一种页岩气增产设备及增产方法

本发明涉及页岩气开采，具体涉及一种页岩气增产设备及增产方法。

背景技术：

1、页岩气是一种非常规天然气，主要赋存在以富有机质页岩为主的储集岩系中，是一种连续生成的生物化学成因气、热成因气或一种页岩气增产设备及增产方法者的混合成因气。它以游离态存在于页岩基质的天然裂缝和孔隙中，或者以吸附态存在于干酪根或黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中。页岩气田开发周期分为5个阶段。资源评估阶段，；勘探启动阶段；早期开采阶段；成熟开采阶段；产量递减阶段，当其到达产量递减阶段时，为保证该矿井的页岩气开采效率，同时提高页岩气产量，通常需要采用增产措施对其进行增产，其中最高效的增产方式为重复压裂。

2、然而现有的重复压裂的方式，需要将气井内的装置进行退回，而后通过对应的压裂方法对井壁两侧的岩层进行重复压裂，这种方式中，各组件在退回的过程中会造成一定程度的损耗，从而增加开采成本，并且该种重复压裂的方式可能造成气井的损坏，并且还会极大的消耗人力物力，同时具有降低该气井产量的隐患，并且装置在开采过程中，压裂裂隙处会产在一定的灰尘或落石，会在一定程度上堵塞裂隙，降低开采效率以及产量。

3、因此，有必要提供一种页岩气增产设备以解决上述问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种页岩气增产设备，包括：

2、钻井塔，水平固定在地面上，其内侧下方放置有页岩气分流管，所述页岩气分流管下端连接有采气管，所述采气管放置在页岩气气井内部，且所述钻井塔上固定装配有增压组件，所述增压组件下端连接在页岩气气井内；

3、所述页岩气气井水平段的采气管两端分别同轴固定装配有反循环阀或封闭套，所述反循环阀以及封闭套内侧设置有多组封隔器，所述封隔器固定套装在采气管上，且同轴固定在页岩气气井的内壁上，相邻两组所述封隔器对应页岩气气井上开设有压裂缝隙，且右侧设置有的压裂缝隙的封隔器右侧同轴设置有页岩气增产组件。

4、进一步，作为优选，所述封隔器左侧设置有页岩气流量监测器，对各段的页岩气的流量进行实时监测。

5、进一步，作为优选，所述页岩气增产组件包括：

6、采气管套筒，同轴套装在采气管的水平段上，其上固定装配有三组井壁行进组件以及三组酸溶液承载罐，三组所述井壁行进组件从三个方向将页岩气增产组件固定在页岩气气井的内壁上；

7、裂隙扩大组件，同轴固定装配在采气管套筒左侧，且三组所述酸溶液承载罐左侧设置有导通管连接在裂隙扩大组件上。

8、进一步，作为优选，所述井壁行进组件包括：

9、固定梁，水平固定装配在所述采气管套筒外侧面上，其上转动装配有两组第一转动杆，所述第一转动杆上端转动装配有行进履带，所述行进履带与页岩气气井的内壁相切，且其上固定装配有驱动电机；

10、所述固定梁上设置有滑动槽口，其上滑动装配有滑动块，所述滑动块上转动装配有第二转动杆，所述第二转动杆另一端转动装配在行进履带上。

11、进一步，作为优选，所述滑动块右侧装配有主动伸缩杆，所述主动伸缩杆另一端固定装配在固定梁上。

12、进一步，作为优选，所述裂隙扩大组件包括：

13、固定套筒，套装在所述采气管上，且固定装配在采气管套筒左侧，其下端外侧转动设置有转动套筒，所述转动套筒下端设置有固定板，所述固定板与固定套筒同轴固定，所述固定板上设置有滑动槽，所述滑动槽上设置有八组酸液注射组件，所述酸液注射组件内侧伸缩设置在转动套筒上，且其背侧连接在酸溶液承载罐上。

14、进一步，作为优选，所述酸液注射组件上端设置有第一齿轮，所述第一齿轮内侧设置有单向转动轴承，其外侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮同轴固定装配在转动套筒上，所述第一齿轮以及第二齿轮上端设置有防尘壳，所述防尘壳固定装配在固定套筒上，且所述固定套筒上固定嵌装有为转动套筒提供动力的电机。

15、进一步，作为优选，八组所述酸液注射组件中，有一组固定装配在固定板以及防尘壳之间，且其上设置有孔隙定位传感器，其余所述酸液注射组件均滑动装配在滑动槽内。

16、进一步，作为优选，所述酸液注射组件包括：

17、承载壳，固定装配在所述固定板上或滑动装配在滑动槽上，其内同轴滑动装配有软木塞，所述软木塞内部同轴滑动装配有酸液注射管，所述酸液注射管另一侧滑动设置有随动调控杆，所述酸液注射管外侧套装有压缩弹簧，所述压缩弹簧一端固定在软木塞上，另一端固定装配在承载壳右侧的内壁上；

