一种页岩气增产设备及增产方法与流程

1.本技术涉及页岩气开采设备技术领域，尤其涉及一种页岩气增产设备及增产方法。


背景技术：

2.页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙，使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。
3.现有页岩气开采增产措施主要采用水力压裂对页岩储层改造，通过地面泵车将压裂液泵入到井底的目标压裂储层中，高压压裂液在页岩气储层内压裂出多条裂缝，从而为页岩气的渗流提供更多的通道。
4.然而，现有这种采用水力压裂增产措施，虽然在一定程度上在页岩储层中增加了页岩气产气通道，能使部分解吸的页岩气流出，但采用单一水力压裂方式产生的裂缝量较少，裂缝延伸长度有限，导致页岩气产气范围小，页岩气增产效果有限，导致页岩气产量不理想，不利于页岩气的工业化生产。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种页岩气增产设备及增产方法，用以解决现有技术中页岩气开采时采用单一水力压裂的造缝数量和烟草站长度有限，页岩气增产效果不理想的问题。本技术对页岩储层的致裂效果更好，能够提高页岩气产量。
6.本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供一种页岩气增产设备，包括：沿第一方向延伸的外筒，包括多个第一通孔；多个穿刺杆，与第一通孔一一对应，且至少部分地穿刺杆从第一通孔伸出，穿刺杆的端部设有注液孔；转盘，同轴设置于外筒内，多个穿刺杆的一端与转盘的外缘铰接；多个注液管，至少部分的注液管设置于穿刺杆内，并与注液孔连通，至少部分的注液管沿第一方向延伸；注气管，沿第一方向延伸，注气管与多个注液管之间设有注气阀。
8.根据本技术第一方面的实施例，第一通孔处设有第一连接块，第一连接块与外筒铰接，第一连接块套设于穿刺杆。
9.根据本技术第一方面的实施例，第一连接块与穿刺杆之间设有柔性环。
10.根据本技术第一方面的实施例，外筒的外壁设有环形槽，第一通孔设置于环形槽的底部。
11.根据本技术第一方面的实施例，转盘沿第一方向的一侧设有多个铰接部，铰接部与穿刺杆铰接；页岩气增产设备还包括第一电机，用于驱动转盘转动，第一电机设置于转盘背离穿刺杆的一侧。
12.根据本技术第一方面的实施例，第一电机与外筒的内壁固定连接；外筒还包括第一支架，第一支架包括环形部；转盘包括连接槽，环形部与连接槽滑动连接。
13.根据本技术第一方面的实施例，多个注气阀同步打开或关闭，注气管内的气压大于注液管内的液压。
14.根据本技术第一方面的实施例，注液孔设置于穿刺杆的侧壁，注液孔的轴线与穿刺杆的轴线相交；注液孔与穿刺杆的轴线的夹角呈锐角。
15.根据本技术第一方面的实施例，注液管包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，第一管段沿第一方向延伸，第三管段设置于穿刺杆内，第二管段为圆弧形。
16.第二方面，本技术实施例提供了一种页岩气增产方法，使用上述的页岩气增产设备；所述方法包括：将页岩气增产设备输送至井下目标页岩储层位置；转动转盘，使所述穿刺杆的端部插入页岩储层的孔壁进行机械造缝；通过所述注液管注入压裂液，对所述机械造缝的位置进行压裂液致裂，裂缝数量增多，裂缝延展变长；周期性地打开注气阀向所述注液管中注入气体；在注气阀打开时，转动所述转盘，在所述注气阀关闭时，停止转动所述转盘；对已产生裂缝的页岩储层进行机械造缝、压裂液致裂交替进行，持续地对页岩储层进行致裂造缝
