页岩气开采过程中的低压减压结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种页岩气开采过程中的低压减压结构，壳体中设置有密封板，腔室一与进气口连通，腔室二与出气口连通，腔室一和腔室二相互连通，腔室一中设置有膜片一，弹簧一与压板一和腔室一接触，腔室一中设置有杠杆一，腔室二中设置有杠杆二，杠杆二完全覆盖通道，杠杆二与腔室三内部连通，腔室三中设置有膜片二，弹簧二与膜片二和腔室三接触，腔室三中设置有膜片三，腔室三中设置有定位箱，定位箱中设置有弹簧三，弹簧三与挡板和定位箱接触，杠杆二连接有连接杆二，连接杆二与杠杆二连接。该减压结构通过多级减压，能够使得页岩气开采时的气压得到有效的控制，使得采集的页岩气的气压是符合要求，不会出现井喷的现象。
【专利说明】页岩气开采过程中的低压减压结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种结构，尤其是涉及一种页岩气开采过程中的低压减压结构。
【背景技术】
[0002]页岩气是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。页岩气以吸附状态(大约50%)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、浙青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地浙青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。
[0003]页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩，为暗褐色和黑色，富有机质，可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存，为低(负)压、低饱和度(30%左右)，因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量，井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。过去十年内，页岩气已成为美国一种日益重要的天然气资源，同时也得到了全世界其他国家的广泛关注。2000年，美国页岩气产量仅占天然气总量的1% ;而到2010年，因为水力压裂、水平钻井等技术的发展，页岩气所占的比重已超过20%。页岩气的开采是从地底开采出来，其压强非常大，而现有装置对压力控制不能做到精确控制，经常出现井喷的现象，造成人员和设备损坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有装置对压力控制不能做到精确控制，经常出现井喷的现象，造成人员和设备损坏的问题，设计了一种页岩气开采过程中的低压减压结构，该减压结构通过多级减压，能够使得页岩气开采时的气压得到有效的控制，使得采集的页岩气的气压是符合要求，不会出现井喷的现象，解决了现有装置对压力控制不能做到精确控制，经常出现井喷的现象，造成人员和设备损坏的问题。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:页岩气开采过程中的低压减压结构，包括内部中空且设置有进气口和出气口的壳体，所述壳体中设置有两块密封板，两块密封板分别与壳体的内壁无缝连接后将壳体内腔分为腔室一、腔室二和腔室三，且腔室一与进气口连通，腔室二与出气口连通，腔室一和腔室二相互连通，腔室三设置在腔室一和腔室二的下方，腔室一中设置有膜片一，膜片一的外壁与腔室一的侧壁无缝连接，膜片一的上方设置有压板一，且压板一的底端与膜片一的顶端接触，压板一的上方设置有弹簧一，弹簧一的两端分别与压板一的顶端和腔室一的内壁顶端接触，腔室一中设置有杠杆一，杠杆一设置在膜片一的下方，杠杆一端穿过膜片一与压板一连接，杠杆一的另一端完全覆盖进气口，腔室二中设置有杠杆二，杠杆二的一端完全覆盖腔室一和腔室二连通的通道，杠杆二的另一端与腔室三内部连通，腔室三中设置有膜片二，膜片二的侧壁与腔室三的侧壁无缝连接，膜片二的中心处设置有通孔，膜片二的上方设置有弹簧二，弹簧二的两端分别与膜片二的顶端和腔室三的内壁顶端接触，腔室三中设置有膜片三，膜片三的侧壁与腔室三的侧壁无缝连接，膜片三设置在膜片二的下方，腔室三中设置有定位箱，定位箱设置在膜片三的下方，定位箱中设置有弹簧三，弹簧三的下方设置有挡板，弹簧三的两端分别与挡板的顶端和定位箱的内壁顶端接触，杠杆二连接有连接杆二，连接杆二的一端与杠杆二底端连接，另一端穿过膜片二的通孔和膜片三、弹簧三后与挡板连接。
[0006]所述腔室一中设置有卡紧套，杠杆一远离覆盖进气口的一端设置在卡紧套中，卡紧套的顶端固定有连接杆一，连接杆一远离卡紧套的一端穿过膜片一与压板一连接。
