CN104265356A - 智能型瓦斯治理压裂泵组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能型瓦斯治理压裂泵组，其是由传动压裂执行模块、隔爆型动力模块、远程智能控制模块组成，所述三个模块分别安装在具有活动连接结构的活动分体矿用板车上，且传动压裂执行模块与隔爆型动力模块之间通过联轴器连接，远程智能控制模块直接控制传动压裂执行模块与隔爆型动力模块。本发明智能型瓦斯治理压裂泵组，完全适应井下安全生产及压裂、抽采瓦斯工艺特点，通过设备的运行，使附近地层形成裂缝，提高煤体的透气性，同时提高了瓦斯的抽采率，有效的增加了煤层气的产出。
Description
技术领域
本发明属于煤炭开采与煤矿安全治理设备技术领域，特别针对煤矿井下压裂泵的改进。
背景技术
煤矿安全生产是全国工业安全工作的重中之重，其中煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的第一隐患。国家一直大力鼓励瓦斯治理技术与装备的研发和生产。其中压裂技术在治理瓦斯方面就是一项关键技术。能源、煤炭工业属于国家支柱产业，其中世界主要产煤国都十分重视开发煤层气（瓦斯）。煤层气作为一种优质高效清洁能源，它的大规模开发利用前景十分广阔，煤层气的治理与开发利用还具有一举多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；有效减排温室气体，产生良好的环保效应；作为一种高效、洁净能源，产生巨大的经济效益。治理开采煤层气（瓦斯），将地面压裂引入煤矿井下，实施煤体、岩体增压增透，有效的加速瓦斯产出，形成全新的瓦斯开采与治理设备就势在必行。
发明内容
本发明目的是提供一种智能型瓦斯治理压裂泵组，以适应煤矿井下狭小空间，且具有远程智能控制、安全可靠的瓦斯治理设备，以实现煤矿井下煤层气（瓦斯）的综合治理与开采。
智能型瓦斯治理压裂泵组，其是由传动压裂执行模块、隔爆型动力模块、远程智能控制模块组成，所述三个模块分别安装在具有活动连接结构的活动分体矿用板车上，且传动压裂执行模块与隔爆型动力模块之间通过联轴器连接，远程智能控制模块直接控制传动压裂执行模块与隔爆型动力模块。
传动压裂执行模块是由压裂泵及变速器组成并用于执行工艺；隔爆型动力模块主要由隔爆型电动机组成并为整个系统提供动力源；远程智能控制模块由启动柜、控制柜及远程控制计算机组成并作为整套系统的中枢控制系统工作。
本发明智能型瓦斯治理压裂泵组，完全适应井下安全生产及压裂、抽采瓦斯工艺特点，通过设备的运行，使附近地层形成裂缝，提高煤体的透气性，同时提高了瓦斯的抽采率，有效的增加了煤层气的产出。
本发明主要优点是：
1）三种模块分别安装在活动分体矿用板车设备在完全满足煤矿井下工作条件下，具有移动转厂便捷、运输方便、组装简单等特点；
2）传动压裂执行模块，主泵根据煤矿井下狭小的巷道尺寸设计为高效、节能、超高压负载的短型结构，体积精小、布局合理；主泵通过液力变速器传动及调速，改变工况，使主泵产生不同压力、不同流量，确保了针对煤矿井下不同工况、不同地应力的应用需求；
3）隔爆型动力模块主要由隔爆型电动机及联轴器组成，针对煤矿井下特点防护设计，提供整个泵组动力；
4）远程智能控制系统模块（数据监控系统），由矿用隔爆兼本质安全型软起动器、矿用隔爆兼本质安全型压力泵组用控制箱、矿用通讯电缆、矿用防爆计算机和防爆电动调节阀等连接构成。对其余模块中的压力、流量、油压、油温、转速等信号进行逻辑计算监护，运用控制计算程序，处理即时信息，实施程序保护。远程智能控制系统模块可离其余设备5公里以上操作，实现了煤矿压裂工艺的安全作业。具有较高的使用安全性、可靠性和人性化设计工艺。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为图1俯视图。
