一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法制造方法及图纸

技术编号:14030860 阅读:129 留言:0更新日期:2016-11-19 20:33
本发明专利技术公开了一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法,压裂装置包括设置于裸孔内并穿过多个煤层的套管,套管上形成有多个分别与多个煤层位置对应的花管段;套管上套装有多个囊袋,囊袋用于套管与煤层两侧的岩层形成囊袋式固井结构,相邻囊袋之间通过连通管连通,多个囊袋中的一个通过注浆管与注浆系统连接;套管内可移动的设有一体结构的胶囊封孔压裂装置,该胶囊封孔压裂装置与压裂泵组连接用于对煤层进行逐层水力压裂,并在对任一煤层压裂前,在套管位于对应花管段前后方的管孔段形成胶囊封孔结构。压力方法基于前述装置进行分层压裂。本发明专利技术的有益效果是,压裂装置结构简单、封孔效果好、制造成本低;压裂方法操作性强、效率高、煤层增透效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤层瓦斯气抽采前的水力压裂增透技术,特别是一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法
技术介绍
煤层瓦斯是一种洁净能源,但对煤矿生产而言更是一种灾害源。我国的煤炭赋存地质条件复杂,主要依靠地下开采,随着开采深度的增加,煤层瓦斯含量逐渐增加,煤层瓦斯压力增大,突出的危险性增高,防突难度越来越大。现有采煤工作面瓦斯抽采是分别通过运输巷和回风巷内在本煤层中打顺层钻孔进行抽采,对于透气性较差的煤层通常还需在进行水力压裂增透后再行抽采,现有方法多适用于单煤层的压裂增透。目前虽然有一些用于多煤层的增透方法,但不是存在操作方法复杂,就是存在封孔装置或封孔结构复杂的不足,其封孔和压裂时间长,煤层增透成本高。为此,需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是针对现有技术的不足,提供一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置,该装置结构简单,封孔和压裂操作方便,封孔效率高、效果好,煤层增透成本低。本专利技术的第二目的是提供一种多煤层胶囊隔离分层压裂方法,该方法基于前述装置进行,其操作性强、效率高、煤层增透效果好。为实现第一目的,本专利技术采用如下技术方案。一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置,包括设置于裸孔内的套管,裸孔和套管均穿过多个煤层,所述套管上形成有多个分别与多个煤层位置对应的花管段;套管上套装有多个囊袋,囊袋用于套管与煤层两侧的岩层形成囊袋式固井结构,相邻囊袋之间通过连通管连通,多个囊袋中的一个通过注浆管与注浆系统连接;所述套管内可移动的设有一体结构的胶囊封孔压裂装置,该胶囊封孔压裂装置与压裂泵组连接用于对煤层进行逐层水力压裂,并在对任一煤层压裂前,在套管位于对应花管段前后方的管孔段形成胶囊封孔结构。采用前述技术方案的本专利技术,通过套管和多个囊袋形成多段的囊袋式固井结构,以使压裂水管外的各煤层之间的流道被阻断,为逐个进行的煤层压裂创造条件;同时,利用花管段、胶囊封孔压裂装置,以及胶囊封孔压裂装置在花管段前后方的管段上形成胶囊封孔结构,对煤层逐个进行水力压裂,从而以此完成多煤层的分层压裂。其固井结构简单,固井成本低,效率高;且胶囊封孔压裂装置可充分利用现有成熟技术,降低压裂封孔成本。优选的,所述胶囊封孔压裂装置包括压裂管,压裂管上设有压裂喷嘴,压裂管位于压裂喷嘴前后方的管段上分别设有一封孔胶囊;所述胶囊封孔结构通过封孔胶囊形成。