CN111335846B - 一种煤层气开采用洗井设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤层气开采用洗井设备，包括供电装置、控制台、排污预处理组件、架台以及井下装置，其中，所述供电装置和控制台之间采用电性连接且两者均固定设置在一底板座上，所述控制台电性驱动控制所述排污预处理组件和所述井下装置的运转，所述排污预处理组件固定安装在所述架台的顶端面上，所述架台的底端面上固定焊接有刚性支撑环座。本发明中利用止流组件对排污泵抽进的流体进行流通、封闭控制，另外，本发明中排污预处理组件对流体进行打碎稀释，以保证流体的正常排出，避免流体在排口处发生堵塞的状况。

Description

一种煤层气开采用洗井设备

技术领域

本发明涉及煤层气开采用的洗井设备领域，具体是一种煤层气开采用洗井设备。

背景技术

煤层气属于一种非常规天然气，其主要成分为甲烷，通常情况下，煤层气以吸附在煤基质颗粒表面上为主、部分游离在煤孔缝隙中或溶解在煤层水中；煤层气是通过“排水采气”的方式进行开采，通过人工升举将水从煤层气井内排出，使煤储层压力降低到煤层气临界解吸压力值以下，从而使吸附状态的甲烷解吸为游离状态，并且运移到井口。

但是，在现阶段开采煤层气的过程中，某些区块内的煤层气特别容易产出煤粉，而这些煤粉导致频繁发生堵塞、卡泵的情况，严重影响煤层气的开采。

发明内容

为此，本发明提出一种煤层气开采用洗井设备以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种煤层气开采用洗井设备，包括供电装置、控制台、排污预处理组件、架台以及井下装置，其中，所述供电装置和控制台之间采用电性连接且两者均固定设置在一底板座上，所述控制台电性驱动控制所述排污预处理组件和所述井下装置的运转，其特征在于：所述排污预处理组件固定安装在所述架台的顶端面上，所述架台的底端面上固定焊接有刚性支撑环座，且所述刚性支撑环座的外圈直径略大于钻井口径，以便于刚性支撑环座支撑设置在钻井内壁上，所述架台底端面的中间位置安装有所述井下装置，所述井下装置远离架台的一端延伸至所述钻井的底端；

所述排污预处理组件包括固定设置在所述架台上的拱形外壳，所述外壳的顶端面上固定焊接有受力环座，所述外壳的左侧安装有电机，所述电机的驱动端穿透且伸入所述外壳的内腔，且所述电机驱动控制位于所述外壳内的打碎组件进行逆时针旋转，所述外壳的左侧内壁连接有中间端设有缺口的挡板，所述外壳的右侧安装有与所述外壳内腔连通的排污管，所述外壳的内腔底端连通有位于所述架台底端的缓冲管；

所述打碎组件包括转盘和转轴，多个所述转盘等距固定套接在驱动于电机驱动端的所述转轴上，且每个所述转盘表面上均圆周阵列开设有多个通孔，以便于多个转盘通过锁紧栓固定连接且形成同步运动，每个所述转盘的外壁上均焊接有两个弧度设置为70°的第一刀片，两个所述第一刀片之间固定连接有第二刀片，且所述第二刀片的弧度小于第一刀片的弧度；每个所述转盘的外壁上还安装有刮刷，以便于转盘带动刮刷旋转从而对所述外壳的内壁进行清理；

所述井下装置包括防护管、前置管和减震管头，所述防护管的顶端设有环形凸起，且所述凸起固定插接在所述刚性支撑环座和缓冲管之间，所述防护管的内壁底端设置为环形阶梯式，以便于所述前置管螺纹连接在所述防护管的底端内壁上，且所述前置管与防护管的连接处设有橡胶密封圈，所述前置管的底端固定套接有所述减震管头；

