[发明专利]分布气囊式压力自调节煤层气采集装置

说明书

分布气囊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个透气孔，外套管内部设置有用于调节同高度处的透气孔开度的上层煤层气压力调节装置和用于调节同高度处的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；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，降低了西南地区多煤层煤层气的高效开发的难度。

技术领域

本发明属于煤层气开采技术领域，具体涉及一种分布气囊式压力自调节煤层气采集装置。

背景技术

滇黔川渝地区作为我国重要的煤层气接替基地之一，其煤层气的有效开发，不仅能够释放巨大的多煤层区煤层气资源，而且能够为西南地区油气资源提供重要补充。近几年来，经过与外界科研院所、勘查设计单位、高等院校与相关企业的共同努力，贵州省煤层气开发已初见成效，但仍无实质性突破，规模性地面抽采仍然难以企及。该区属于二叠世上扬子聚煤沉积盆地的一部分，具有特殊的构造-沉积-聚煤环境，系沉积旋回性使得“多层叠置独立含煤层气系统”在多煤层发育地区几乎成为普遍现象。在多层叠置煤层气系统中，多煤层赋存，合层排采是资源潜力释放、合理提高产能的焦点问题。单采与多层合采有很大差异，由于潜在的层间干扰，合采比单层开采更加复杂，产能影响因素也更多。多煤层区含气系统垂向叠置，煤层群处于一个非统一的流体压力系统,合采过程中当储层压力相差较大且高压煤层位于上部时，高压储层中的流体在压差作用下会倒灌入低压煤层，不仅使高压煤层产煤粉量过大，而且抑制了低压煤层的排水降压。此外,当煤层的压力梯度相差较大时，压力传递速率差别大，从而导致供液能力差别明显，影响分压合采效果。由于煤层数量多且平面分布不均一，压力系统在垂向和横向上均存在较大的变化，加之成本的限制，使得通过煤层气试井获得各开发井压裂层储层压力的方法难以实现，极大的限制西南地区多煤层煤层气的高效开发。

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、降低高压煤层内煤层气的煤粉含量、并提高低压煤层排水降压效果的分布气囊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：分布气囊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个透气孔，外套管内部设置有用于调节同高度处的透气孔开度的上层煤层气压力调节装置和用于调节同高度处的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固定架和下固定架，上固定架和下固定架之间的中部固定设置有与外套管同中心线的储液管，储液管上端和下端均封堵，储液管内上部和下部分别滑动设置有上活塞和下活塞，上活塞连接有向上伸出储液管的上活塞杆，下活塞连接有向下伸出储液管的下活塞杆，上活塞杆上端连接有上径向伸缩机构，下活塞杆下端连接有下径向伸缩机构，上固定架和下固定架之间设置有位于储液管周围并可径向滑动的滑动架，滑动架外侧设置有与透气孔径向一一对应的气囊，储液管内在上活塞和下活塞之间的中空腔内盛装有承压液，储液管内在上活塞上方和下活塞下方的空腔内盛装有压力平衡液，气囊内侧通过液体输送管路与中空腔内的承压液连接，中空腔通过增压管连接有设置在外套管内壁上的增压泵。

上固定架和下固定架的构造相同且上下对称布置；

上固定架包括固定盘，固定盘的上表面固定连接有沿外套管圆周方向均匀布置的八根呈L型的固定杆，八根固定杆的外端均固定连接在外套管内壁上，八根固定杆的下端均固定连接在固定盘上表面，固定盘下表面与储液管上端面之间设置有四根平行于外套管中心线的导杆。