[發明專利]一種多煤層合采防串壓力自調節裝置

有效

• 申請號: 202110672353.6
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113338867B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 陳貞龍;李鑫;肖翠;郭濤;趙景輝;解飛;吳劍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司華東油氣分公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/12;E21B43/14;E21B41/00
• 代理公司: 蘇州拓云知識產權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 孫妮

1.一種多煤層合采防串壓力自調節裝置，其特征在于：包括外層套管、生產管、壓力自調節系統、上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統，壓力自調節系統、上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統自上而下設置在外層套管內，生產管的底部為封堵狀，生產管位于外層套管的上端內部；

壓力自調節系統位于生產管內，壓力自調節系統包括壓力自調節缸體，壓力自調節缸體沿豎向方向設置在生產管內，壓力自調節缸體內滑動密封連接有兩個活塞，兩個活塞將壓力自調節缸體的內腔分割成上腔體、中腔體和下腔體，上方的活塞固定連接有上推桿，上推桿向上穿出壓力自調節缸體的上端面，上推桿與壓力自調節缸體的上端面之間設有軸向密封，下方的活塞固定連接有下推桿，下推桿向下穿出壓力自調節缸體的下端面，下推桿與壓力自調節缸體的下端面之間設有軸向密封；

外層套管上設置有上采氣孔和下采氣孔，上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統支撐在外層套管的內壁，上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統均具有煤層氣采集腔，上采氣孔和下采氣孔分別與兩個煤層氣采集腔相連通，上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統均具有進氣遮擋機構，兩個進氣遮擋機構分別用于遮擋上采氣孔和下采氣孔；

上煤層壓力自調節系統連接有上層進氣管和上層調節桿，上層調節桿與下推桿的下端部連接，上層調節桿與上煤層壓力自調節系統的進氣遮擋機構連接，上層進氣管的上端分為兩支管，上層進氣管的上端一支管與生產管連接，上層進氣管的上端的另外一支管與壓力自調節缸體的中腔體連接，上層進氣管的下端與上煤層壓力調節系統的煤層氣采集腔連通；

下煤層壓力自調節系統連接有下層進氣管和下層調節桿，下層調節桿與上推桿的上端部連接，下層調節桿與下煤層壓力自調節系統的進氣遮擋機構連接，下層進氣管的上端分為三支管，下層進氣管的上端一支管與生產管連接，下層進氣管的上端的另外兩支管分別與壓力自調節缸體的上腔體和下腔體連接，下層進氣管的下端與下煤層壓力調節系統的煤層氣采集腔連通；

壓力自調節缸體位于生產管內，且壓力自調節缸體通過上層進氣管和下層進氣管剛性支撐在生產管內壁；

上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統的結構相同，均包括圓形的上端蓋和下端蓋，兩個端蓋之間固定有筒體，上端蓋外緣和下端蓋外緣設置有密封圈，煤層氣采集腔由上端蓋、下端蓋以及筒體外壁合圍形成；上端蓋上開設有出氣孔，上端蓋上表面和下端蓋下表面均設置有氣動支撐機構，上煤層壓力自調節系統和下煤層壓力自調節系統分別通過氣動支撐機構支撐在外層套管內壁上；

上層進氣管的下端連接在上煤層壓力自調節系統的上端蓋的出氣孔上，上方煤層的煤層氣由外層套管上的上采氣孔進入上煤層壓力自調節系統的煤層氣采集腔，再由煤層氣采集腔經出氣孔進入上層進氣管；

下層進氣管的下端連接在下煤層壓力自調節系統的上端蓋的出氣孔上，下方煤層的煤層氣由外層套管上的下采氣孔進入下煤層壓力自調節系統的煤層氣采集腔，再由煤層氣采集腔經出氣孔進入下層進氣管；

進氣遮擋機構包括若干根安裝環，所有安裝環上下并排設置，所有安裝環通過若干根豎桿固定連接，每個安裝環的外緣均布有若干個開度調節滑塊，每個安裝環的內側面設置有若干個卡槽；

在筒體的外表面設置有多根豎向的滑桿，進氣遮擋機構套裝在筒體外側，且進氣遮擋機構的安裝環通過卡槽滑動安裝在筒體的外表面的滑桿上，進氣遮擋機構可沿滑桿上下移動；

外層套管上設置有若干個上采氣孔和下采氣孔，上煤層壓力自調節系統的進氣遮擋機構的開度調節滑塊與上采氣孔一一對應設置，該開度調節滑塊用于封閉上采氣孔，下煤層壓力自調節系統的進氣遮擋機構的開度調節滑塊與下采氣孔一一對應設置，該開度調節滑塊用于封閉下采氣孔；

上層調節桿設置有多根，上層調節桿連接在進氣遮擋機構最上方的安裝環的開度調節滑塊上；下層調節桿設置有多根，下層調節桿連接在進氣遮擋機構最上方的安裝環的開度調節滑塊上，所述下層調節桿的桿體穿過上煤層壓力自調節系統的上端蓋和下端蓋，且在穿過處設置密封塞進行密封；

當上部煤層壓力大于下部煤層壓力時，壓力自調節缸體中腔體內壓力大于上腔體和下腔體的壓力，活塞及上推桿上移，活塞及下推桿下移，此時上煤層壓力自調節系統內的開度調節滑塊下移對上采氣孔進行遮擋，減小氣體流量進行降壓操作，下煤層壓力自調節系統內的開度調節滑塊上移減小對下采氣孔遮擋，增大氣體流量進行增壓操作，當兩者壓力達到平衡時，此時活塞、上推桿和下推桿停止運動，通過調節各個煤層出口面積進行流量調節進而實現壓力的自平衡，使得多煤層開采平穩進行；當上部煤層壓力小于下部煤層壓力時，上述運動反向進行調節以達到一個新的平衡狀態。