所述井下装置还包括主心管和抽吸组件，所述防护管、前置管和减震管头相连通形成流体腔，所述流体腔内安装有所述主心管，所述主心管的一端密封连通所述缓冲管，所述主心管的另一端连通安装在所述减震管头底端的抽吸组件；

所述抽吸组件包括止流组件、排污泵以及与所述主心管相连通的连接管，所述连接管的底端连通有所述止流组件，所述止流组件的底端密封焊接在支撑筒顶端面上，所述支撑筒的外圆柱面上绕其圆周阵列焊接有多个臂杆，且每个所述臂杆远离支撑筒的一端均通过螺栓适配连接有支撑板，以便于抽吸组件平稳支撑在所述钻井底端的内壁上，所述支撑筒的底端通过转接管连通所述排污泵的排污端。

进一步，作为优选，所述减震管头的内腔中间位置设有套在所述主心管上的减震胶圈，所述减震胶圈的底端设有环管，以便于主心管导正滑动设置在所述流体腔内。

进一步，作为优选，所述止流组件包括导正柱、柱塞、复位弹簧、“十”字型内嵌板以及设置为空腔结构的止流阀座，所述止流阀座的顶端面上凸起形成与所述连接管相连通的止流环，以便于止流阀座通过锁紧圈安装在所述连接管的底端，所述止流阀座内壁两侧的上、下端分别开设有四个槽口，以便于两个所述内嵌板的端头分别置入对应所述槽口，使得两个所述内嵌板分别安装在止流阀座内腔的上、下端，两个所述内嵌板的中心位置连接有导正柱，所述导正柱的外圆柱面上滑动套设有柱塞，且所述柱塞顶端面的边缘固定设置有多个小型柱头，位于所述柱塞上方的所述内嵌板与所述柱塞之间连接有复位弹簧。

进一步，作为优选，所述柱塞的底端面的直径与所述止流阀座的底端口内径相等，所述复位弹簧的弹性恢复力小于所述排污泵的吸进流体对柱塞的推力。

进一步，作为优选，所述防护管的顶端设有两个位于不同水平面上的溢流孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中止流组件的柱塞在无流体推动的作用下，复位弹簧复位的推力推动柱塞对止流阀座的底端口处进行流通、封闭控制，避免排污泵因机械故障从而导致整体设备内部发生损坏的情况，同时柱塞还可使流体均匀向上排出；另外，本发明中排污预处理组件对流体进行打碎稀释，以保证流体的正常排出，避免流体在排口处发生堵塞的状况，排污预处理组件中的每个转盘的外壁上还安装有刮刷，以便于转盘带动刮刷旋转从而对所述外壳的内壁进行清理，减少后续设备清理时所需的成本。

附图说明

图1为一种煤层气开采用洗井设备的结构示意图；

图2为一种煤层气开采用洗井设备中排污预处理组件的结构示意图；

图3为一种煤层气开采用洗井设备中抽吸组件的结构示意图；

图4为一种煤层气开采用洗井设备中止流组件的结构示意图；

图5为一种煤层气开采用洗井设备中打碎组件的结构示意图；

图6为图1中A部分的放大示意图。

图中：1、供电装置；2、控制台；3、排污预处理组件；31、受力环座；32、外壳；33、排污管；34、缓冲管；35、电机；36、打碎组件；361、第一刀片；362、第二刀片；363、锁紧栓；364、刮刷；365、转盘；37、挡板；4、架台；41、刚性支撑环座；5、溢流孔；6、主心管；7、橡胶密封圈；8、抽吸组件；81、连接管；82、支撑筒、83、支撑板；84、转接管；85、排污泵；86、螺栓；87、臂杆；88、止流组件；881、止流环；882、止流阀座；883、导正柱；884、柱塞；885、复位弹簧；886、内嵌板；89、锁紧圈；9、前置管；10、防护管；11、环管；12、减震管头；13、减震胶圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅附图1-6，本发明提供一种技术方案：一种煤层气开采用洗井设备，包括供电装置1、控制台2、排污预处理组件3、架台4以及井下装置，其中，供电装置1和控制台2之间采用电性连接且两者均固定设置在一底板座上，控制台2电性驱动控制排污预处理组件3和井下装置的运转，排污预处理组件3固定安装在架台4的顶端面上，架台4的底端面上固定焊接有刚性支撑环座41，且刚性支撑环座41的外圈直径略大于钻井口径，以便于刚性支撑环座41支撑设置在钻井内壁上，架台4底端面的中间位置安装有井下装置，井下装置远离架台4的一端延伸至钻井的底端。具体的，供电装置1为可移动电源，其表面有能源显示表；刚性支撑环座41可嵌入并支撑钻井口，避免钻井口因重压从而导致崩塌的情况。