17.本技术实施例的页岩气增产设备和增产方法中，转盘转动能够带动所有的穿刺杆从第一通孔伸出，从而刺入岩壁页岩储层中，形成机械致裂裂缝。通过注液管向岩壁中注入压裂液，使得压裂液能够在周围的岩壁中产生裂缝，从而使页岩储层中的页岩气释放出来。在向注液管注入压裂液夜的过程中，周期性地打开注气阀，使高压气体进入注液管中，形成空气段，空气段流动至注液孔后会快速从注液孔流出，加速后续压裂液的流速。当压裂液流至注液孔时，流速会变慢，在注液孔处形成水锤效应，剧烈振动穿刺杆，使得穿刺杆能够进一步刺入岩壁中，对已产生的裂缝进行机械和压裂液致裂，使致裂过程更加充分，造缝数量更多，裂缝延展长度更长，同一产气井的页岩储层产气范围更广，更多地页岩气能够被释放出来，实现页岩气的增产。
18.本技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
19.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
20.图1为本技术实施例的页岩气增产设备的一种结构示意图。
21.图2为本技术实施例的页岩气增产设备的一种内部结构示意图。
22.图3为本技术实施例的页岩气增产设备的另一种结构示意图。
23.图4为图3中的本技术实施例的页岩气增产设备的a区域的局部放大图。
24.图5为本技术实施例的页岩气增产设备的另一种内部结构示意图。
25.图6为本技术实施例的页岩气增产设备的另一种结构示意图。
26.图7为本技术实施例的页岩气增产设备隐去第一电机后的一种结构示意图。
27.图8为本技术实施例的页岩气增产方法的一种流程图。
28.附图标记：
29.1、外筒；11、第一通孔；12、第一连接块；13、柔性环；14、环形槽；15、第一支架；151、环形部；
30.2、穿刺杆；21、注液孔；
31.3、转盘；31、铰接部；32、连接槽；
32.4、注液管；41、第一管段；42、第二管段；43、第三管段；
33.5、注气管；51、注气阀；
34.6、第一电机；
35.l、第一方向。
具体实施方式
36.下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。
37.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
39.申请人发现，在开采页岩气时，会预先通过注入压裂液的方式，使竖直井或水平井的孔壁周围的页岩储层产生更多的裂缝，以使页岩储层中的页岩气释放出来。一般来说，高压的压裂液会使孔壁中原有的裂缝扩展，实现压力致裂的过程。对于页岩储层而言，裂缝发育较少，或岩层本身应度较大时，单纯地依靠压裂液自身压力来促进页岩储层内裂缝形成，致裂效果不明显，无法满足页岩气增产需求。
40.鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种页岩气增产设备和增产方法。页岩气增产设备包括外筒、穿刺杆、转盘、注液管和注气管。穿刺杆的一端从外筒的第一通孔伸出，另一端与转盘铰接，形成曲柄滑块机构，当转盘转动，所有穿刺杆可以同步伸长，刺入周围的孔壁页岩储层中，形成机械致裂裂缝。通过向注液管中注入压裂液，并周期性地开启注气管的注气阀，使得注液管中形成气体段和液体段。当气体段流至注液孔时，气体可以快速地从注液孔流出，增加了注液管内液体段的流速，当液体段流至注液孔时，难以像气体一样快速流出，流速会明显减慢，在注液孔处形成水锤效应，使穿刺杆发生振动，对已产生的裂缝进行机械和压裂液致裂，从而促进穿刺杆周围的岩层形成更多、延伸范围更大的裂缝。同时压裂液流出穿刺杆振动产生的裂缝，能够促进裂缝的进一步扩展。因此，本技术实施例的页岩气增产设备能够使岩层产生裂缝，促进页岩气的释放，提高页岩气的产量。