[0007]所述腔室三中设置有压紧板二，膜片三穿过压紧板二，压紧板二设置在定位箱的正上方，压紧板二设置在膜片二的下方，连接杆二穿过压紧板二；腔室三中设置有压紧板一，膜片二穿过压紧板一，压紧板一设置在压紧板二的上方，弹簧二的两端分别与压紧板一的顶端和腔室三的内壁顶端接触，压紧板一的底端凸出设置在压紧板二的顶端面正上方。
[0008]综上所述，本发明的有益效果是:该减压结构通过多级减压，能够使得页岩气开采时的气压得到有效的控制，使得采集的页岩气的气压是符合要求，不会出现井喷的现象，解决了现有装置对压力控制不能做到精确控制，经常出现井喷的现象，造成人员和设备损坏的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构示意图。
[0010]附图中标记及相应的零部件名称:1 一连接杆一 ；2—卡紧套；3—杠杆一 ；4一阀门二 ；5—腔室二 ；6—杠杆二 ；7—密封板二 ；8—弹簧二 ；9—压紧板一 ；10—腔室二 ；11—压紧板二 ；12—弹簧二 ；13—连接杆二 ；14一定位箱；15—挡板；16—膜片二 ；17—膜片二 ；18—阀门一 ；19—腔室一 ；20—膜片一 ；21—压板一 ；22—弹簧一 ；23—密封板一 ；24—进气口 ；25—出气口。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
[0012]实施例1:
如图1所示，页岩气开采过程中的低压减压结构，包括内部中空且设置有进气口 24和出气口 25的壳体,所述壳体中设置有两块密封板,两块密封板分别与壳体的内壁无缝连接后将壳体内腔分为腔室一 19、腔室二 5和腔室三10，且腔室一 19与进气口 24连通，腔室二5与出气口 25连通，腔室一 19和腔室二 5相互连通，腔室三10设置在腔室一 19和腔室二5的下方，腔室一 19中设置有膜片一 20，膜片一 20的外壁与腔室一 19的侧壁无缝连接，膜片一 20的上方设置有压板一 21,且压板一 21的底端与膜片一 20的顶端接触,压板一 21的上方设置有弹簧一 22,弹簧一 22的两端分别与压板一 21的顶端和腔室一 19的内壁顶端接触，腔室一 19中设置有杠杆一 3,杠杆一 3设置在膜片一 20的下方,杠杆一 3端穿过膜片一
20与压板一 21连接，杠杆一 3的另一端完全覆盖进气口 24，腔室二 5中设置有杠杆二 6，杠杆二 6的一端完全覆盖腔室一 19和腔室二 5连通的通道，杠杆二 6的另一端与腔室三10内部连通，腔室三10中设置有膜片二 17，膜片二 17的侧壁与腔室三10的侧壁无缝连接，膜片二 17的中心处设置有通孔，膜片二 17的上方设置有弹簧二 8，弹簧二 8的两端分别与膜片二 17的顶端和腔室三10的内壁顶端接触，腔室三10中设置有膜片三16，膜片三16的侧壁与腔室三10的侧壁无缝连接，膜片三16设置在膜片二 17的下方，腔室三10中设置有定位箱14，定位箱14设置在膜片三16的下方，定位箱14中设置有弹簧三12，弹簧三12的下方设置有挡板15，弹簧三12的两端分别与挡板15的顶端和定位箱14的内壁顶端接触，杠杆二 6连接有连接杆二 13，连接杆二 13的一端与杠杆二 6底端连接，另一端穿过膜片二17的通孔和膜片三16、弹簧三12后与挡板15连接。在本技术方案中，开采出来的页岩气通过进气口 24进入，在进气口 24设置有阀门一 18来堵住进气口 24，阀门一 18设置在进气口 24和杠杆一 3之间，当页岩气的压力达到阀门一 18的开启值时，阀门一 18被顶开,页岩气进入到腔室一 19中，腔室一 19是通过密封板一 23在壳体中隔断形成，页岩气进入到腔室一 19中后，由于杠杆一 3覆盖进气口 24,高压的页岩气推动杠杆一 3转动,将压板一 21向下拉动，使得膜片一 20也向下移动，这时弹簧一 22逐渐被拉伸，使得腔室一 19的体积减小，将页岩气通过通道挤压到腔室二 5中，在通道上设置有阀门二 4，阀门二 4设置在通道和杠杆二 6之间，从腔室一 19中挤出的页岩气推开阀门二 4，进入到腔室二 5中，腔室二 5通过密封板二 7与壳体壁面接触形成，推动杠杆二 6转动，杠杆二 6拉动膜片三16向上移动，使得膜片二 17也向上移动，腔室二 5的体积缩小，推动页岩气从出气口 25排出，出气口排出的页岩气的压力通过两个腔室的转移，压力大大缩小，便于人们收集，该减压结构通过多级减压，能够使得页岩气开采时的气压得到有效的控制，使得采集的页岩气的气压是符合要求，不会出现井喷的现象，解决了现有装置对压力控制不能做到精确控制，经常出现井喷的现象，造成人员和设备损坏的问题。