排污预处理组件3包括固定设置在架台4上的拱形外壳32，外壳32的顶端面上固定焊接有受力环座31，外壳32的左侧安装有电机35，电机35的驱动端穿透且伸入外壳32的内腔，且电机35驱动控制位于外壳32内的打碎组件36进行逆时针旋转，外壳32的左侧内壁连接有中间端设有缺口的挡板37，外壳32的右侧安装有与外壳32内腔连通的排污管33，外壳32的内腔底端连通有位于架台4底端的缓冲管34。具体的，排污管33位于打碎组件36的右下方，以便于进行逆时针旋转的打碎组件36将流体向排污管33方向进行流动。

打碎组件36包括转盘365和转轴，多个转盘365等距固定套接在驱动于电机35驱动端的转轴上，且每个转盘365表面上均圆周阵列开设有多个通孔，以便于多个转盘365通过锁紧栓363固定连接且形成同步运动，每个转盘365的外壁上均焊接有两个弧度设置为70°的第一刀片361，两个第一刀片361之间固定连接有第二刀片362，且第二刀片362的弧度小于第一刀片361的弧度，使得外壳32内留有足够的可流动空间，增强稀释效果，同时还可带动流体的流动方向，以便于流体从排污管33处顺利排出，提高了工作效率；

每个转盘365的外壁上还安装有刮刷364，以便于转盘365带动刮刷364旋转从而对外壳32的内壁进行清理。

井下装置包括防护管10、前置管9和减震管头12，防护管10的顶端设有环形凸起，且凸起固定插接在刚性支撑环座41和缓冲管34之间，防护管10的内壁底端设置为环形阶梯式，以便于前置管9螺纹连接在防护管10的底端内壁上，且前置管9与防护管10的连接处设有橡胶密封圈7，前置管9的底端固定套接有减震管头12。

井下装置还包括主心管6和抽吸组件，防护管10、前置管9和减震管头12相连通形成流体腔，流体腔内安装有主心管6，主心管6的一端密封连通缓冲管34，主心管6的另一端连通安装在减震管头12底端的抽吸组件8。具体的，流体腔与主心管6之间留有间隙，以便于缓解流体的浮力支撑；主心管6的外壁套设有海绵套，用于防护。

抽吸组件8包括止流组件88、排污泵85以及与主心管6相连通的连接管81，连接管81的底端连通有止流组件88，止流组件88的底端密封焊接在支撑筒82顶端面上，支撑筒82的外圆柱面上绕其圆周阵列焊接有多个臂杆87，且每个臂杆87远离支撑筒82的一端均通过螺栓86适配连接有支撑板83，以便于抽吸组件平稳支撑在钻井底端的内壁上，支撑筒82的底端通过转接管84连通排污泵85的排污端。

本实施例中，减震管头12的内腔中间位置设有套在主心管6上的减震胶圈13，减震胶圈13的底端设有环管11，以便于主心管6导正滑动设置在流体腔内。具体的，减震胶圈13可减免流体吸进时的冲击从而导致减震管头12发生晃动的情况，同时，减震管头12的底端还开设有连通其内腔的孔道,以便于流体渗进流体腔内从而实现排压效果。