41.图1为本技术实施例的页岩气增产设备的一种结构示意图。图2为本技术实施例的页岩气增产设备的一种内部结构示意图。
42.请参阅图1和图2，本技术实施例提供了一种页岩气增产设备，包括：沿第一方向l延伸的外筒1，包括多个第一通孔11，第一通孔11设于外筒1的筒壁上；多个穿刺杆2，与第一通孔11一一对应，且穿刺杆2的至少一部分能够从第一通孔11伸出直外筒1外，穿刺杆2的端部设有注液孔21；转盘3，同轴设置于外筒1内，多个穿刺杆2的一端与转盘3的外缘铰接；多个注液管4，注液管4的一部分设置于穿刺杆2内，并与注液孔21连通，注液管4的一部分沿第一方向l延伸；注气管5，沿第一方向l延伸，注气管5与多个注液管4之间设有注气阀51。
43.本技术实施例的页岩气增产设备可以随钻一同掘进至页岩气开采的储层处，也可以在完成掘进后，再引导至页岩气开采的储层处。本技术实施例用于页岩气采集前的致裂过程，以增加页岩气的产量。
44.本技术实施例中，外筒1用于保护本技术实施例的页岩气增产设备的内部部件。外筒1可以呈圆柱形，其轴线与第一方向l平行。外筒1应当具有一定的结构强度，以保护内部的部件。外筒1的侧壁设有多个第一通孔11，作为穿刺杆2从外筒1内部伸出至外筒1外部的通孔。
45.穿刺杆2与第一通孔11一一对应，穿刺杆2穿过第一通孔11。转盘3与外筒1同轴设置，并与多个穿刺杆2铰接，转盘3、穿刺杆2、第一通孔11可以形成曲柄滑块机构。当转盘3转动时，穿刺杆2可以从第一通孔11伸出，且穿刺杆2的尖端能够插入到周围的岩层中。当穿刺杆2的尖端插入钻孔孔壁的页岩储层后，会产生少量的机械致裂裂缝，穿刺杆2端部的注液孔21与注液管4连通，能够向机械致裂的裂缝中注入压裂液，使机械致裂的裂缝得以扩展，得到压裂液致裂裂缝，压裂液致裂的裂缝数量更多，裂缝延伸长度更长，从而促进更大范围页岩储层内页岩气的释放，从而增加页岩气产量。为了便于说明，本技术实施例中以穿刺杆2的数量为三个为例进行说明。
46.本技术实施例中，注气管5与注液管4通过注气阀51连通。在向注液管4中注入压裂液的过程中，周期性地开启注气阀51，使注气管5内的气体进入注液管4，在注液管4中形成气体段和液体段。当气体段流到注液孔21处时，气体的流动性较好，会迅速地从注液孔21流出，从而使液体段在注液管4内的流动速度加快。当液体段流到注液孔21时，压裂液的流动性比气体差，液体段内剩余的液体在注液管4内的流动速度会减慢，从而在注液孔21处形成水锤效应，并引起穿刺杆2端部的振动，从而对周围岩层中已产生的裂缝进一步扩展，造缝数量更多，裂缝延展长度更长，从而促进页岩气的快速释放，达到增产的目的。此外，由于周期性地开启注气阀51形成气体段，因此穿刺杆2可以周期性地振动，此时，同步周期性地转动转盘3，可以使穿刺杆2更深地插入周围的岩层，产生更多的裂缝，多次机械振动造缝、压裂液致裂造缝，进一步促进页岩气的释放，达到增产的目的。
47.图3为本技术实施例的页岩气增产设备的另一种结构示意图。图4为图3中的本技术实施例的页岩气增产设备的a区域的局部放大图。
