CN111042775B

CN111042775B - 一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置

Info

Publication number: CN111042775B
Application number: CN201911365019.5A
Authority: CN
Inventors: 尹中山; 戚明辉; 王东强; 刘虎; 徐强
Original assignee: KEYUAN ENGINEERING TECHNICAL TEST CENTER OF SICHUAN PROVINCE
Current assignee: Sichuan Keyuan Engineering Technology Test Center Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: CN111042775A

Abstract

本发明公开了一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，具体涉及煤层气抽采技术领域，包括真空泵，所述真空泵一侧设有抽采机构；所述抽采机构包括输送管，所述输送管与真空泵输入端固定连接，所述输送管一端固定设有聚合管，所述输送管一侧固定设有多个分水管，所述分水管一侧固定设有吸水管，所述吸水管内部设有多个吸水腔。本发明通过设置抽采机构，对水进行分割吸取，降低吸收量，增加吸水管的数量，从而减小泵吸动能，同时可以控制吸水腔的使用数量，从而增加抽吸力，进而可以对不同深度的井下水进行抽采，有效的增加了抽采方式，可以根据水位的高度变化更换抽采方式，有效的提升了抽采的适应性，提升抽采效率。

Description

一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置

技术领域

本发明涉及煤层气抽采技术领域，更具体地说，本发明涉及一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置。

背景技术

煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料，俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

专利申请公布号CN102373908A的发明专利公开了一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采装置，包括从地面深到煤层的套管，在套管内装有油管，油管内装有大功率超声波换能器，在该换能器下端、连接有增产装置超声波换能器，在该增产装置超声波换能器下端连接有锚定装置；在大功率超声波换能器内设有环形压电组片，还设有与套管内腔相通的进水孔道，该孔道下端有过滤网，上端装有电磁阀和雾化腔液位传感器；该电磁阀上部连通雾化腔；在所述套管下部，管壁上有射孔孔眼；在地面上套管外，还有煤层气出口；在地面上，还有与油管连接的真空泵，以及超声波发生器；真空泵和超声波发生器，由地面上的控制器控制。该装置可完成煤层气井下超声波增产及雾化抽采工作、井下没有机械运动、节能、增加煤层气的解吸总量、降低成本、维护简单。

但是在实际使用时，如该装置在进行抽采的过程中抽采方式单一，不能根据水位的高度变化抽采方式。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，通过设置抽采机构，水通过进液管进入到吸水管内部的多个吸水腔内部，与现有技术对比，对水进行分割吸取，降低吸收量，增加吸水管的数量，从而减小泵吸动能，同时可以控制吸水腔的使用数量，从而增加抽吸力，进而可以对不同深度的井下水进行抽采，有效的增加了抽采方式，可以根据水位的高度变化更换抽采方式，有效的提升了抽采的适应性，提升抽采效率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，包括真空泵，所述真空泵一侧设有抽采机构；

所述抽采机构包括输送管，所述输送管与真空泵输入端固定连接，所述输送管一端固定设有聚合管，所述输送管一侧固定设有多个分水管，所述分水管一侧固定设有吸水管，所述吸水管内部设有多个吸水腔，所述分水管与吸水腔贯通连接，所述吸水管底部固定设有抽水管，多个所述分水管内部均设有第一电磁阀，所述吸水管外侧设有油管，所述吸水管贯穿油管且延伸至外部，所述油管底部固定设有过滤罩，所述油管底部内壁固定设有隔离板，所述隔离板表面设有进液管，所述进液管内部设有第二电磁阀，所述第二电磁阀顶部设有流量阀，所述隔离板顶部设有超声换能器，所述超声换能器顶部设有固定架，所述固定架内侧固定设有排气扇，所述超声换能器和固定架均与油管内壁固定连接，所述油管外侧固定设有超声波振荡器，所述真空泵输出端固定设有第一连接管，所述第一连接管一端固定设有煤层气气水分离器，所述煤层气气水分离器输出端固定设有第二连接管，所述第二连接管一端固定设有液化器。

在一个优选地实施方式中，所述油管外侧设有气体收集机构，所述气体收集机构包括定位升降壳，所述定位升降壳内壁设有密封层，所述密封层由橡胶材料制成，所述定位升降壳与油管滑动连接。

