本发明属于页岩气井开采，特别涉及一种用于页岩气井试采一体化井口装置及其调控方法。
背景技术：
1、井口装置通常具备节流控压、流量调节以及计量等功能，其中节流控压旨在控制井口压力，确保气井安全生产；流量调节能够依据气井不同开采阶段的产能需求，灵活调整气体产出速度；计量功能则负责精确测量产出的气相、液相流量等关键数据，为气井的生产评估与决策提供依据。随着页岩气井开采水平的不断提高，人们对页岩气井经济开发的诉求更加迫切，现有井口装置在测试与采气阶段的适应性矛盾日益凸显。
2、目前普遍采用手动更换固定油嘴内置不同通径的油嘴来节流及手动针阀控制阀腔节流面积实现调节，该固定油嘴+针阀组合设计虽具备一定控压和调压作用，然而固定孔径油嘴需通过物理更换实现参数调整，其离散式油嘴更换机制难以满足试采全过程的动态调节需求，且每次需完成泄压-拆卸-安装-复压等工序，严重影响气井生产效率；其次，高流速携砂流体对油嘴及管线冲蚀严重，油嘴尺寸和节流面积选择不当易诱发水合物堵塞或砂粒沉积；同时，现有计量方案多依赖与除砂、分离处理后计量设备运维复杂，或受限于混相流量计计量精度，难以实时反馈真实产气/产液数据，导致控压决策与气井产能状态不匹配。
3、更为关键的是，现有装置缺乏全生命周期的数据感知与智能决策能力，静态节流参数无法响应不同开采阶段的动态特性，难以实现井口压力与排采速率的精准匹配，造成地层能量过早衰竭和出砂量增加。
4、专利cn116498264a公开了一种页岩气井试采一体化精细控压工艺，通过设置多级固定油嘴节流机制及并联生产油路的机械设计，根据系统内设定程序，控制开启路的两个油嘴的开合程度，实现页岩气井精细控压生产。理论上该设计可扩展井口压力的调节范围，但实际在常见页岩气井井口压力≤69mpa的一般工况下，单级固定油嘴节流并预留相应长度直管段即可覆盖90%以上压降需求，多级阀组、并联回路造成不必要的设备投资与维护成本。
5、专利cn111364941a公开了一种页岩气井井口压力控制方法及其控制系统，通过判断管线回压与井口油压的比值、平均值与当前临界流动压力比大小，相应调整油嘴阀门的开度；通过远程监控系统监测气井实时生产状况，控制模型参数输入与修改。但是，气井井口压力波动剧烈，基于压力比值的阈值控制策、略对井口压力瞬态波动响应迟滞，当压力波动幅度超过可调油嘴线性调节区间时，仍需人工介入更换上游固定油嘴；同时，在油田开发方案调整时，现有系统仅能维持预设压力阈值，无法通过油嘴尺寸的主动优化实现产量目标的精准追踪。
6、综上所述，现有的页岩气开采技术中，页岩气井全生命周期中测试与采气阶段工况差异大所导致的试采耦合性差作业效率低、井口气水混合物成分复杂、调控与计量系统割裂等问题，并且部分技术方案还存在投资与维护成本高。
7、因此，开发具有智能感知、动态调节、全周期适配特征的数字化井口调控系统，已成为提升页岩气井高效益开发的关键突破口。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提供一种用于页岩气井试采一体化井口装置及其调控方法，采用以下技术方案：
2、一种用于页岩气井试采一体化井口装置，包括橇装平台，以及设置在所述橇装平台上的井口安全截断单元、辅助生产单元、一级节流降压单元、二级节流控压单元和预分离计量单元；
3、其中，所述井口安全截断单元的出口依次与所述辅助生产单元、所述一级节流降压单元、所述二级节流控压单元、所述预分离计量单元连通；
4、所述井口安全截断单元和所述辅助生产单元之间设置有第一生产参数检测单元，所述一级节流降压单元和所述二级节流控压单元之间设置有第二生产参数检测单元，所述二级节流控压单元和所述预分离计量单元之间设置有第三生产参数检测单元。
5、进一步地，还包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置在所述辅助生产单元与所述一级节流降压单元之间，所述第二阀门设置在所述预分离计量单元的出口。
6、进一步地，所述井口安全截断系统位于所述橇装平台长度方向的一侧，所述预分离计量单元位于所述橇装平台长度方向的另一侧。
7、进一步地，所述一级节流降压单元配置有多个不同尺寸节流油嘴，所述油嘴尺寸根据区域气井平台类型、全生命周期井口压力变化幅度及产液量进行配置。
8、进一步地，所述预分离计量单元包括预分离容器、差压孔板流量计、多相流量计、电控阀和截断阀；
9、其中，所述预分离容器底部的进口与所述二级节流控压单元的出口连通，所述预分离容器底部的第一出口与所述多相流量计、所述电控阀依次连通，所述预分离容器顶部的第二出口与所述差压孔板流量计、所述截断阀依次连通，所述电控阀的远离所述多相流量计的一端与所述截断阀远离所述差压孔板流量计的一端连通。
10、进一步地，所述第二阀门的一端与所述电控阀的远离所述多相流量计的一端、所述截断阀远离所述差压孔板流量计的一端连通。
11、进一步地，还包括控制柜，所述控制柜与所述井口安全截断单元、所述二级节流控压单元、所述预分离计量单元通信连接，所述控制柜还与场站远程终端通信连接。
12、进一步地，所述一级节流降压单元和所述二级节流控压单元内部的节流部件均采用陶瓷材质。
13、本发明还提供一种用于页岩气井试采一体化井口装置的调控方法，用于所述的用于页岩气井试采一体化井口装置，包括以下步骤：
