一种煤层气井下红外增产设备制造技术

本实用新型专利技术属于煤层气井下热力增产技术领域，具体涉及一种煤层气井下红外增产设备。包括耐高温电缆，套管，油管，红外加热装置和地面控制主机，其特征是，红外加热装置放置在井下的油管内，通过耐高温电缆连接地面控制主机，当红外加热装置下入煤层气井中目标作用煤层时，地面控制主机给出信号控制红外加热装置进行增产作业。本实用新型专利技术能增加煤层气的解吸量、提高产量，具有可靠、方便、节能、投资小、适用范围广等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气井下红外增产设备
本技术属于煤层气井下热力增产
，具体涉及一种煤层气井下红外增 产设备。
技术介绍
煤层气是指赋存在煤层中的非常规天然气，其以甲烷为主要组分，包含有吸附气、 游离气和溶解气几种形式，属于煤的伴生型矿产资源。煤层气燃烧具有热值高、污染低的特 点，为近二十年来的新兴清洁能源，具备强大的开发价值。由于煤层气储层具备自生自储、 低孔隙度低渗透率、高有机质含量等与常规天然气储层不同的特点，气体的赋存形式也相 对不同，煤层气的赋存形式以吸附气为主。煤层气井稳产期和递减期的产量决定于吸附气 的解吸量。大量的实验和生产经验表明，对煤层气井采用热力增产技术可以提高吸附气的 解吸量，从而达到煤层气井提高产能的目的。 现有的煤层气井热力增产技术中采用的是注入热流体的方式，通过热流体驱替设 备向煤层气井注入热流体，对煤层加热升温，达到提高解吸气量的目的。其基本方法是：热 水发生器或者蒸汽发生器生成高于煤层气藏原始温度的热水或过热蒸汽后，通过注入设备 向煤层气注入井中连续注入热水或过热蒸汽，使得煤层加热，并驱替煤层气朝生产井方向 前进；在注入井注入热水或过热蒸汽的同时，从生产井开采煤层气。 现有技术利用高温下甲烷气体的吸附能力较之常温下大量降低，采用注热流体的 方式加热煤层可以增加甲烷的解吸量和解吸速度，大幅度提高煤层气井产量。但利用热流 体发生设备注入的增产技术存在以下问题： 1、注入热流体会增加井底压力，不利于甲烷气体解吸； 2、注入热流体的方式虽然井下设备简单，但需要在地面热流体发生器中生成热流 体，再经过油管或套管注入煤层达到升温作用，流体在输送至井下过程中有部分热量耗散 掉； 3、注热流体，增加了排水降压的工作量，大量的增加井上抽采设备能耗。 4、热流体发生器功率较大，消耗较多的电量。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述不足，提供一种升温速度快、温控程度高、增产效果 明显、节能无污染的煤层气井下红外增产设备。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤层气井下红外增产设 备，包括耐高温电缆1，套管2,油管3,红外加热装置4和地面控制主机6,其特征在于，红外 加热装置4放置在井下的油管3内，通过耐高温电缆1连接地面控制主机6,当红外加热装 置4下入煤层气井中目标作用煤层5时，地面控制主机6给出信号控制红外加热装置4进 行增产作业。 所述的红外加热装置4包括上端固定部件20、加热部件19、下端固定部件18、温度 感应器21和加热及固定控制器22,其特征在于，上端固定部件20的顶部配有加热及固定 控制器22,通过耐高温电缆1与地面控制主机6连接，加热及固定控制器22外表面嵌有温 度感应器21，加热及固定控制器22内部设有柱塞7和液压油储存仓8 ;在上端固定部件20 和下端固定部件18的固定部件基座13内设有液压油通道9和液压仓10,液压油通道9与 液压油储存仓8和液压仓10相通，液压仓10内放置由弹簧和金属-橡胶块构成的液压拉 伸块12,液压拉伸块12与液压仓10壁面之间用密封圈11进行密封；加热部件19的外围 设有钢化玻璃防护罩14,加热部件19的内部设有加热部件基座17,沿加热部件基座17上 呈圆周状均匀放置6?12根碳纤维红外线发射管16,在每根碳纤维红外线发射管16后放 置抛物线反射板23,加热部件基座17与钢化玻璃防护罩14之间的空隙做真空处理成为真 空层15 ;上端固定部件20、下端固定部件18和加热部件19之间通过螺纹紧固。 所述的红外加热装置4功率为8kw?32kw，能够根据实际需要进行选型。 所述的油管3与套管2之间构成的环形空间处设置有煤层气出口，正常采气阶段， 可以完成煤层气排采工作；当煤层气井产量低于工业开发气量下限(单井l〇〇〇m 3/d)时，可 以利用本红外增产设备通过油管3下至目标作业层位5进行增产作业。 