48.进一步地，请参阅图3和图4，并结合图1和图2，第一通孔11处设有第一连接块12，第一连接块12与外筒1铰接，第一连接块12套设于穿刺杆2。具体而言，第一连接块12的上下表面均通过一转轴与第一通孔的顶璧、底壁转动连接，转轴的轴线与外筒1的轴线平行，使得第一连接块能够在沿外筒1外圆周的方向上小范围摆动。第一连接块12设有安装通孔，安装通孔的中心线与所述转轴的轴线垂直，穿刺杆2活动安装于所述安装通孔内，并能够沿安装通孔的中心线直线往复移动。
49.考虑到转盘3、穿刺杆2、第一通孔11可以形成曲柄滑块机构，穿刺杆2在相对外筒1伸长的同时，也会相对第一通孔11摆动。第一连接块12设置与第一通孔11处，并与外筒1铰接，且套设于穿刺杆2，可以使穿刺杆2的伸缩和摆动形成的复合运动更加顺畅，避免发生运动干涉。需要说明的是，第一连接块12与外筒1的铰接轴线与第一方向l平行。
50.进一步地，继续参阅图1至图4，第一连接块12与穿刺杆2之间设有柔性环13。柔性环13套设在穿刺杆2外部，且位于第一连接块12的安装通孔内。
51.在周期性地开启注气阀51的过程中，在注液孔21处产生的水锤效应会引起穿刺杆2的振动。第一连接块12与穿刺杆2之间的柔性环13，可以在第一连接块12与穿刺杆2之间形成缓冲，削弱因穿刺杆2的振动而使第一连接块12和外筒1产生的振动。此外，在压裂液从注液孔21处喷出后，压裂液也会流到外筒1与周围岩层之间的空间内，柔性环13可以起到密封的作用，降低压裂液经由第一连接块12与穿刺杆2的连接处进入外筒1内部的风险。本技术实施例中，穿刺杆2的数量可以为多个，示例性地，本技术实施例以穿刺杆2的数量为至少三个为例进行说明，三个穿刺杆2沿外筒1的周向均布设置，可以让本技术实施例的页岩气增产设备周围的页岩储层能够均匀地产生裂缝，促进页岩气的释放，提高了使用本技术实施例的页岩气物理增产设备后的页岩气产量。
52.进一步地，继续参阅图1至图4，外筒1的外壁设有环形槽14，第一通孔11设置于环形槽14的底部。
53.为了避免穿刺杆2的尖端完全收回至第一通孔11内，以使穿刺杆2无法伸出，穿刺杆2的尖端需要保持从第一通孔11伸出的状态。外筒1的外壁设有环形槽14，第一通孔11位于环形槽14的底部，即使穿刺杆2的尖端从第一通孔11中伸出，但依然位于环形槽14中，并未相对外筒1的外壁形成的圆柱侧面凸出。在本技术实施例的页岩气增产设备进入掘进后岩层形成的井眼的过程中，可以保护穿刺杆2，降低穿刺杆2干涉本技术实施例的页岩气增产设备在井眼中移动的可能性。
54.图5为本技术实施例的页岩气增产设备的另一种内部结构示意图。
55.图6为本技术实施例的页岩气增产设备的另一种结构示意图。
56.进一步地，请参阅图5和图6，并结合图2，转盘3沿第一方向l的一侧设有多个铰接部31，铰接部31与穿刺杆2铰接；页岩气增产设备还包括第一电机6，用于驱动转盘3转动，第一电机6设置于转盘3背离穿刺杆2的一侧。
57.本技术实施例中，第一电机6用于驱动转盘3转动。考虑到转盘3用于带动穿刺杆2伸出和摆动，所以转盘3实际转动的角度不大，如转动角度范围在-30
°
至+30
°
之间，具体转动角度根据各部件尺寸和结构设计。所以本技术实施例中，第一电机6可以采用步进电机。第一电机6和穿刺杆2分别位于转盘3的沿第一方向l的两侧。在转盘3背离第一电机6的一侧，设置多个铰接部31，用以与穿刺杆2铰接，使得转盘3转动更加平稳。
58.图7为本技术实施例的页岩气增产设备隐去第一电机后的一种结构示意图。
59.进一步地，请参阅图7，第一电机6与外筒1的内壁固定连接；外筒1还包括第一支架15，第一支架15包括环形部151；转盘3包括连接槽32，环形部151与连接槽32滑动连接。