18、回复绳，其固定装配在单向转动轴承下端，且转动装配在承载壳上端的内壁上，该内壁上设置有多组调位滑轮，使回复绳通过调位滑轮、软木塞上的调位滑轮以及通孔固定在酸液注射管上。

19、一种页岩气增产方法，包括以下步骤：

20、s1.采气开始后，页岩气会通过采气管将页岩气输入到页岩气分流管上，通过其分流至其它位置，增压组件时刻开启，保证页岩气气井内的气压，同时页岩气流量监测器实时监测各阶段的页岩气流量；

21、s2.当页岩气流量监测器监测到其对应阶段的页岩气流量减弱时，其启动页岩气增产组件，使其通过井壁行进组件行进至对应的压裂缝隙处，并对其做鼓气处理，清理其内的碎石，完成后回到初始位置；

22、s3.若无效或收效较差，在其通过井壁行进组件行进至对应的压裂缝隙处时，启动酸液注射组件，将酸溶液承载罐内部的酸液注射进压裂缝隙内，对其内的岩石的矿物质进行腐蚀，进一步扩大压裂缝隙；

23、s4.注射完成后，通过其上的电机反转，使酸液注射组件进行回缩，并驱动组件回到初始位置；

24、s5.反复操作，直至酸溶液承载罐内部溶液使用完毕或该处页岩气气井衰减至无开采价值；

25、s6.完成页岩气的开采工作。

26、与现有技术相比，本发明提供了一种页岩气增产设备及增产方法，具有以下有益效果：

27、本发明中，通过页岩气流量监测器对压裂缝隙进行分段监测，并对有所异常的压裂缝隙进行处理，当页岩气流量监测器监测到其对应阶段的页岩气流量减弱时，其启动页岩气增产组件，使其通过井壁行进组件行进至对应的压裂缝隙处，并对其做鼓气处理，清理其内的碎石，防止其因灰尘或落石堵塞造成的采气效率降低，完成后回到初始位置；若无效或收效较差，在其通过井壁行进组件行进至对应的压裂缝隙处时，启动酸液注射组件，将酸溶液承载罐内部的酸液注射进压裂缝隙内，对其内的岩石的矿物质进行腐蚀，进一步扩大压裂缝隙，反复操作，直至酸溶液承载罐内部溶液使用完毕或该处页岩气气井衰减至无开采价值，如此，可以最大程度上提高开采效率，减小开采时间，降低页岩气损耗，进而提高页岩气的产量，并且所述井壁行进组件可以通过滑动块的滑动可以调整行进履带距组件中心的距离，进而使其可以适应不同直径的页岩气气井，提高装置的是实用性。

技术特征：

1.一种页岩气增产设备，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述封隔器(7)左侧设置有页岩气流量监测器(11)，对各段的页岩气的流量进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述页岩气增产组件(8)包括：

4.根据权利要求3所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述井壁行进组件(82)包括：

5.根据权利要求4所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述滑动块(825)右侧装配有主动伸缩杆(827)，所述主动伸缩杆(827)另一端固定装配在固定梁(821)上。

6.根据权利要求3所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述裂隙扩大组件(84)包括：

7.根据权利要求6所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述酸液注射组件(844)上端设置有第一齿轮(847)，所述第一齿轮(847)内侧设置有单向转动轴承(849)，其外侧啮合有第二齿轮(848)，所述第二齿轮(848)同轴固定装配在转动套筒(842)上，所述第一齿轮(847)以及第二齿轮(848)上端设置有防尘壳(843)，所述防尘壳(843)固定装配在固定套筒(841)上，且所述固定套筒(841)上固定嵌装有为转动套筒(842)提供动力的电机。

8.根据权利要求6所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：八组所述酸液注射组件(844)中，有一组固定装配在固定板(845)以及防尘壳(843)之间，且其上设置有孔隙定位传感器(8410)，其余所述酸液注射组件(844)均滑动装配在滑动槽(846)内。

9.根据权利要求8所述的一种页岩气增产设备，其特征在于：所述酸液注射组件(844)包括：

10.一种页岩气增产方法，其采用如权利要求1-9任一项所述的页岩气增产设备，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结发明公开了一种页岩气增产设备，包括：钻井塔，水平固定在地面上，其内侧下方放置有页岩气分流管，所述页岩气分流管下端连接有采气管，所述采气管放置在页岩气气井内部，且所述钻井塔上固定装配有增压组件，所述增压组件下端连接在页岩气气井内；所述页岩气气井水平段的采气管两端分别同轴固定装配有反循环阀或封闭套，所述反循环阀以及封闭套内侧设置有多组封隔器，所述封隔器固定套装在采气管上，且同轴固定在页岩气气井的内壁上，相邻两组所述封隔器对应页岩气气井上开设有压裂缝隙，且右侧设置有的压裂缝隙的封隔器右侧同轴设置有页岩气增产组件。技术研发人员：孟艳军,刘彦飞,张寒,闫涛滔,闫欣璐,张欣宇受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18