在一个优选地实施方式中，：所述定位升降壳底部表面设有凹槽，所述定位升降壳外侧固定设有挡板，所述挡板底部固定设有密封环。

在一个优选地实施方式中，所述定位升降壳一侧固定设有第一气管，所述第一气管贯穿定位升降壳且延伸至凹槽内部。

在一个优选地实施方式中，所述油管一侧固定设有第二气管，所述第二气管贯穿油管且延伸至内部，所述第一气管一端与液化器固定连接，所述第二气管一端与煤层气气水分离器固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述定位升降壳顶部固定设有固定杆，所述固定杆正面设有第一卡壳，所述固定杆背面设有第二卡壳，所述第一卡壳和第二卡壳一端均与固定杆铰接。

在一个优选地实施方式中，所述第一卡壳一端固定设有第一固定板，所述第一固定板一侧固定设有螺杆，所述螺杆外侧设有蝶形螺母，所述蝶形螺母与螺杆螺纹连接。

在一个优选地实施方式中，所述第二卡壳一侧固定设有第二固定板，所述第二固定板表面设有滑口，所述滑口与螺杆相匹配。

本发明的技术效果和优点：

1、通过设置抽采机构，水通过进液管进入到隔离板顶部位置，设置的流量阀对流入的水量进行有效控制，超声换能器将水雾化后通过油管输送到第二气管内部，通过第二气管将水汽输送到煤层气气水分离器内部进行气水分离，超声波振荡对煤层进行振动，增大煤岩内部的孔隙，提高煤岩的渗透率，水通过进液管进入到吸水管内部的多个吸水腔内部，与现有技术对比，对水进行分割吸取，降低吸收量，增加吸水管的数量，从而减小泵吸动能，同时可以控制吸水腔的使用数量，从而增加抽吸力，进而可以对不同深度的井下水进行抽采，有效的增加了抽采方式，可以根据水位的高度变化更换抽采方式，有效的提升了抽采的适应性，提升抽采效率；

2、通过设置气体收集机构，定位升降壳在油管外侧滑动，之后挡板和密封环与地面接触，从而将井口处进行密封，设置的由橡胶材料制的密封层使得定位升降壳在移动过程中保持密封效果，井下的不溶于水的泄出的煤层气沿着油管与钻孔的间隙处通过凹槽进入到第一气管处，之后排出的气体通过第一气管进入到液化器内部进行液化处理，与现有技术对比，有效的对抽采过程中井下煤层气进行收集，提升对井口煤层气的收集利用率。

3、附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的第一卡壳和第二卡壳结构示意图。

图3为本发明的图1中A部局部结构示意图。

图4为本发明的图1中B部局部结构示意图。

图5为本发明的图1中C部局部结构示意图。

图6为本发明的图1中D部局部结构示意图。

图7为本发明的油管和过滤罩立体示意图。

附图标记为：1真空泵、2抽采机构、3输送管、4聚合管、5分水管、6吸水管、7吸水腔、8抽水管、9第一电磁阀、10油管、11过滤罩、12隔离板、13进液管、14第二电磁阀、15流量阀、16超声换能器、17固定架、18排气扇、19超声波振荡器、20第一连接管、21煤层气气水分离器、22第二连接管、23液化器、24气体收集机、25定位升降壳、26密封层、27凹槽、28挡板、29密封环、30第一气管、31第二气管、32固定杆、33第一卡壳、34第二卡壳、35第一固定板、36螺杆、37蝶形螺母、38第二固定板、39滑口。

4、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。

如附图1-7所示的一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，包括真空泵1，所述真空泵1一侧设有抽采机构2；

所述抽采机构2包括输送管3，所述输送管3与真空泵1输入端固定连接，所述输送管3一端固定设有聚合管4，所述输送管3一侧固定设有多个分水管5，所述分水管5一侧固定设有吸水管6，所述吸水管6内部设有多个吸水腔7，所述分水管5与吸水腔7贯通连接，所述吸水管6底部固定设有抽水管8，多个所述分水管5内部均设有第一电磁阀9，所述吸水管6外侧设有油管10，所述吸水管6贯穿油管10且延伸至外部，所述油管10底部固定设有过滤罩11，所述油管10底部内壁固定设有隔离板12，所述隔离板12表面设有进液管13，所述进液管13内部设有第二电磁阀14，所述第二电磁阀14顶部设有流量阀15，所述隔离板12顶部设有超声换能器16，所述超声换能器16顶部设有固定架17，所述固定架17内侧固定设有排气扇18，所述超声换能器16和固定架17均与油管10内壁固定连接，所述油管10外侧固定设有超声波振荡器19，所述真空泵1输出端固定设有第一连接管20，所述第一连接管20一端固定设有煤层气气水分离器21，所述煤层气气水分离器21输出端固定设有第二连接管22，所述第二连接管22一端固定设有液化器23。

