一種用於煤層氣鑽井射孔後的地層水取樣裝置的製作方法

2023-12-11 15:06:52

本實用新型屬於煤層氣井勘探開發技術領域，具體地涉及一種用於煤層氣射孔後的地層水取樣裝置。

背景技術：

目前，煤層氣是一種在煤層生成，主要以吸附狀態儲集於煤層，成分以甲烷為主的天然氣。煤層氣是煤的伴生礦產資源，屬於非常規天然氣，是近一二十年在國際上迅速崛起的潔淨、優質能源。煤層氣的增產基本都是採用水力壓裂方式，而目前的壓裂液基本採用活性水為基液。射孔後使用活性水進行壓裂作業，由於活性水與地層水不配伍，與地層中黏土礦物不配伍，與煤層頂底板不配伍，壓裂液將於地層水發生反應生成沉澱，堵塞煤層中的孔隙及割理，而地層中黏土礦物吸水後發生膨脹，最終導致煤層滲透率變小，改造效果大打折扣。要使煤層氣壓裂時候的活性水與地層水配伍，需要對鑽井後的地層水取樣，而目前尚無專用的地層水取樣裝置，大多通過鑽井液的循環在井口管線出口處直接取樣，但是該種方式取樣容易受鑽井液影響，樣本不純。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於：針對上述地層水取樣時無專用的取樣裝置，導致地層水樣本不純的問題，本實用新型提供專用的地層水取樣裝置。

本實用新型採用的技術方案如下：

一種用於煤層氣鑽井射孔後的地層水取樣裝置，包括中空的腔室和設在腔室下端的壓力可調式開關，所述腔室上端連接有螺杆，所述腔室下端設有地層水入口和地層水出口，所述壓力可調式開關包括依次連接的空心橡膠塊a、連杆a、空心室a和用於預先調整空氣壓縮程度的空氣室控制裝置a，所述空心橡膠塊a位於地層水入口下方且可以左右移動。

進一步的，所述腔室內設有中空的流體容納腔，所述流體容納腔頂部設有流體入口，所述流體入口與地層水入口之間設有流體通道。

進一步的，所述腔室內或者流體容納腔內設有流量開關。

優選的，所述流量開關為彈簧開關，所述彈簧開關包括依次連接的彈簧座、彈簧、空心橡膠塊，所述空氣橡膠塊位於流體入口處且可左右移動或者上下移動。

優選的，所述流量開關為壓力可調式開關，所述壓力可調式開關包括依次連接的空心橡膠塊b、連杆b、空心室b和用於預先設置空氣壓縮程度的空氣室控制裝置b，所述空心橡膠塊b位於流體入口處且可左右移動或者上下移動。

綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過在腔室外設置壓力可調式開關，預先根據井底壓力調整空心室中的空氣壓縮程度，當取樣裝置通過螺杆下探到井底或者預定深度時，空氣橡膠塊壓縮空心室移動，開關自動打開，流體通過地層水入口自動進入腔室內，當取樣裝置上升時，取樣裝置受到的壓力減小，空心橡膠塊回到最初的位置封鎖地層水入口，防止地層水流出腔室，實現了地層水的自動取水；

2、本實用新型通過在腔室內設置流體容納腔，流體容納腔設有入口，入口上方或者流體容納腔內部設有流量開關，同樣根據壓力的大小自動打開或者關閉開關，防止腔室外的開關由於空氣橡膠塊密封不嚴導致的地層水漏失，確保了地層水取樣的順利進行。

附圖說明

圖1是本實用新型第一實施例的結構圖；

圖2是本實用新型第二實施例的結構圖；

圖3是本實用新型第三實施例的結構圖；

圖中標記：1—腔室，2—地層水入口，3—空氣室控制裝置a，4—空心室a，5—連杆a，6—空心橡膠塊a，7—螺杆，8—地層水出口，9—流體容納腔，10—流體入口，11—流體通道，12—彈簧座，13—彈簧，14—空心橡膠塊b，15—空氣室控制裝置b，16—空心室b，17—連杆b，18—空心橡膠塊c。

