CN207296982U - 一种新型页岩气增产设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型页岩气增产设备，包括内管、外管、环形密封圈和微波发生器，内管套装在外管中，环形密封圈套装在内管上，内管的下端设有内镂空管段，微波发生器安装在内镂空管段的下端；外管固定套装在页岩气井中，外管的下端设有外镂空管段，微波发生器设在外镂空管段中。第一输气管的出气端穿入环形密封圈的内腔中。本实用新型设有环形密封圈，环形密封圈可以通过第一输气管实现充气和放气，在内管（此时微波发生器安装在内管的下端）穿入或拔出外管的过程中，可以向环形密封圈中充入一定量的气体，环形密封圈膨胀，微波发生器下落或上升的过程中环形密封圈对微波发生器起到保护作用。
Description
技术领域
本实用新型属于页岩气开采设备技术领域，尤其涉及一种新型页岩气增产设备。
背景技术
页岩气是赋存于暗色泥页岩层或高碳泥页岩层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种各个阶段，天然气一部分以游离相态（大约50％）存在于页岩层裂缝、页岩层孔隙及其它储集空间，另一部分以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及粘土孔隙表面。页岩气是宝贵的资源、优质的能源和化工原料，可作为常规天然气的接替能源或补充能源。
现有页岩气开采的主要是依靠其自身解吸，采气一段时间后，页岩气的产量急剧降低，页岩气开采的效果不理想，产量低、产量不稳定，不能达到工业开发标准。页岩气开采产气量低的原因主要是：与常规天然气相比，页岩气的储存方式以吸附为主、储层能量低（压力低）、渗透性差，页岩气的产出过程是先解吸，然后在孔隙介质中渗流。仅依靠自身解吸较难获得很高的产气量和采收率，必须寻找和研究提高开采速度( 或日产气量) 和采收率的新方法。
为了提高页岩气的采收率，可在页岩气开产量低于工业开发标准（单井1000 米3/日）时，采取增产措施。现有的增产措施主要采用注液法。注液法的原理是将高压压裂液在页岩气储层内压裂出一条或多条裂缝，从而为页岩气的渗流提供更多的通道。这种方法虽然增加了渗流通道，使部分解吸的页岩气流出，但没有从根本上加速吸附态页岩气的解吸，增产效果有限。现有技术中也有的采用微波法，通过微波发生器发出的微波加热页岩从而将页岩气排出，但现有的微波法采用的设备结构简单，微波发生器容易晃动（尤其是在穿管和抽管的过程中），容易损伤微波发生器；整个设备隔热效果差，能源利用率低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新型页岩气增产设备。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种新型页岩气增产设备，包括内管、外管、环形密封圈和微波发生器，内管套装在外管中，环形密封圈套装在内管上，内管的下端设有内镂空管段，微波发生器安装在内镂空管段的下端；外管固定套装在页岩气井中，外管的下端设有外镂空管段，微波发生器设在外镂空管段中。
优选的，还包括第一输气管和第一气泵，环形密封圈的内壁固定套装或滑动套装在内管的外壁上，环形密封圈为柔性材料制作，第一输气管的出气端穿入环形密封圈的内腔中，第一输气管的进气端连接至第一气泵的出气口，第一输气管上设有第一阀门。
优选的，所述内管采用金属管或者塑料管。
优选的，所述环形密封圈采用橡胶密封圈。
优选的，还包括第二输气管、第二气泵、第三输气管和第三气泵；第二输气管的出气端穿入内管和外管之间的空腔中，第二输气管的进气端连接至第二气泵的出气口，第二输气管上设有第二阀门；第三输气管的出气端穿入内管的空腔中，第三输气管的进气端连接至第三气泵的出气口，第三输气管上设有第三阀门；环形密封圈固定套装在靠近内镂空管段上端的内管的外壁上；第一输气管和第二输气管中均通入惰性气体，第三输气管中通入高温蒸汽。
优选的，所述内管采用塑料内衬油管。
优选的，所述环形密封圈采用耐高温橡胶密封圈。
本实用新型具有的优点是：
1. 本实用新型设有环形密封圈，环形密封圈可以通过第一输气管实现充气和放气，在内管（此时微波发生器安装在内管的下端）穿入或拔出外管的过程中，可以向环形密封圈中充入一定量的气体，环形密封圈膨胀，微波发生器下落或上升的过程中不会碰到外管的内壁，环形密封圈对微波发生器起到保护作用；正常工作时，环形密封圈充满气体，环形密封圈抵住外管的内壁，环形密封圈对内管起到密封和支护的作用，结构简单，操作方便。
2. 本实用新型设有微波发生器，通过微波发生器向页岩中输送热能，使吸附在页岩层上的呈吸附态的页岩气（甲烷）迅速解吸，变为游离态，从而大幅度地提高页岩气井的产量。
3. 本实用新型设有第二输气管、第二气泵、第三输气管和第三气泵，第一输气管和第二输气管中均通入惰性气体，第三输气管中通入高温蒸汽。高温蒸汽通过第三输气管，依次经过内管、内镂空管段、外镂空管段，最后进入页岩层中将页岩气加热，从而大幅度地提高页岩气井的产量。
4. 本实用新型的环形密封圈为耐高温橡胶密封圈，环形密封圈中通入惰性气体，环形密封圈既起到支护作用又起到密封和隔热的功能。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图之一；
图2是本实用新型结构示意图之二；