本实施例中，止流组件88包括导正柱883、柱塞884、复位弹簧885、“十”字型内嵌板886以及设置为空腔结构的止流阀座882，止流阀座882的顶端面上凸起形成与连接管81相连通的止流环881，以便于止流阀座882通过锁紧圈89安装在连接管81的底端，止流阀座882内壁两侧的上、下端分别开设有四个槽口，以便于两个内嵌板886的端头分别置入对应槽口，使得两个内嵌板886分别安装在止流阀座882内腔的上、下端，两个内嵌板886的中心位置连接有导正柱883，导正柱883的外圆柱面上滑动套设有柱塞884，且柱塞884顶端面的边缘固定设置有多个小型柱头，避免柱塞884因受力过大从而使止流阀座882的顶端口发生封闭的情况，位于柱塞884上方的内嵌板886与柱塞884之间连接有复位弹簧885。

本实施例中，柱塞884的底端面的直径与止流阀座882的底端口内径相等，复位弹簧885的弹性恢复力小于所述排污泵85的吸进流体对柱塞884的推力。以便于柱塞884在无流体推动的作用下，复位弹簧885复位的推力推动柱塞884对止流阀座882的底端口处进行堵塞封闭，避免排污泵85因机械故障从而导致整体设备内部发生损坏的情况。

本实施例中，防护管10的顶端设有两个位于不同水平面上的溢流孔5，使得流体腔渗进的流体从溢流孔5溢出。

在具体实施时，控制台2控制给电，排污泵85对井内流体进行抽吸，止流组件88对流体进行流通、封闭控制，同时，减震管头12内的减震胶圈13可减免流体吸进时的冲击从而产生晃动的情况，流体在经过排污预处理组件3时，排污预处理组件3内的打碎组件36对流体进行打碎稀释，以保证流体的正常排出，避免流体在排口处发生堵塞的状况，同时，排污预处理组件3中的每个转盘365的外壁上还安装有刮刷364，以便于转盘365带动刮刷364旋转从而对所述外壳32的内壁进行清理，减少后续设备清理时所需的成本；另外，本发明中还在防护管10上开设有溢流孔5，以减少井下流体对井下装置的浮力支撑，有效的提高了工作效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种煤层气开采用洗井设备，包括供电装置(1)、控制台(2)、排污预处理组件(3)、架台(4)以及井下装置，其中，所述供电装置(1)和控制台(2)之间采用电性连接且两者均固定设置在一底板座上，所述控制台(2)电性驱动控制所述排污预处理组件(3)和所述井下装置的运转，其特征在于：所述排污预处理组件(3)固定安装在所述架台(4)的顶端面上，所述架台(4)的底端面上固定焊接有刚性支撑环座(41)，且所述刚性支撑环座(41)的外圈直径略大于钻井口径，以便于刚性支撑环座(41)支撑设置在钻井内壁上，所述架台(4)底端面的中间位置安装有所述井下装置，所述井下装置远离架台(4)的一端延伸至所述钻井的底端；

所述排污预处理组件(3)包括固定设置在所述架台(4)上的拱形外壳(32)，所述外壳(32)的顶端面上固定焊接有受力环座(31)，所述外壳(32)的左侧安装有电机(35)，所述电机(35)的驱动端穿透且伸入所述外壳(32)的内腔，且所述电机(35)驱动控制位于所述外壳(32)内的打碎组件(36)进行逆时针旋转，所述外壳(32)的左侧内壁连接有中间端设有缺口的挡板(37)，所述外壳(32)的右侧安装有与所述外壳(32)内腔连通的排污管(33)，所述外壳(32)的内腔底端连通有位于所述架台(4)底端的缓冲管(34)；