实施方式具体为：煤层气在地层压力作用下，煤层气随着水从过滤罩11进入到油管10内部，打开第二电磁阀14，水通过进液管13进入到隔离板12顶部位置，设置的流量阀15对流入的水量进行有效控制，之后打开超声换能器16，超声换能器16将水雾化后通过油管10输送到第二气管31内部，打开排气扇18，之后雾化后的水汽进入通过排气扇18进行输送，通过第二气管31将水汽输送到煤层气气水分离器21内部进行气水分离，同时可以打开超声波振荡器19，超声波振荡器19对煤层进行振动，增大煤岩内部的孔隙，提高煤岩的渗透率，当水量较少或者水位距离地面较近时，打开真空泵1、第二电磁阀14和第一电磁阀9，之后水通过进液管13进入到吸水管6内部的多个吸水腔7内部，对水进行分割吸取，降低吸收量，增加吸水管6的数量，从而减小泵吸动能，同时可以控制吸水腔7的使用数量，从而增加抽吸力，进而可以对不同深度的井下水进行抽采，之后将水通过第一连接管20输送到煤层气气水分离器21进行气水分离，之后经过液化器23的液化后输出存储，有效的增加了抽采方式，可以根据水位的高度变化更换抽采方式，有效的提升了抽采的适应性，提升抽采效率，该实施方式具体解决了现有技术中存在的在进行抽采的过程中抽采方式单一，不能根据水位的高度变化抽采方式的问题。

如附图4所示的一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，还包括气体收集机构24，所述气体收集机构24设置在油管10外，所述气体收集机构24包括定位升降壳25，所述定位升降壳25内壁设有密封层26，所述密封层26由橡胶材料制成，所述定位升降壳25与油管10滑动连接；

所述定位升降壳25底部表面设有凹槽27，所述定位升降壳25外侧固定设有挡板28，所述挡板28底部固定设有密封环29；

所述定位升降壳25一侧固定设有第一气管30，所述第一气管30贯穿定位升降壳25且延伸至凹槽27内部；

所述油管10一侧固定设有第二气管31，所述第二气管31贯穿油管10且延伸至内部，所述第一气管30一端与液化器23固定连接，所述第二气管31一端与煤层气气水分离器21固定连接；

所述定位升降壳25顶部固定设有固定杆32，所述固定杆32正面设有第一卡壳33，所述固定杆32背面设有第二卡壳34，所述第一卡壳33和第二卡壳34一端均与固定杆32铰接；

所述第一卡壳33一端固定设有第一固定板35，所述第一固定板35一侧固定设有螺杆36，所述螺杆36外侧设有蝶形螺母37，所述蝶形螺母37与螺杆36螺纹连接；

所述第二卡壳34一侧固定设有第二固定板38，所述第二固定板38表面设有滑口39，所述滑口39与螺杆36相匹配。

实施方式具体为：定位升降壳25在油管10外侧滑动，之后挡板28和密封环29与地面接触，从而将井口处进行密封，设置的由橡胶材料制的密封层26使得定位升降壳25在移动过程中保持密封效果，之后将第一卡壳33和第二卡壳34翻转卡合，使得第一卡壳33和第二卡壳34对油管10进行夹持固定，之后螺杆36滑入到第二固定板38表面设有的滑口39内部，之后旋转蝶形螺母37，使得蝶形螺母37对第二固定板38进行挤压固定，从而将定位升降壳25与油管10进行固定，之后井下的不溶于水的泄出的煤层气沿着油管10与钻孔的间隙处通过凹槽27进入到第一气管30处，之后排出的气体通过第一气管30进入到液化器23内部进行液化处理，有效的对抽采过程中井下煤层气进行收集，提升对井口煤层气的收集利用率，该实施方式具体解决了现有技术中存在的抽采过程中井下煤层气容易从井口漏出，井口煤层气得不到很好的收集利用的问题。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-7，水通过进液管13进入到隔离板12顶部位置，设置的流量阀15对流入的水量进行有效控制，超声换能器16将水雾化后通过油管10输送到第二气管31内部，通过第二气管31将水汽输送到煤层气气水分离器21内部进行气水分离，超声波振荡对煤层进行振动，增大煤岩内部的孔隙，提高煤岩的渗透率，水通过进液管13进入到吸水管6内部的多个吸水腔7内部，对水进行分割吸取，降低吸收量，增加吸水管6的数量，从而减小泵吸动能，同时可以控制吸水腔7的使用数量，从而增加抽吸力，进而可以对不同深度的井下水进行抽采，有效的增加了抽采方式，可以根据水位的高度变化更换抽采方式，有效的提升了抽采的适应性，提升抽采效率；

