[发明专利]一种多煤层合采防串压力自调节装置

权利要求书

1.一种多煤层合采防串压力自调节装置，其特征在于：包括外层套管、生产管、压力自调节系统、上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统，压力自调节系统、上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统自上而下设置在外层套管内，生产管的底部为封堵状，生产管位于外层套管的上端内部；

压力自调节系统位于生产管内，压力自调节系统包括压力自调节缸体，压力自调节缸体沿竖向方向设置在生产管内，压力自调节缸体内滑动密封连接有两个活塞，两个活塞将压力自调节缸体的内腔分割成上腔体、中腔体和下腔体，上方的活塞固定连接有上推杆，上推杆向上穿出压力自调节缸体的上端面，上推杆与压力自调节缸体的上端面之间设有轴向密封，下方的活塞固定连接有下推杆，下推杆向下穿出压力自调节缸体的下端面，下推杆与压力自调节缸体的下端面之间设有轴向密封；

外层套管上设置有上采气孔和下采气孔，上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统支撑在外层套管的内壁，上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统均具有煤层气采集腔，上采气孔和下采气孔分别与两个煤层气采集腔相连通，上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统均具有进气遮挡机构，两个进气遮挡机构分别用于遮挡上采气孔和下采气孔；

上煤层压力自调节系统连接有上层进气管和上层调节杆，上层调节杆与下推杆的下端部连接，上层调节杆与上煤层压力自调节系统的进气遮挡机构连接，上层进气管的上端分为两支管，上层进气管的上端一支管与生产管连接，上层进气管的上端的另外一支管与压力自调节缸体的中腔体连接，上层进气管的下端与上煤层压力调节系统的煤层气采集腔连通；

下煤层压力自调节系统连接有下层进气管和下层调节杆，下层调节杆与上推杆的上端部连接，下层调节杆与下煤层压力自调节系统的进气遮挡机构连接，下层进气管的上端分为三支管，下层进气管的上端一支管与生产管连接，下层进气管的上端的另外两支管分别与压力自调节缸体的上腔体和下腔体连接，下层进气管的下端与下煤层压力调节系统的煤层气采集腔连通；

压力自调节缸体位于生产管内，且压力自调节缸体通过上层进气管和下层进气管刚性支撑在生产管内壁；

上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统的结构相同，均包括圆形的上端盖和下端盖，两个端盖之间固定有筒体，上端盖外缘和下端盖外缘设置有密封圈，煤层气采集腔由上端盖、下端盖以及筒体外壁合围形成；上端盖上开设有出气孔，上端盖上表面和下端盖下表面均设置有气动支撑机构，上煤层压力自调节系统和下煤层压力自调节系统分别通过气动支撑机构支撑在外层套管内壁上；

上层进气管的下端连接在上煤层压力自调节系统的上端盖的出气孔上，上方煤层的煤层气由外层套管上的上采气孔进入上煤层压力自调节系统的煤层气采集腔，再由煤层气采集腔经出气孔进入上层进气管；

下层进气管的下端连接在下煤层压力自调节系统的上端盖的出气孔上，下方煤层的煤层气由外层套管上的下采气孔进入下煤层压力自调节系统的煤层气采集腔，再由煤层气采集腔经出气孔进入下层进气管；

进气遮挡机构包括若干根安装环，所有安装环上下并排设置，所有安装环通过若干根竖杆固定连接，每个安装环的外缘均布有若干个开度调节滑块，每个安装环的内侧面设置有若干个卡槽；

在筒体的外表面设置有多根竖向的滑杆，进气遮挡机构套装在筒体外侧，且进气遮挡机构的安装环通过卡槽滑动安装在筒体的外表面的滑杆上，进气遮挡机构可沿滑杆上下移动；

外层套管上设置有若干个上采气孔和下采气孔，上煤层压力自调节系统的进气遮挡机构的开度调节滑块与上采气孔一一对应设置，该开度调节滑块用于封闭上采气孔，下煤层压力自调节系统的进气遮挡机构的开度调节滑块与下采气孔一一对应设置，该开度调节滑块用于封闭下采气孔；

上层调节杆设置有多根，上层调节杆连接在进气遮挡机构最上方的安装环的开度调节滑块上；下层调节杆设置有多根，下层调节杆连接在进气遮挡机构最上方的安装环的开度调节滑块上，所述下层调节杆的杆体穿过上煤层压力自调节系统的上端盖和下端盖，且在穿过处设置密封塞进行密封；

当上部煤层压力大于下部煤层压力时，压力自调节缸体中腔体内压力大于上腔体和下腔体的压力，活塞及上推杆上移，活塞及下推杆下移，此时上煤层压力自调节系统内的开度调节滑块下移对上采气孔进行遮挡，减小气体流量进行降压操作，下煤层压力自调节系统内的开度调节滑块上移减小对下采气孔遮挡，增大气体流量进行增压操作，当两者压力达到平衡时，此时活塞、上推杆和下推杆停止运动，通过调节各个煤层出口面积进行流量调节进而实现压力的自平衡，使得多煤层开采平稳进行；当上部煤层压力小于下部煤层压力时，上述运动反向进行调节以达到一个新的平衡状态。