本實用新型涉及一種煤層瓦斯氣抽采前的水力壓裂增透技術(shù),特別是一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置。
背景技術(shù):
煤層瓦斯是一種潔凈能源,但對煤礦生產(chǎn)而言更是一種災(zāi)害源。我國的煤炭賦存地質(zhì)條件復(fù)雜,主要依靠地下開采,隨著開采深度的增加,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(xiàn)有采煤工作面瓦斯抽采是分別通過運輸巷和回風(fēng)巷內(nèi)在本煤層中打順層鉆孔進(jìn)行抽采,對于透氣性較差的煤層通常還需在進(jìn)行水力壓裂增透后再行抽采,現(xiàn)有方法多適用于單煤層的壓裂增透。目前雖然有一些用于多煤層的增透方法,但不是存在操作方法復(fù)雜,就是存在封孔裝置或封孔結(jié)構(gòu)復(fù)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(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置,該裝置結(jié)構(gòu)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(xiàn)前述目的,本實用新型采用如下技術(shù)方案。
一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置,包括設(shè)置于裸孔內(nèi)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(yīng)的花管段;套管上套裝有多個囊袋,囊袋用于套管與煤層兩側(cè)的巖層形成囊袋式固井結(jié)構(gòu),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(tǒng)連接; 所述套管內(nèi)可移動地設(shè)有一體結(jié)構(gòu)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于對煤層進(jìn)行逐層水力壓裂,并在對任一煤層壓裂前,在套管位于對應(yīng)花管段前后方的管孔段形成膠囊封孔結(jié)構(gòu)。
采用前述技術(shù)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(jié)構(gòu),以使壓裂水管外的各煤層之間的流道被阻斷,為逐個進(jìn)行的煤層壓裂創(chuàng)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后方的管段上形成膠囊封孔結(jié)構(gòu),對煤層逐個進(jìn)行水力壓裂,從而以此完成多煤層的分層壓裂。其固井結(jié)構(gòu)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(xiàn)有成熟技術(shù),降低壓裂封孔成本。
優(yōu)選的,所述膠囊封孔壓裂裝置包括壓裂管,壓裂管上設(shè)有壓裂噴嘴,壓裂管位于壓裂噴嘴前后方的管段上分別設(shè)有一封孔膠囊;所述膠囊封孔結(jié)構(gòu)通過封孔膠囊形成。以充分利用現(xiàn)有技術(shù),降低壓裂封孔成本。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述膠囊封孔結(jié)構(gòu)的封堵壓力由水力壓裂泵組提供。以簡化結(jié)構(gòu),避免單獨設(shè)置封孔動力;通常在壓裂噴嘴設(shè)置減壓閥的方式使噴嘴噴水壓力小于膠囊封孔壓力,確保封孔的密封性和可靠形性。
優(yōu)選的,位于所述裸孔遠(yuǎn)端的囊袋通過注漿管與注漿系統(tǒng)連接。以形成由遠(yuǎn)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(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是,壓裂裝置結(jié)構(gòu)簡單、封孔效果好、制造成本低,應(yīng)用本裝置壓裂的煤層針對性強(qiáng),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(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明,但并不因此將本實用新型限 制在所述的實施范圍之中。
參見圖1,一種多煤層膠囊隔離分層壓裂裝置,包括設(shè)置于裸孔1內(nèi)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(yīng)的花管段2a;套管2上套裝有多個囊袋4,囊袋4用于套管2與煤層3兩側(cè)的巖層5形成囊袋式固井結(jié)構(gòu),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(tǒng)連接;所述套管2內(nèi)可移動地設(shè)有一體結(jié)構(gòu)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于對煤層3進(jìn)行逐層水力壓裂,并在對任一煤層3壓裂前,在套管2位于對應(yīng)花管段2a前后方的管孔段形成膠囊封孔結(jié)構(gòu);位于裸孔1遠(yuǎn)端的囊袋4通過注漿管10與注漿系統(tǒng)連接;位于裸孔1近端的囊袋4設(shè)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(shè)有壓裂噴嘴8,壓裂管7位于壓裂噴嘴8前后方的管段上分別設(shè)有一封孔膠囊9;所述膠囊封孔結(jié)構(gòu)通過封孔膠囊9形成;膠囊封孔結(jié)構(gòu)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,重復(fù)第四步和第五步,直至所有煤層3全部壓裂。
以上雖然結(jié)合了附圖描述了本實用新型的實施方式,但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以意識到對所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變化或修改,這些修改和變化應(yīng)理解為是在本實用新型的范圍和意圖之內(nèi)的。