具體實施方式

下面結合圖1～3對本發明作詳細說明。

實施例一：

如圖1所示，一種用於煤層氣鑽井射孔後的地層水取樣裝置，包括中空的腔室1和設在腔室1下端的壓力可調式開關，所述腔室1上端連接有螺杆7，腔室下端設有地層水入口2和地層水出口8，所述壓力可調式開關包括依次連接的空心橡膠塊a6、連杆a5、空心室a4和用於預先調整空氣壓縮程度的空氣室控制裝置a3，所述空心橡膠塊a6位於地層水入口2下方且可以左右移動。

通過空氣室控制裝置a3設置啟動壓力，當空心橡膠塊a6受到的壓力達到啟動壓力時，推動空心橡膠塊a6，打開地層水入口2，地層水進入腔室1中。在使用時，通過螺杆7連接的取樣裝置逐漸下放至預定的地層水取樣位置，由於地層中存在壓力到達預先設置的啟動壓力，推動空心橡膠塊a6移動，地層水從地層水入口2進入腔室1中。

進一步的，所述腔室1內設有中空的流體容納腔9，所述流體容納腔9頂部設有流體入口10，所述流體入口10與地層水入口2之間設有流體通道11。為防止空氣橡膠塊a6的密封不嚴導致地層水漏失，在腔室1內增加一個中空的流體容納腔9，在流體容納腔9上設置流體入口，進一步鎖定地層水在取樣裝置內，防止地層水的漏失。

優選的，所述腔室1內位於流體入口10上方設有彈簧開關，所述彈簧開關包括依次連接的彈簧座12、彈簧13、空心橡膠塊14，所述空氣橡膠塊14位於流體入口10上方。在使用取樣裝置時，當地層水通過地層水入口2進入到腔室1中後，沿著流體通道11到達流體入口10處。流體10處設置的空心橡膠塊14受到壓力作用而移動，壓縮彈簧13，從而打開了流體開關。當取樣裝置上升時，壓力變小，空心橡膠塊14受到的壓力變小，彈簧逐漸回到最初的位置，從而關閉了流體開關。同時，在腔室的下端，空心橡膠塊6受到的壓力變小，空心室a4推動空心橡膠塊a6回到最初的位置，從而封鎖了地層水入口，達到地層水的自動取樣。

實施例二：

如圖2所示，所述腔室1內位於流體入口10上方設有壓力可調式開關，所述壓力可調式開關包括依次連接的空心橡膠塊b18、連杆b17、空心室b16和用於預先設置空氣壓縮程度的空氣室控制裝置b15，所述空心橡膠塊b18位於流體入口10處。

本實施例中，將實施例一種的彈簧開關替換成壓力可調式開關，位置不變。

在設置空氣室b16的壓縮程度時，與空心室a4的壓縮程度一致，當地層水入口2關閉時，流體入口10也同時關閉，這樣在空心橡膠塊a6和空心橡膠塊c18任何之一發生漏失都不會影響取樣裝置對射孔後地層水的取樣，即使空心橡膠塊a6和空心橡膠塊c18同時密封不好也不會發生地層水的洩露。

實施例三：

如圖3所示，將實施例二中的壓力可調式開關轉移至流體容納腔9內部，並調整空氣室b16的壓縮程度時與空心室a4的壓縮程度一致。空心橡膠塊c18位於流體入口11處，並依靠壓縮的空心室b16實現對流體容納腔9的密封。當地層水通過地層水入口2進入流體通道11，到達流體入口10處，空心室b16也由於受壓而下降，從而打開流體入口10，完成對地層水的取樣過程。當取樣裝置上升過程中，空心橡膠塊a6和空心橡膠塊c18逐漸回到最初的位置，封隔地層水入口2和流體入口10。地層水被封隔在流體容納腔9內，直至回到地面後通過地層水出口8取出。

將實施例二中的壓力可調式開關轉移至流體容納腔9內部，防止空心橡膠塊c18在壓力減小回彈的過程中，地層水由於流體入口未及時封閉，導致地層水從流體入口10快速漏失，致使取樣失敗。

實施例四：

將實施例一中的彈簧開關轉移至流體容納腔9內部，與實施例三的可調式開關的位置一致，空氣橡膠塊14可上下移動，利用彈簧的彈力控制流量入口10的開或者閉。

如上所述即為本實用新型的實施例。本實用新型不局限於上述實施方式，任何人應該得知在本實用新型的啟示下做出的結構變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保護範圍之內。