60.第一电机6固定于外筒1内。转盘3通过第一支架15安装在外筒1内。转盘3沿第一方向l背离穿刺杆2的一侧设有环形的连接槽32，用于与第一支架15连接。第一支架15的环形部151可以嵌入到转盘3的连接槽32中。当转盘3转动时，环形部151在连接槽32中滑动。
61.在其中一种可选实施方式中，多个注液管4可以接入一条注气管5，多个注液管4接入注气管5的连接处设置注气阀51，采用同一个注气阀51控制所有注液管4与注气管5的连通状态，这样能够使注液管4中的气体段和液体段的流体状态相同，各个穿刺杆2的振动同步。
62.在另一种可选实施方式中，多个注气阀51同步打开或关闭，注气管5内的气压大于注液管4内的液压。多个注气阀51同步打开或关闭，可以在多个注液管4内同步形成气体段和液体段，使得多个穿刺杆2同步产生水锤效应，并发生振动。所以，每个穿刺杆2端部周围的岩层产生的裂缝尺度基本一致。此时，进一步转动转盘3可以使所有穿刺杆2继续同步插入页岩岩层中，提高了本技术实施例的页岩气增产设备的效率。注气管5内的气压大于注液管4内的压裂液的液压，使得气体能够经由注气阀51进入注液管4，并将注液管4内的压裂液分隔成多个流体段，并形成气体段，以使在穿刺杆2端部注液孔21处产生水锤效应，令穿刺杆2端部振动，致裂裂缝的数量更多、裂缝延展长度更长，同一产气井的页岩储层产气范围更广，从而促进页岩气的释放，达到增产的目的。
63.进一步地，注液孔21设置于穿刺杆2的侧壁，注液孔21的轴线与穿刺杆2的轴线相交；注液孔21与穿刺杆2的轴线的夹角呈锐角，如45
°‑
60
°
。
64.在穿刺杆2的尖端插入岩层的过程中，位于穿刺杆2侧壁的注液孔21，可以降低碎石进阻塞注液孔21的风险。在注液孔21处，注液孔21的轴线与穿刺杆2的轴线呈锐角，可以使水锤效应更佳明显，使穿刺杆2的振动也更加明显，从而提高本技术实施例的页岩气增产设备对页岩气开采的增产效果。注液孔21的数量可以为多个，沿穿刺杆2的周向均布设置，以使穿刺杆2周围能够均匀致裂，以使更多的页岩气被释放出来。
65.进一步地，继续参阅图6，注液管4包括依次连接的第一管段41、第二管段42和第三管段43，第一管段41沿第一方向l延伸，第三管段43设置于穿刺杆2内，第二管段42为圆弧形。
66.本技术实施例中，第一管段41沿第一方向l延伸，注气管5与第一管段41连接，并设置注气阀51。第三管段43与穿刺杆2同轴或近似同轴，第三管段43与注液孔21的轴线呈锐角，能够使注液孔21处的水锤效应更佳明显。第二管段42为圆弧形，可以削弱第一管段41和第三管段43的连接处的水锤效应，使穿刺杆2的振动集中在穿刺杆2的端部，在穿刺杆2的端部产生更多的裂缝，不仅有助于压裂液的注入，进一步扩展裂缝，也有利于使穿刺杆2进一步插入岩层中进行机械造缝。
67.图8为本技术实施例的页岩气增产方法的一种流程图。
68.请参阅图8，本技术实施例还提供了一种页岩气增产方法，使用本技术前述实施例的页岩气增产设备。具体地，本技术实施例的页岩气增产方法，包括：
69.s1、将页岩气增产设备输送至井下目标页岩储层位置。
70.在勘探区施工页岩竖井或水平井，竖井钻穿目标页岩储层，或者，在页岩储层施工水平井，再将本技术前述实施例的页岩气增产设备移动至目标页岩储层位置；也可以在竖井或水平井钻进挖掘过程中，一同将本技术前述实施例的页岩气增产设备移动至目标页岩储层位置。
71.s2、转动转盘3，使所述穿刺杆3的端部插入页岩储层的孔壁进行机械造缝。
72.由于转盘3与多个穿刺杆2铰接，且转盘3、穿刺杆2、第一通孔11可以形成曲柄滑块
