过一段时间的反应时间后,压裂混合液将存在于页岩缝隙中的页岩气排出。
第五步,向上调节所述套筒连接板17带动套筒18向上运动,被排出的页岩气在外侧大气压的压力下,会通过进气圆孔12被吸入到装置主腔体中,然后向下调节所述套筒连接板17带动套筒18向下运动,挡住进气圆孔12,使腔体内形成密闭环境。
第六步,操作人员向上调节第二调节杆6的位置,带动密封盘13向上抬起,造成试气出口10的空气流通,同时保持第一调节杆5的位置保持不变,向上拉动气液隔板9,在气液隔板9的作用下,将页岩气通过试气出口10流出,再通过试气导流板16,将页岩气进行导流,便于之后对页岩气进行抽气和试验。
当需要进行试气时,操作人员通过顶盖1、压裂液输送管2、液氮输送管3的配合工作,保证压裂液和液氮混合液的输送和混合,通过第一调节杆5、第二调节杆6、密封盘13的配合工作,实现试气出口10的开启和关闭,保证试气的纯度,通过气液隔板9、喷嘴11的配合工作,实现对压裂混合液的推进输送,增强压裂液与页岩的接触效果,本发明具有压裂效果好,试气收集纯度高的特点。页岩属于一种超低渗透率储层,渗透率多在0.0005-0.001之间,因此属于“纳米达西”渗透率地层,所有储层必须经过压裂才能投产。通常美国页岩气压裂的单井成本在500万美元以上,是水平井钻井成本的2倍。页岩气井多采用大规模水力压裂,通常会加入45~4501支撑剂。2000年,开始大规模采用清水压裂〈又称减阻水压裂〉,比凝胶液压裂成本更低,而增产效果更佳。相关技术中,需要通过设置爆炸物来进行射孔作业,在完成射孔作业后,需要将重新设置管道,再进行检测。因此,本申请只需完成一次管道的架设,就可以完成高原陆相页岩气的试气过程,不仅提高了试气的效率,实现可射孔检测的连作工艺,检测的结果能够更加真实地反映高原陆相页岩气的参数,更具备高原陆相页岩气开采的指导意义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,包括:顶盖(1)、压裂液输送管(2)、液氮输送管(3)、外壳(4)、第一调节杆(5)、第二调节杆(6)、第一弹簧(7)、第二弹簧(8)、气液隔板(9)、试气出口(10)、喷嘴(11)、进气圆孔(12)、两个密封盘(13)、两个限位盘(14)、两个孔(15)、试气导流板(16)、套筒连接板(17)、套筒(18);
所述顶盖(1)为位于装置的最上方,所述压裂液输送管(2)贯穿于所述顶盖(1)的中心位置,所述液氮输送管(3)贯穿于所述顶盖(1)的偏心位置,所述顶盖(1)内侧通过两个所述密封盘(13)连接于所述外壳(4),两个所述密封盘(13)分别焊接于第一调节杆(5)和第二调节杆(6),所述外壳(4)的两侧分别有两个孔(15),所述第一调节杆(5)和第二调节杆(6)竖直安装于两个所述孔(15)内,所述第一调节杆(5)和第二调节杆(6)下部焊接有两个所述限位盘(14),所述压裂液输送管(2)和液氮输送管(3)底部焊接有所述气液隔板(9),所述顶盖(1)与所述外壳(4)之间形成了一个弧形的所述试气出口(10),所述外壳(4)最下方安装有所述喷嘴(11)。
2.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述顶盖(1)包括:顶盖端面(101)、输送管插孔(102)、腔体内壁(103)、气体缓冲面(104)、弧形缓冲面(105);
所述顶盖端面(101)位于所述顶盖(1)上表面,所述输送管插孔(102)连接于所述顶盖端面(101)并且位于所述顶盖端面(101)中心位置,所述腔体内壁(103)连接于所述顶盖(1)内侧,所述气体缓冲面(104)连接于所述腔体内壁(103)底端面,所述弧形缓冲面(105)连接于所述气体缓冲面(104)下端。
3.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述外壳(4)包括:台型导流座(401)、竖直空腔(402)、连接板(403)、腔体(404)、喷孔(405);
所述台型导流座(401)位于所述外壳(4)顶部,所述竖直空腔(402)连接于所述台型导流座(401)侧面,所述连接板(403)连接于所述竖直空腔(402)底部,所述竖直空腔(402)底部连接于所述腔体(404),所述喷孔(405)连接于所述腔体(404)底端。