以充分利用现有技术,降低压裂封孔成本。进一步优选的,所述胶囊封孔结构的封堵压力由水力压裂泵组提供。以简化结构,避免单独设置封孔动力;通常在压裂喷嘴设置减压阀的方式使喷嘴喷水压力小于胶囊封孔压力,确保封孔的密封性和可靠形性。优选的,位于所述裸孔远端的囊袋通过注浆管与注浆系统连接。以形成由远向近的注浆顺序,缩短各囊袋段的浆料固化完成的时间差,提高固井效率。为实现第二目的,本专利技术采用如下技术方案。一种多煤层胶囊隔离分层压裂方法,应用前述技术方案所述的多煤层胶囊隔离分层压裂进行,包括通过岩层和煤层形成穿过多个煤层的裸孔,该方法还包括以下步骤,第一步,将具有多个花管段的套管置入裸孔内,并使花管段位于对应的目标煤层中;第二步,通过灌浆方式向多个囊袋内依次灌浆,以使套管与多个岩层之间形成多段囊袋式固井结构;第三步,待囊袋内浆料固化后,在套管内置入一体结构的胶囊封孔压裂装置至设定深度,以使压裂喷嘴位于一花管段内;第四步,开启压裂泵组,胶囊封孔压裂装置利用水力压裂泵组的压力,在套管的所述花管段前后方管段上形成胶囊封孔结构,并通过压裂喷嘴对该花管段对应的煤层进行水力压裂;第五步,对胶囊封孔结构进行卸压,并移动胶囊封孔压裂装置至下一个花管段内;第六步,重复第四步和第五步,直至所有煤层全部压裂。采用前述技术方案的本专利技术,利用套管和多个囊袋形成多段的囊袋式固井结构,使压裂水管外的各煤层之间的流道被阻断;利用花管段、胶囊封孔压裂装置,以及胶囊封孔压裂装置在花管段前后方的管段形成胶囊封孔结构,对煤层逐个进行水力压裂,从而以此完成多煤层的分层压裂。其固井方法简单,固井成本低,效率高;且胶囊封孔压裂装置可充分利用现有成熟技术,降低压裂封孔成本。优选的,所述胶囊封孔结构由封孔胶囊形成。以充分利用现有技术,降低压裂封孔成本。优选的,所述向囊袋内注浆由远端向近端的顺序进行。以形成由远向近的注浆顺序,缩短各囊袋段的浆料固化完成的时间差,提高固井效率。本专利技术与现有技术相比的有益效果是,压裂装置结构简单、封孔效果好、制造成本低;压裂方法操作性强、效率高、煤层增透效果好。附图说明图1是本专利技术中多煤层胶囊隔离分层压裂装置的结构示意图。本图还用于说明多煤层胶囊隔离分层压裂方法。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明,但并不因此将本专利技术限制在所述的实施范围之中。实施例1,参见图1,一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置,包括设置于裸孔1内的套管2,裸孔1和套管2均穿过多个煤层3,套管2上形成有多个分别与多个煤层3位置对应的花管段2a;套管2上套装有多个囊袋4,囊袋4用于套管2与煤层3两侧的岩层5形成囊袋式固井结构,相邻囊袋4之间通过连通管6连通,多个囊袋4中的一个通过注浆管10与注浆系统连接;所述套管2内可移动的设有一体结构的胶囊封孔压裂装置,该胶囊封孔压裂装置与压裂泵组连接用于对煤层3进行逐层水力压裂,并在对任一煤层3压裂前,在套管2位于对应花管段2a前后方的管孔段形成胶囊封孔结构;位于裸孔1远端的囊袋4通过注浆管10与注浆系统连接;位于裸孔1近端的囊袋4设有回浆管11。其中,胶囊封孔压裂装置包括压裂管7,压裂管7上设有压裂喷嘴8,压裂管7位于压裂喷嘴8前后方的管段上分别设有一封孔胶囊9;所述胶囊封孔结构通过封孔胶囊9形成;胶囊封孔结构的封堵压力即胶囊9的胀紧压力由水力压裂泵组提供。