多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置的製作方法

2023-06-05 20:47:16

本實用新型涉及一種煤層瓦斯氣抽採前的水力壓裂增透技術，特別是一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置。

背景技術：

煤層瓦斯是一種潔淨能源，但對煤礦生產而言更是一種災害源。我國的煤炭賦存地質條件複雜，主要依靠地下開採，隨著開採深度的增加，煤層瓦斯含量逐漸增加，煤層瓦斯壓力增大，突出的危險性增高，防突難度越來越大。現有採煤工作面瓦斯抽採是分別通過運輸巷和迴風巷內在本煤層中打順層鑽孔進行抽採，對於透氣性較差的煤層通常還需在進行水力壓裂增透後再行抽採，現有方法多適用於單煤層的壓裂增透。目前雖然有一些用於多煤層的增透方法，但不是存在操作方法複雜，就是存在封孔裝置或封孔結構複雜的不足，其封孔和壓裂時間長，煤層增透成本高。為此，需要對現有技術進行改進。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置，該裝置結構簡單，封孔和壓裂操作方便，封孔效率高、效果好，煤層增透成本低。

為實現前述目的，本實用新型採用如下技術方案。

一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置，包括設置於裸孔內的套管，裸孔和套管均穿過多個煤層，所述套管上形成有多個分別與多個煤層位置對應的花管段；套管上套裝有多個囊袋，囊袋用於套管與煤層兩側的巖層形成囊袋式固井結構，相鄰囊袋之間通過連通管連通，多個囊袋中的一個通過注漿管與注漿系統連接； 所述套管內可移動地設有一體結構的膠囊封孔壓裂裝置，該膠囊封孔壓裂裝置與壓裂泵組連接用於對煤層進行逐層水力壓裂，並在對任一煤層壓裂前，在套管位於對應花管段前後方的管孔段形成膠囊封孔結構。

採用前述技術方案的本實用新型，通過套管和多個囊袋形成多段的囊袋式固井結構，以使壓裂水管外的各煤層之間的流道被阻斷，為逐個進行的煤層壓裂創造條件；同時，利用花管段、膠囊封孔壓裂裝置，以及膠囊封孔壓裂裝置在花管段前後方的管段上形成膠囊封孔結構，對煤層逐個進行水力壓裂，從而以此完成多煤層的分層壓裂。其固井結構簡單，固井成本低，效率高；且膠囊封孔壓裂裝置可充分利用現有成熟技術，降低壓裂封孔成本。

優選的，所述膠囊封孔壓裂裝置包括壓裂管，壓裂管上設有壓裂噴嘴，壓裂管位於壓裂噴嘴前後方的管段上分別設有一封孔膠囊；所述膠囊封孔結構通過封孔膠囊形成。以充分利用現有技術，降低壓裂封孔成本。

進一步優選的，所述膠囊封孔結構的封堵壓力由水力壓裂泵組提供。以簡化結構，避免單獨設置封孔動力；通常在壓裂噴嘴設置減壓閥的方式使噴嘴噴水壓力小於膠囊封孔壓力，確保封孔的密封性和可靠形性。

優選的，位於所述裸孔遠端的囊袋通過注漿管與注漿系統連接。以形成由遠向近的注漿順序，縮短各囊袋段的漿料固化完成的時間差，提高固井效率。

本實用新型與現有技術相比的有益效果是，壓裂裝置結構簡單、封孔效果好、製造成本低，應用本裝置壓裂的煤層針對性強，增透效果好。

附圖說明

圖1是本實用新型中多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明，但並不因此將本實用新型限 制在所述的實施範圍之中。

參見圖1，一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置，包括設置於裸孔1內的套管2，裸孔1和套管2均穿過多個煤層3，套管2上形成有多個分別與多個煤層3位置對應的花管段2a；套管2上套裝有多個囊袋4，囊袋4用於套管2與煤層3兩側的巖層5形成囊袋式固井結構，相鄰囊袋4之間通過連通管6連通，多個囊袋4中的一個通過注漿管10與注漿系統連接；所述套管2內可移動地設有一體結構的膠囊封孔壓裂裝置，該膠囊封孔壓裂裝置與壓裂泵組連接用於對煤層3進行逐層水力壓裂，並在對任一煤層3壓裂前，在套管2位於對應花管段2a前後方的管孔段形成膠囊封孔結構；位於裸孔1遠端的囊袋4通過注漿管10與注漿系統連接；位於裸孔1近端的囊袋4設有回漿管11。

其中，膠囊封孔壓裂裝置包括壓裂管7，壓裂管7上設有壓裂噴嘴8，壓裂管7位於壓裂噴嘴8前後方的管段上分別設有一封孔膠囊9；所述膠囊封孔結構通過封孔膠囊9形成；膠囊封孔結構的封堵壓力即膠囊9的脹緊壓力由水力壓裂泵組提供。

第六步，重複第四步和第五步，直至所有煤層3全部壓裂。

以上雖然結合了附圖描述了本實用新型的實施方式，但本領域的普通技術人員也可以意識到對所附權利要求的範圍內作出各種變化或修改，這些修改和變化應理解為是在本實用新型的範圍和意圖之內的。