机构，因此，当转盘3转动一定角度时，穿刺杆2在摆动的同时从第一通孔11伸出，并且穿刺杆2的端部刺入本技术实施例的页岩气增产设备周围的页岩储层岩壁中，对页岩储层的岩壁进行机械造缝。
73.s3、通过所述注液管4注入压裂液，对机械造缝的位置进行压裂液致裂，裂缝数量增多，裂缝延展变长。
74.向所有注液管4内注入压裂液。压裂液可以统一盛装在位于地表的压裂液容器内，再通过水泵泵入注液管4中。压裂液为流到注气阀51处前，压裂液充满注液管4。
75.s4、周期性地打开注气阀51向注液管4中注入气体，在注气阀打开时，转动所述转盘，在所述注气阀关闭时，停止转动所述转盘；对已产生裂缝的页岩储层进行机械造缝、压裂液致裂交替进行，持续地对页岩储层进行致裂造缝。
76.当注气阀51打开，注气管5内的气体进入注液管4，将注液管4内的压裂液分隔成多个流体段，并形成气体段。当气体段流到注液孔21处时，气体的流动性较好，会迅速地从注液孔21流出，从而使液体段在注液管4内的流动速度加快。当液体段流到注液孔21时，压裂液的流动性比气体差，液体段内剩余的液体在注液管4内的流动速度会减慢，从而在注液孔21处形成水锤效应，并引起穿刺杆2端部的振动，从而进一步扩展周围页岩储层的裂缝，进一步促进页岩气的释放，达到增产的目的。
77.当气体段流到注液孔21处时，气体的流动性较好，会迅速地从注液孔21流出，从而使液体段在注液管4内的流动速度加快。当液体段流到注液孔21时，压裂液的流动性比气体差，液体段内剩余的液体在注液管4内的流动速度会减慢，从而在注液孔21处形成水锤效应，并引起穿刺杆2端部的振动，从而进一步扩展周围页岩储层的裂缝，进一步促进页岩气的释放，达到增产的目的。
78.在周期性地打开注气阀51的过程中，穿刺杆2端部振动使周围的页岩储层松动，进一步延展裂缝长度和致裂范围。同步周期性地转动转盘3，可以使穿刺杆2更深地插入周围的页岩储层，产生更多的裂缝，也可以进一步促进页岩气的释放，达到增产的目的。
79.综上所述，本技术实施例提供了一种页岩气增产设备和增产方法。页岩气增产设备包括外筒、穿刺杆、转盘、注液管和注气管。转盘转动能够带动所有的穿刺杆从第一通孔伸出，从而刺入岩壁中，进行机械造缝。通过注液管向岩壁中易产生裂缝的位置注入压裂液，使得压裂液能够在周围的岩壁中产生裂缝，从而使页岩储层中的页岩气释放出来。在向注液管注入压裂液夜的过程中，周期性地打开注气阀，使高压气体进入注液管中，形成空气段，空气段流动至注液孔后会快速从注液孔流出，加速后续压裂液的流速。当压裂液流至注液孔时，流速会变慢，在注液孔处形成水锤效应，剧烈振动穿刺杆，使得穿刺杆能够进一步刺入岩壁中，使致裂过程更加充分，造缝数量更多，裂缝延展长度更长，同一产气井的页岩储层产气范围更广，更多地页岩气能够被释放出来，实现页岩气的增产。
80.以上，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种页岩气增产设备，其特征在于，包括：沿第一方向延伸的外筒，包括多个第一通孔；多个穿刺杆，与所述第一通孔一一对应，且至少部分地所述穿刺杆从所述第一通孔伸出，所述穿刺杆的端部设有注液孔；转盘，同轴设置于所述外筒内，多个所述穿刺杆的一端与所述转盘的外缘铰接；多个注液管，至少部分的所述注液管设置于所述穿刺杆内，并与所述注液孔连通，至少部分的所述注液管沿第一方向延伸；注气管，沿所述第一方向延伸，所述注气管与多个所述注液管之间设有注气阀。2.