[0013]所述腔室一 19中设置有卡紧套2，杠杆一 3远离覆盖进气口 24的一端设置在卡紧套中2，卡紧套2的顶端固定有连接杆一 1，连接杆一 I远离卡紧套2的一端穿过膜片一20与压板一 21连接。卡紧套2将杠杆一 3的端头卡住，使得杠杆一 3在页岩气推动下转动时，能够带动卡紧套2移动，卡紧套2带动连接杆一 I移动，从而使得膜片一 20与压板一21产生移动，腔室一 19的体积产生变化，进而使得页岩气的压力有缓冲的趋势。
[0014]所述腔室三10中设置有压紧板二 11，膜片三16穿过压紧板二 11，压紧板二 11设置在定位箱14的正上方，压紧板二 11设置在膜片二 17的下方，连接杆二 13穿过压紧板二
11;腔室三10中设置有压紧板一 9，膜片二 17穿过压紧板一 9，压紧板一 9设置在压紧板二 11的上方，弹簧二 8的两端分别与压紧板一 9的顶端和腔室三10的内壁顶端接触，压紧板一 9的底端凸出设置在压紧板二 11的顶端面正上方。杠杆二 6转动带动连接杆二 13移动，从而拉动压紧板二 11，使得膜片三16位置产生变化，压紧板二 11推动压紧板一 9位置变化，使得弹簧二 8对密封板二 7进行挤压，腔室二 5的体积产生变化，进而将页岩气排出，实现页岩气的压力控制。
[0015]当进入的页岩气压力小于阀门一 18的开启压力时，阀门一 18关闭，各个腔室中的弹簧在弹性的作用下回位，装置停止工作，以保证开采的经济效益。
[0016]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.页岩气开采过程中的低压减压结构，其特征在于:包括内部中空且设置有进气口(24)和出气口(25)的壳体,所述壳体中设置有两块密封板,两块密封板分别与壳体的内壁无缝连接后将壳体内腔分为腔室一(19)、腔室二(5)和腔室三(10)，且腔室一(19)与进气口(24)连通，腔室二(5)与出气口(25)连通，腔室一(19)和腔室二(5)相互连通，腔室三(10)设置在腔室一(19)和腔室二(5)的下方，腔室一(19)中设置有膜片一(20)，膜片一(20 )的外壁与腔室一(19 )的侧壁无缝连接，膜片一(20 )的上方设置有压板一(21)，且压板一(21)的底端与膜片一(20)的顶端接触,压板一(21)的上方设置有弹簧一(22),弹簧一(22)的两端分别与压板一(21)的顶端和腔室一(19)的内壁顶端接触，腔室一(19)中设置有杠杆一(3 ),杠杆一(3 )设置在膜片一(20 )的下方,杠杆一(3 )端穿过膜片一(20 )与压板一(21)连接，杠杆一(3)的另一端完全覆盖进气口(24)，腔室二(5)中设置有杠杆二(6)，杠杆二(6)的一端完全覆盖腔室一(19)和腔室二(5)连通的通道，杠杆二(6)的另一端与腔室三(10)内部连通，腔室三(10)中设置有膜片二(17)，膜片二(17)的侧壁与腔室三(10)的侧壁无缝连接，膜片二( 17)的中心处设置有通孔，膜片二( 17)的上方设置有弹簧二(8)，弹簧二(8)的两端分别与膜片二(17)的顶端和腔室三(10)的内壁顶端接触，腔室三(10)中设置有膜片三(16)，膜片三(16)的侧壁与腔室三(10)的侧壁无缝连接，膜片三(16)设置在膜片二(17)的下方，腔室三(10)中设置有定位箱(14)，定位箱(14)设置在膜片三(16)的下方，定位箱(14)中设置有弹簧三(12)，弹簧三(12)的下方设置有挡板(15)，弹簧三(12)的两端分别与挡板(15)的顶端和定位箱(14)的内壁顶端接触，杠杆二(6)连接有连接杆二(13)，连接杆二(13)的一端与杠杆二(6)底端连接，另一端穿过膜片二(17)的通孔和膜片三(16)、弹簧三(12)后与挡板(15)连接。
2.根据权利要求1所述的页岩气开采过程中的低压减压结构，其特征在于:所述腔室一(19)中设置有卡紧套(2)，杠杆一(3)远离覆盖进气口(24)的一端设置在卡紧套中(2)，卡紧套(2)的顶端固定有连接杆一(1)，连接杆一(I)远离卡紧套(2)的一端穿过膜片一(20)与压板一(21)连接。
3.根据权利要求1所述的页岩气开采过程中的低压减压结构，其特征在于:所述腔室三(10)中设置有压紧板二(11)，膜片三(16)穿过压紧板二(11)，压紧板二(11)设置在定位箱(14)的正上方，压紧板二(11)设置在膜片二(17)的下方，连接杆二(13)穿过压紧板二(11);腔室三(10)中设置有压紧板一(9)，膜片二(17)穿过压紧板一(9)，压紧板一(9)设置在压紧板二(11)的上方，弹簧二(8)的两端分别与压紧板一(9)的顶端和腔室三(10)的内壁顶端接触，压紧板一(9)的底端凸出设置在压紧板二(11)的顶端面正上方。
【文档编号】E21B43/12GK104329063SQ201410554053
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】吕国祥, 黄勇斌, 刘欢, 李其鑫, 胡蝶, 雷一文, 金涛, 胡兆瑞 申请人:成都创源油气技术开发有限公司