本技术的工作原理：红外加热装置4下入井底后，地面控制主机6通过耐高温 电缆1发送固定控制信号和加热控制信号给红外加热装置4,使红外加热装置4固定在目标 作用煤层5的油管3内，并且碳纤维红外线发射管16开启工作，当发射出的红外线遇到管 壁、岩体、水等直接吸收性强的物体时，物体吸收红外线，分子内能增大、温度升高；由于工 作时上端固定部件20、下端固定部件18可以将加热部件19及油管3内所处的空间构成一 个相对封闭的空间，减少了热散失。物体有效升温之后，通过热传递作用，使目标作用煤层5 的近井地带得到有效的升温，促使吸附态的煤层气快速解吸，变成游离态煤层气。当煤层气 井开井生产后，这些游离态煤层气产出将使煤层气储层和井底产生一定的压差，又进一步 促进吸附气的解吸。利用红外增产设备对煤层气井实施多次周期性红外加热增产作业后， 可以大幅度提高煤层气井产量。煤层气在储层中具有游离态、吸附态和溶解态等赋存形式， 吸附态气体的总解吸量直接关系到煤层气井稳产期和递减期的产量。通过提高温度和降低 压力都可以提高吸附气的自由能，从而提升总解吸量，顺利保证煤层气工业化开发的进程。 本技术的有益效果是，具有可靠、方便、投资小、适用范围广等特点，本实用新 型可以有效提高煤层温度、促进吸附状态的煤层气快速解吸，达到煤层气井热力增产的效 果。与现有的热流体注入技术相比，本技术可以更快达到预定温度，更快速提高吸附 态甲烷的总解吸量，同时，不会造成井下压力升高而对吸附态甲烷的解吸过程造成影响；不 增加井上抽采设备的抽采负荷；最大功率为32kw，更为节能；设备维修成本低、维修难度较 小；工作中对煤层实现无污染。本技术可用于直井、定向井、水平井以及多分支井，还适 用于致密砂岩气、页岩气等非常规天然气领域。 下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。 【附图说明】 图1是本技术一种煤层气井下红外增产设备的结构示意图； 图2是本技术一种煤层气井下红外增产设备的红外加热装置的结构示意图； 图3是图2的A-A剖视图； 图4是图2的B-B剖视图。 图中： 1、耐高温电缆，2、套管，3、油管，4、红外加热装置，5、目标作用煤层，6、地面控制主 机，7、柱塞，8、液压油储存仓，9、液压油通道，10、液压仓，11、密封圈，12、液压拉伸块，13、固 定部件基座，14、钢化玻璃防护罩，15、真空层，16、碳纤维红外线发射管，17、加热部件基座， 18、下端固定部件，19、加热部件，20、上端固定部件，21、温度感应器，22、加热及固定控制 器，23、抛物面反射板。 【具体实施方式】 参见图1?图4,本技术提出的一种煤层气井下红外增产设备，包括耐高温电 缆1，套管2,油管3,红外加热装置4和地面控制主机6,其特征在于，红外加热装置4放置 在井下的油管3内，通过耐高温电缆1连接地面控制主机6,当红外加热装置4下入煤层气 井中目标作用煤层5时，地面控制主机6给出信号控制红外加热装置4进行增产作业。 所述的红外加热装置4包括上端固定部件20、加热部件19、下端固定部件18、温度 感应器21和加热及固定控制器22,其特征在于，上端固定部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气井下红外增产设备，包括耐高温电缆（1），套管（2），油管（3），红外加热装置（4）和地面控制主机（6），其特征在于，红外加热装置（4）放置在井下的油管（3）内，通过耐高温电缆（1）连接地面控制主机（6），当红外加热装置（4）下入煤层气井中目标作用煤层（5）时，地面控制主机（6）给出信号控制红外加热装置（4）进行增产作业。

【技术特征摘要】
1. 一种煤层气井下红外增产设备，包括耐高温电缆（1)，套管（2)，油管（3)，红外加热 装置（4)和地面控制主机（6)，其特征在于，红外加热装置（4)放置在井下的油管（3)内，通 过耐高温电缆（1)连接地面控制主机（6)，当红外加热装置（4)下入煤层气井中目标作用煤 层（5)时，地面控制主机（6)给出信号控制红外加热装置（4)进行增产作业。2. 根据权利要求1所述的一种煤层气井下红外增产设备，所述的红外加热装置（4)包 括上端固定部件（20)、加热部件（19)、下端固定部件（18)、温度感应器（21)和加热及固定 控制器（22)，其特征在于，上端固定部件（20)的顶部配有加热及固定控制器（22)，通过耐 高温电缆（1)与地面控制主机（6)连接，加热及固定控制器（22)外表面嵌有温度感应器 (21)，加热及固定控制器（22)内部设有柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄毅，杨世梁，邓鸢，刘勇，叶姜，
申请(专利权)人：贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52