根据权利要求1所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述第一通孔处设有第一连接块，所述第一连接块与所述外筒铰接，所述第一连接块套设于所述穿刺杆。3.根据权利要求2所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述第一连接块与所述穿刺杆之间设有柔性环。4.根据权利要求1所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述外筒的外壁设有环形槽，所述第一通孔设置于所述环形槽的底部。5.根据权利要求1所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述转盘沿所述第一方向的一侧设有多个铰接部，所述铰接部与所述穿刺杆铰接；所述页岩气增产设备还包括第一电机，用于驱动所述转盘转动，所述第一电机设置于所述转盘背离所述穿刺杆的一侧。6.根据权利要求5所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述第一电机与所述外筒的内壁固定连接；所述外筒还包括第一支架，所述第一支架包括环形部；所述转盘包括连接槽，所述环形部与所述连接槽滑动连接。7.根据权利要求5所述的页岩气增产设备，其特征在于，多个所述注气阀同步打开或关闭，所述注气管内的气压大于所述注液管内的液压。8.根据权利要求1所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述注液孔设置于所述穿刺杆的侧壁，所述注液孔的轴线与所述穿刺杆的轴线相交；所述注液孔与所述穿刺杆的轴线的夹角呈锐角。9.根据权利要求1所述的页岩气增产设备，其特征在于，所述注液管包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段沿所述第一方向延伸，所述第三管段设置于所述穿刺杆内，所述第二管段为圆弧形。10.一种页岩气增产方法，其特征在于，使用权利要求1至9任一所述的页岩气增产设备；所述方法包括：将页岩气增产设备输送至井下目标页岩储层位置；转动转盘，使所述穿刺杆的端部插入页岩储层的孔壁进行机械造缝；通过所述注液管注入压裂液，对所述机械造缝的位置进行压裂液致裂，裂缝数量增多，裂缝延展变长；周期性地打开注气阀向所述注液管中注入气体；在注气阀打开时，转动所述转盘，在所述注气阀关闭时，停止转动所述转盘；对已产生裂缝的页岩储层进行机械造缝、压裂液致裂交替进行，持续地对页岩储层进行致裂造缝。

技术总结
本申请涉及一种页岩气增产设备及增产方法，属于页岩气开采设备技术领域，解决现有页岩气开采产量低的问题。本申请公开的页岩气增产设备包括：沿第一方向延伸的外筒，包括多个第一通孔；多个穿刺杆，与第一通孔一一对应，且至少部分地穿刺杆从第一通孔伸出，穿刺杆的端部设有注液孔；转盘，同轴设置于外筒内，多个穿刺杆的一端与转盘的外缘铰接；多个注液管，至少部分的注液管设置于穿刺杆内，并与注液孔连通，至少部分的注液管沿第一方向延伸；注气管，沿第一方向延伸，注气管与多个注液管之间设有注气阀。本申请实现了对页岩储层的充分致裂，产生的裂缝数量多、裂缝延展范围广，同一产气井的页岩储层产气范围更大，提高了页岩气产量。量。量。


技术研发人员：宋雪娟 马荣 吴蒙 何建国 潘东江 陈贵武 王圣程 黄兰英 单浩
受保护的技术使用者：江苏地质矿产设计研究院（中国煤炭地质总局检测中心）
技术研发日：2023.08.31
技术公布日：2023/10/20