14、根据区域性井生产动态特征或生产需求，确定一级节流降压单元的油嘴尺寸；
15、打开井口安全截断单元，高温高压高含砂原料气经过生产辅助生产单元的消泡、防冻处理后依次流经一级节流降压单元、二级节流控压单元和预分离计量单元；
16、通过第三生产参数检测单元获取二级节流控压单元出口的气体压力；
17、通过第一生产参数检测单元获取一级节流降压单元进口的气体压力，通过第二生产参数检测单元获取一级节流降压单元出口的气体压力，判断单位时间经过一级节流降压单元的气体压降是否在二级节流控压单元调节范围；
18、若是，执行控压降生产策略时，通过二级节流控压单元对气体的压力和流量进行调控，并将第三生产参数检测单元与二级节流控压单元进行联锁；
19、执行控配产生产策略时，判断单位时间经过二级节流控压单元的气体压降是否在设定压降区间；
20、若是，通过预分离计量单元获取气体流量，并将预分离计量单元与二级节流控压单元进行联锁。
21、进一步地，还包括以下步骤：
22、通过第一生产参数检测单元、第二生产参数检测单元和第三生产参数检测单元获取井口装置不同节点的压力和温度数据；
23、根据井口装置不同节点的压力和温度数据判断井口当前生产状态，当任一节点额压力和温度数据超过安全阈值时，控制井口安全截断单元关闭井口。
24、进一步地，还包括以下步骤：
25、在测试阶段，打开井口安全截断单元，通过一级节流降压单元调控气井井口的放喷速度，通过第二生产参数检测单元获取每个测试阶段下的气体温度、压力数据，通过预分离计量单元获取气体流量，根据气体流量、温度以及压力数据，得到产量、时间、压力和流量的生产策略模型，根据生成策略模型确定生产策略。
26、进一步地，将第三生产参数检测单元与二级节流控压单元进行联锁，包括以下步骤：
27、二级节流控压单元根据气井实时生产数据进行压力控制，使二级节流控压单元出口的气体压力趋近气井最佳生产制度；
28、第三生产参数检测单元对气体压力进行实时监测，若二级节流控压单元调节动作完成后气体压降仍未处于设定压降区间且无相应变化趋势，则持续调节二级节流控压单元开度，直至气体压降速率维持在设定变化区间。
29、进一步地，将预分离计量单元与二级节流控压单元进行联锁，包括以下步骤：
30、当需要设定的产量时，根据预分离计量单元实时监测的气体流量，调整二级节流控压单元的开度，使预分离计量单元出口的气体流量保持在设定值。
31、本发明的有益效果：
32、1、本发明的井口装置适应页岩气井全生命周期，涵盖气井的初始测试阶段到长期采气阶段，乃至后续维护、产能调整阶段，一级节流降压单元为多油嘴转位角式节流装置，其油嘴尺寸可依据全生命周期井口压力变化幅度及产液量等因素灵活预置；二级节流控压单元满足各阶段对压力精细调控的要求，气井在整个生命周期内都能得到适配的技术支持，确保各阶段生产平稳过渡与高效运行。
33、2、本发明的井口装置功能高效集成，创新采用集成式橇装式结构，将井口所需的各类关键功能设备高度集成于橇装平台，工厂内预先完成调试与组装，运抵现场平台后无需二次复杂组装，仅需简单的连接操作即可投入使用，极大地简化了现场施工流程，避免传统井口建设中因部件分散、接口繁多导致的管口无法对应等问题。
34、3、本发明的预分离计量单元区别于复杂工况下适应性欠佳的混相计量方式，依据气液流动特性差异，利用旋径旋涡分离技术实现气液预分离过程，采用相对成熟的多相流量计配合电控阀在线调整流体流量，将流体密度控制在合理范围内，实时匹配各阶段产气、产液的动态变化，为气井生产调配、产量核算提供可靠依据。相较于传统分离计量方式，本发明的预分离计量单元无需多设备串联，极大地节省了占地面积，规避了因设备繁多、连接复杂所导致的误差累积问题。
35、4、本发明的井口装置具备在线更换生产功能，一级节流降压单元采用独特的转位节流器设计，当需要调整生产策略时，如更换油嘴尺寸以适应气井压力、产液量变化时，无需关停气井中断生产，只需第一阀门和第二阀门，利用转位节流器便捷地转动切换油嘴，随后重新开启第一阀门和第二阀门，整个过程井口装置内压力保持稳定，无需泄压操作，极大地减少了因生产策略调整导致的停产时间，节省了大量泄压、恢复压力所需的时间与能耗成本，提高生产连续性。
36、5、本发明的井口装置构建了一套全方位、多层次的数据交互与共享体系，通过控制柜作为核心枢纽，将井口安全截断单元、二级节流控压单元、预分离计量单元产生的各类生产数据实时采集、汇总，并打破各单元间的数据隔阂，实现数据在橇内的自由流通与共享。同时，控制柜与场站远程终端无缝对接，保障数据的实时上传与下达，提高生产决策的科学性与及时性。
37、6、本发明的井口装置的调控方法提供两种生产策略，包括控压降生产策略和控配产生产策略；控压降生产策略，在气井生产全程实现精细化的控压操作，将井口压力时刻维持在理想区间，有效规避了因压力失控引发的诸如冻堵、砂堵等一系列生产问题，大幅提升了生产过程的稳定性与安全性，助力实现气井持续高产、稳产筑牢根基；控配产生产策略，当面临市场需求变动，需要特定产量时，灵活调整一级节流降压单元和二级节流控压单元开度，迅速、精准地调配气井产量，顺利达成期望配产，无缝对接生产规划需求，增强气井生产对市场变化的适应性，确保油气资源能够按照最优方案进行开采与输出，提升企业经济效益。
38、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。