实施例2,参见图1,一种多煤层胶囊隔离分层压裂方法,应用实施例1所述的多煤层胶囊隔离分层压裂进行,包括通过岩层5和煤层3形成穿过多个煤层3的裸孔1,该方法还包括以下步骤,第一步,将具有多个花管段2a的套管2置入裸孔1内,并使花管段2a位于对应的目标煤层3中;第二步,通过灌浆方式和灌浆管10,按由位于裸孔1远端的囊袋4向近端的囊袋4的顺序,向多个囊袋4内依次灌浆,以使套管2与多个岩层5之间形成多段囊袋式固井结构,并在回浆管11出浆后停止灌浆;第三步,待囊袋4内浆料固化后,在套管2内置入一体结构的胶囊封孔压裂装置至设定深度,以使压裂喷嘴8位于一花管段2a内;第四步,开启压裂泵组,胶囊封孔压裂装置利用水力压裂泵组的压力,胶囊封孔压裂装置的两个封孔胶囊9分别在套管2的所述花管段2a前后方管段上形成胶囊封孔结构,并通过压裂喷嘴8对花管段2a对应煤层3进行水力压裂;第五步,对胶囊封孔结构进行卸压,并移动胶囊封孔压裂装置至下一个花管段2a内;第六步,重复第四步和第五步,直至所有煤层3全部压裂。以上虽然结合了附图描述了本专利技术的实施方式,但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改,这些修改和变化应理解为是在本专利技术的范围和意图之内的。本文档来自技高网...
一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法

【技术保护点】
一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置,包括设置于裸孔(1)内的套管(2),裸孔(1)和套管(2)均穿过多个煤层(3),其特征在于,所述套管(2)上形成有多个分别与多个煤层(3)位置对应的花管段(2a);套管(2)上套装有多个囊袋(4),囊袋(4)用于套管(2)与煤层(3)两侧的岩层(5)形成囊袋式固井结构,相邻囊袋(4)之间通过连通管(6)连通,多个囊袋(4)中的一个通过注浆管(10)与注浆系统连接;所述套管(2)内可移动的设有一体结构的胶囊封孔压裂装置,该胶囊封孔压裂装置与压裂泵组连接用于对煤层(3)进行逐层水力压裂,并在对任一煤层(3)压裂前,在套管(2)位于对应花管段(2a)前后方的管孔段形成胶囊封孔结构。

【技术特征摘要】
1.一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置,包括设置于裸孔(1)内的套管(2),裸孔(1)和套管(2)均穿过多个煤层(3),其特征在于,所述套管(2)上形成有多个分别与多个煤层(3)位置对应的花管段(2a);套管(2)上套装有多个囊袋(4),囊袋(4)用于套管(2)与煤层(3)两侧的岩层(5)形成囊袋式固井结构,相邻囊袋(4)之间通过连通管(6)连通,多个囊袋(4)中的一个通过注浆管(10)与注浆系统连接;所述套管(2)内可移动的设有一体结构的胶囊封孔压裂装置,该胶囊封孔压裂装置与压裂泵组连接用于对煤层(3)进行逐层水力压裂,并在对任一煤层(3)压裂前,在套管(2)位于对应花管段(2a)前后方的管孔段形成胶囊封孔结构。2.根据权利要求1所述的多煤层胶囊隔离分层压裂装置,其特征在于,所述胶囊封孔压裂装置包括压裂管(7),压裂管(7)上设有压裂喷嘴(8),压裂管(7)位于压裂喷嘴(8)前后方的管段上分别设有一封孔胶囊(9);所述胶囊封孔结构通过封孔胶囊(9)形成。3.根据权利要求2所述的多煤层胶囊隔离分层压裂装置,其特征在于,所述胶囊封孔结构的封堵压力由水力压裂泵组提供。4.根据权利要求1~3中任意一项所述的多煤层胶囊隔离分层压裂装置,其特征在于,位于所述裸孔(1)远端的囊袋(4)通过注浆管(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭臣业徐涛张尚斌周东平黄昌文刘明远周俊杰谢飞陈兴燚向沉浅
申请(专利权)人:重庆市能源投资集团科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:重庆;50

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