图中：1为外管，2为内管，3为微波发生器，4为环形密封圈，5为连接导线，6为第一输气管，7为第一气泵，8为电源，9为第一阀门，10为第二输气管，11为第二阀门，12为第二气泵，13为第三输气管，14为第三阀门，15为第三气泵；101为外镂空管段，201为内镂空管段。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，一种新型页岩气增产设备，包括内管2、外管1、环形密封圈4和微波发生器3，内管2套装在外管1中，环形密封圈4套装在内管2上，内管2的下端设有内镂空管段201，微波发生器3安装在内镂空管段201的下端。外管1固定套装在页岩气井中，外管1的下端设有外镂空管段101，微波发生器3设在外镂空管段101中，微波发生器3通过连接导线5与电源8连接。
还包括第一输气管6和第一气泵7，环形密封圈4的内壁固定套装在内管2的外壁上，环形密封圈4采用橡胶密封圈，第一输气管6的出气端穿入环形密封圈4的内腔中，第一输气管6的进气端连接至第一气泵7的出气口，第一输气管6上设有第一阀门9。内管2采用金属管或者塑料管。
工作原理
接通电源8，启动微波发生器3（微波频率为1MHZ-500MHZ ，微波发生器3的功率为1000 千瓦~5000 千瓦）向页岩气所在页岩层发射微波，微波穿过外管1的外镂空管段101，在页岩层中实现热量传递而使页岩层温度升高；当以页岩气井为圆心半径50 米范围内的页岩层平均温度升高20-30℃时，关闭微波发生器3的电源8；关闭页岩气井1-2 天。被加热的页岩层中的页岩气解析速度提高，且受热膨胀，依次经过外镂空管段101、内镂空管段201流入到内管2内，打开页岩气井采气，经内管2流到地面，并汇入页岩气输气管网。
实施例二：如图2所示，在实施例一的基础上，为了进一步的提高页岩气的产量，还设有第二输气管10、第二气泵12、第三输气管13和第三气泵15。第二输气管10的出气端穿入内管2和外管1之间的空腔中，第二输气管10的进气端连接至第二气泵12的出气口，第二输气管10上设有第二阀门11。第三输气管13的出气端穿入内管2的空腔中，第三输气管13的进气端连接至第三气泵15的出气口，第三输气管13上设有第三阀门14。环形密封圈4固定套装在靠近内镂空管段201上端的内管2的外壁上。第一输气管6和第二输气管10中均通入惰性气体，惰性气体能够减缓内管2中的高温蒸汽将热量传输出去，从而能够提供热蒸汽的热损失，能够节约能源。第三输气管13中通入高温蒸汽。
内管2采用石油行业常用的塑料内衬油管，塑料内衬油管耐高温、使用寿命长。环形密封圈4采用耐高温橡胶密封圈，环形密封圈4中通入惰性气体，环形密封圈4既起到支护作用又起到密封和隔热的功能。
工作原理
微波发生器3工作时，同时通过第三输气管13向内管2中通入高温蒸汽，高温蒸汽依次经内镂空管段201、外镂空管段101进入到页岩层中，页岩气受热膨胀，然后关闭第三阀门14，页岩气依次经过外镂空管段101、内镂空管段201流入到内管2内，打开页岩气井采气，经内管2流到地面，并汇入页岩气输气管网。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种新型页岩气增产设备，其特征在于：包括内管、外管、环形密封圈和微波发生器，内管套装在外管中，环形密封圈套装在内管上，内管的下端设有内镂空管段，微波发生器安装在内镂空管段的下端；外管固定套装在页岩气井中，外管的下端设有外镂空管段，微波发生器设在外镂空管段中。
2.如权利要求1所述的新型页岩气增产设备，其特征在于：还包括第一输气管和第一气泵，环形密封圈的内壁固定套装或滑动套装在内管的外壁上，环形密封圈为柔性材料制作，第一输气管的出气端穿入环形密封圈的内腔中，第一输气管的进气端连接至第一气泵的出气口，第一输气管上设有第一阀门。
3.如权利要求2所述的新型页岩气增产设备，其特征在于：所述内管采用金属管或者塑料管。
4.如权利要求3所述的新型页岩气增产设备，其特征在于：所述环形密封圈采用橡胶密封圈。
5.如权利要求4所述的新型页岩气增产设备，其特征在于：还包括第二输气管、第二气泵、第三输气管和第三气泵；第二输气管的出气端穿入内管和外管之间的空腔中，第二输气管的进气端连接至第二气泵的出气口，第二输气管上设有第二阀门；第三输气管的出气端穿入内管的空腔中，第三输气管的进气端连接至第三气泵的出气口，第三输气管上设有第三阀门；环形密封圈固定套装在靠近内镂空管段上端的内管的外壁上；第一输气管和第二输气管中均通入惰性气体，第三输气管中通入高温蒸汽。
6.如权利要求5所述的新型页岩气增产设备，其特征在于：所述内管采用塑料内衬油管。
7.如权利要求6所述的新型页岩气增产设备，其特征在于：所述环形密封圈采用耐高温橡胶密封圈。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110159241A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-08-23 | 中国矿业大学(北京) | 一种微波辐照与水力压裂协同开采页岩气的装置 |
| CN110864113A (zh) * | 2019-12-01 | 2020-03-06 | 东北石油大学 | 一种用于往复式动设备的弹性密封元件及其密封方法 |
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2017
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