所述打碎组件(36)包括转盘(365)和转轴，多个所述转盘(365)等距固定套接在驱动于电机(35)驱动端的所述转轴上，且每个所述转盘(365)表面上均圆周阵列开设有多个通孔，以便于多个转盘(365)通过锁紧栓(363)固定连接且形成同步运动，每个所述转盘(365)的外壁上均焊接有两个弧度设置为70°的第一刀片(361)，两个所述第一刀片(361)之间固定连接有第二刀片(362)，且所述第二刀片(362)的弧度小于第一刀片(361)的弧度；每个所述转盘(365)的外壁上还安装有刮刷(364)，以便于转盘(365)带动刮刷(364)旋转从而对所述外壳(32)的内壁进行清理；

所述井下装置包括防护管(10)、前置管(9)和减震管头(12)，所述防护管(10)的顶端设有环形凸起，且所述凸起固定插接在所述刚性支撑环座(41)和缓冲管(34)之间，所述防护管(10)的内壁底端设置为环形阶梯式，以便于所述前置管(9)螺纹连接在所述防护管(10)的底端内壁上，且所述前置管(9)与防护管(10)的连接处设有橡胶密封圈(7)，所述前置管(9)的底端固定套接有所述减震管头(12)；

所述井下装置还包括主心管(6)和抽吸组件，所述防护管(10)、前置管(9)和减震管头(12)相连通形成流体腔，所述流体腔内安装有所述主心管(6)，所述主心管(6)的一端密封连通所述缓冲管(34)，所述主心管(6)的另一端连通安装在所述减震管头(12)底端的抽吸组件(8)；

所述抽吸组件(8)包括止流组件(88)、排污泵(85)以及与所述主心管(6)相连通的连接管(81)，所述连接管(81)的底端连通有所述止流组件(88)，所述止流组件(88)的底端密封焊接在支撑筒(82)顶端面上，所述支撑筒(82)的外圆柱面上绕其圆周阵列焊接有多个臂杆(87)，且每个所述臂杆(87)远离支撑筒(82)的一端均通过螺栓(86)适配连接有支撑板(83)，以便于抽吸组件平稳支撑在所述钻井底端的内壁上，所述支撑筒(82)的底端通过转接管(84)连通所述排污泵(85)的排污端。

2.根据权利要求1所述的一种煤层气开采用洗井设备，其特征在于：所述减震管头(12)的内腔中间位置设有套在所述主心管(6)上的减震胶圈(13)，所述减震胶圈(13)的底端设有环管(11)，以便于主心管(6)导正滑动设置在所述流体腔内。

3.根据权利要求2所述的一种煤层气开采用洗井设备，其特征在于：所述止流组件(88)包括导正柱(883)、柱塞(884)、复位弹簧(885)、“十”字型内嵌板(886)以及设置为空腔结构的止流阀座(882)，所述止流阀座(882)的顶端面上凸起形成与所述连接管(81)相连通的止流环(881)，以便于止流阀座(882)通过锁紧圈(89)安装在所述连接管(81)的底端，所述止流阀座(882)内壁两侧的上、下端分别开设有四个槽口，以便于两个所述内嵌板(886)的端头分别置入对应所述槽口，使得两个所述内嵌板(886)分别安装在止流阀座(882)内腔的上、下端，两个所述内嵌板(886)的中心位置连接有导正柱(883)，所述导正柱(883)的外圆柱面上滑动套设有柱塞(884)，且所述柱塞(884)顶端面的边缘固定设置有多个小型柱头，位于所述柱塞(884)上方的所述内嵌板(886)与所述柱塞(884)之间连接有复位弹簧(885)。

4.根据权利要求3所述的一种煤层气开采用洗井设备，其特征在于：所述柱塞(884)的底端面的直径与所述止流阀座(882)的底端口内径相等；所述复位弹簧(885)的弹性恢复力小于所述排污泵(85)的吸进流体对柱塞(884)的推力。

5.根据权利要求1所述的一种煤层气开采用洗井设备，其特征在于：所述防护管(10)的顶端设有两个位于不同水平面上的溢流孔(5)。

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