4.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述第一调节杆(5)和第二调节杆(6)外侧与所述孔(15)形成间隙,在间隙内部分别设有所述第一弹簧(7)和所述第二弹簧(8)。
5.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述外壳(4)圆筒结构的外侧设有若干进气圆孔(12),所述顶盖(1)外侧焊接有所述试气导流板(16)。
6.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述试气导流板(16)包括:导流横板(1601)、导流内壁(1602)、导流壁(1603)、导流外壁(1604);
所述导流横板(1601)位于所述试气导流板(16)侧面,所述导流内壁(1602)连接于所述导流横板(1601)侧面,所述导流壁(1603)连接于所述导流内壁(1602)底端,所述导流外壁(1604)连接于所述导流壁(1603)外侧。
7.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述第一调节杆(5)和第二调节杆(6)底端焊接有两个所述套筒连接板(17),两个所述套筒连接板(17)一端焊接有所述套筒(18)。
8.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂试气抽取装置,其特征在于,所述压裂液输送管(2)中应加入压裂液,压裂液的压力应满足:压裂液的压力大于等于压裂液摩阻损失压力与所述气液隔板(9)提供的压力差。
9.根据权利要求9所述的一种页岩气压裂试气抽取方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,向上调节第一调节杆(5)的位置,带动密封盘(13)向上抬起,空气从外部通过试气出口(10)进入装置腔体准备气压环境;
第二步,松开第一调节杆(5),在所述第一弹簧(7)的作用下,密封盘(13)回到初始默认位置,由于限位盘(14)的作用,保证第一调节杆(5)和密封盘(13)不会向下超过试气出口(10),调节装置气密性;
第三步,向压裂液输送管(2)和液氮输送管(3)中加入压裂液和液氮,压裂液和液氮在气液隔板(9)下方的腔体内充分混合,形成压裂混合液;
第四步,推动压裂液输送管(2)和液氮输送管(3),带动气液隔板(9)向下运动,利用气液隔板(9)产生的推力,对压裂混合液进行助推,将压裂混合液打入页岩中,在经过一段时间的反应时间后,压裂混合液将存在于页岩缝隙中的页岩气排出;
第五步,向上调节所述套筒连接板(17)带动套筒(18)向上运动,被排出的页岩气在外侧大气压的压力下,会通过进气圆孔(12)被吸入到装置主腔体中,然后向下调节所述套筒连接板(17)带动套筒(18)向下运动,挡住进气圆孔(12),使腔体内形成密闭环境;
第六步,操作人员向上调节第二调节杆(6)的位置,带动密封盘(13)向上抬起,造成试气出口(10)的空气流通,同时保持第一调节杆(5)的位置保持不变,向上拉动气液隔板(9),在气液隔板(9)的作用下,将页岩气通过试气出口(10)流出,再通过试气导流板(16),将页岩气进行导流。
10.根据权利要求9所述的一种页岩气压裂试气抽取方法,其特征在于,所述压裂液输送管(2)和所述液氮输送管(3)中加入的压裂液混合液压力P满足:P1-P2+0.6P0+0.7P3≤P≤P1-P2+2P0+1.5P3;其中,P1为压裂液摩阻损失,P2为压裂液液柱压力,P0为射流压力,P3为液氮液柱压力,压力单位均为MPa。所述液氮输送管(3)中加入的液氮纯度应满足在75.5%-99.99%之间。
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CN116556915A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-08-08 | 青海省第四地质勘查院 | 一种用于页岩气试气的致裂设备及页岩气试气方法 |
CN116556915B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-11-28 | 青海省第四地质勘查院 | 一种用于页岩气试气的致裂设备及页岩气试气方法 |
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