参照说明书附图4，定位升降壳25在油管10外侧滑动，之后挡板28和密封环29与地面接触，从而将井口处进行密封，设置的由橡胶材料制的密封层26使得定位升降壳25在移动过程中保持密封效果，井下的不溶于水的泄出的煤层气沿着油管10与钻孔的间隙处通过凹槽27进入到第一气管30处，之后排出的气体通过第一气管30进入到液化器23内部进行液化处理，有效的对抽采过程中井下煤层气进行收集，提升对井口煤层气的收集利用率。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，包括真空泵（1），其特征在于：所述真空泵（1）一侧设有抽采机构（2）；

所述抽采机构（2）包括输送管（3），所述输送管（3）与真空泵（1）输入端固定连接，所述输送管（3）一端固定设有聚合管（4），所述输送管（3）一侧固定设有多个分水管（5），所述分水管（5）一侧固定设有吸水管（6），所述吸水管（6）内部设有多个吸水腔（7），所述分水管（5）与吸水腔（7）贯通连接，所述吸水管（6）底部固定设有抽水管（8），多个所述分水管（5）内部均设有第一电磁阀（9），所述吸水管（6）外侧设有油管（10），所述吸水管（6）贯穿油管（10）且延伸至外部，所述油管（10）底部固定设有过滤罩（11），所述油管（10）底部内壁固定设有隔离板（12），所述隔离板（12）表面设有进液管（13），所述进液管（13）内部设有第二电磁阀（14），所述第二电磁阀（14）顶部设有流量阀（15），所述隔离板（12）顶部设有超声换能器（16），所述超声换能器（16）顶部设有固定架（17），所述固定架（17）内侧固定设有排气扇（18），所述超声换能器（16）和固定架（17）均与油管（10）内壁固定连接，所述油管（10）外侧固定设有超声波振荡器（19），所述真空泵（1）输出端固定设有第一连接管（20），所述第一连接管（20）一端固定设有煤层气气水分离器（21），所述煤层气气水分离器（21）输出端固定设有第二连接管（22），所述第二连接管（22）一端固定设有液化器（23）；

所述油管（10）外侧设有气体收集机构（24），所述气体收集机构（24）包括定位升降壳（25），所述定位升降壳（25）内壁设有密封层（26），所述密封层（26）由橡胶材料制成，所述定位升降壳（25）与油管（10）滑动连接；所述定位升降壳（25）底部表面设有凹槽（27），所述定位升降壳（25）外侧固定设有挡板（28），所述挡板（28）底部固定设有密封环（29）；所述定位升降壳（25）一侧固定设有第一气管（30），所述第一气管（30）贯穿定位升降壳（25）且延伸至凹槽（27）内部。

2.根据权利要求1所述的一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，其特征在于：所述油管（10）一侧固定设有第二气管（31），所述第二气管（31）贯穿油管（10）且延伸至内部，所述第一气管（30）一端与液化器（23）固定连接，所述第二气管（31）一端与煤层气气水分离器（21）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，其特征在于：所述定位升降壳（25）顶部固定设有固定杆（32），所述固定杆（32）正面设有第一卡壳（33），所述固定杆（32）背面设有第二卡壳（34），所述第一卡壳（33）和第二卡壳（34）一端均与固定杆（32）铰接。

4.根据权利要求3所述的一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，其特征在于：所述第一卡壳（33）一端固定设有第一固定板（35），所述第一固定板（35）一侧固定设有螺杆（36），所述螺杆（36）外侧设有蝶形螺母（37），所述蝶形螺母（37）与螺杆（36）螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的一种煤层气井下超声波增产及雾化抽采的装置，其特征在于：所述第二卡壳（34）一侧固定设有第二固定板（38），所述第二固定板（38）表面设有滑口（39），所述滑口（39）与螺杆（36）相匹配。