图号说明：1、活动分体矿用板车 2、传动压裂执行模块 3、隔爆型动力模块4、远程智能控制系统模块 5、板车连接由壬 6、联轴器。
具体实施方式
1）本发明主要结构简述(见附图1)：
智能型瓦斯治理压裂泵组，由三种模块组成，分别是传动压裂执行模块2、隔爆型动力模块3、远程智能控制模块4组成，其又分别安装在具有活动连接结构的活动分体矿用板车1上，传动压裂执行模块与隔爆型动力模块之间通过联轴器6连接，远程智能控制模块直接控制传动压裂执行模块与隔爆型动力模块。其中传动压裂执行模块是由压裂泵及变速器组成，用于执行工艺的模块，隔爆型动力模块主要由隔爆型电动机组成，为整个系统提供动力源。远程智能控制模块由启动柜、控制柜及远程控制计算机等组成，作为整套系统的中枢，控制系统工作。
智能型瓦斯治理压裂泵组以短型高速泵技术为基础，以智能检测及控制系统研发为核心，针对井下复杂工况，主要目标是安全可靠、体积精小、便于运输。泵组整体布局在活动分体矿用板车1，板车上依次安装传动压裂执行模块2、隔爆型动力模块3、远程智能控制系统模块4；其中传动压裂执行模块2和隔爆型动力模块3之间通过板车连接由壬5及联轴器6连接，远程智能控制系统模块4外形结构不与其他模块相连，但与隔爆型动力模块3电路连接，控制其运行状态及工艺参数；远程智能控制系统模块5与气控模块3的气路连接电控气动远程换档。同时远程智能控制系统模块5还与传动压裂执行模块2电路连接，控制液力变速器换档，监控其各信号点运行状态及工艺参数。
2）、主要工作原理简述:
该泵组作为煤矿开采和瓦斯治理的先期工艺的关键核心设备，具体工作状态为：在巷道的作业面进行开采前，先打压裂孔，一般孔深几十到上百米，安装必须的封孔器、管路等，开始施行压裂作业，远程智能控制系统模块4控制启动隔爆型动力模块3，隔爆型动力模块3将原动力带动传动压裂执行模块2，传动压裂执行模块2是提供高压压裂介质的核心设备，通过传动压裂执行模块2将高压压裂液注入入煤层及岩层中，使附近地层形成裂缝，提高煤体的透气性，同时提高了瓦斯的抽采率，有效的增加了煤层气的产出。同时远程智能控制系统模块4可在井下距作业面1000米外进行远程操作，有效的杜绝了瓦斯突出等灾害对人员的伤害。
3）主要工艺技术参数:
最大流量：Qmax =87.5 m3/h
最高压力：Pmax =70MPa
驱动功率：Nmax =400kW
输送介质：清水
4） 应用结论
该泵组通过对现场的调研和改进，证明完全满足煤矿瓦斯综合治理及开采工艺的工作特点。设备具有远程智能控制、井下自适应性强、超高能力负载、体积适宜井下作业等性能，其中远程化智能控制，能准确的远程监控整机的运行状态及工艺参数，控制液力变速装置的电控远程换档，实现远程超高压调节，整套性能安全可靠，体积精小完全适合煤矿井下的移动及运输，组装便捷。
Claims (2)
1.智能型瓦斯治理压裂泵组，其特征是由传动压裂执行模块（2）、隔爆型动力模块（3）、远程智能控制模块（4）组成，所述三个模块分别安装在具有活动连接结构的活动分体矿用板车（1）上，且传动压裂执行模块（2）与隔爆型动力模块（3）之间通过联轴器（6）连接，远程智能控制模块（4）直接控制传动压裂执行模块（2）与隔爆型动力模块（3）。
2.根据权利要求1所述的智能型瓦斯治理压裂泵组，其特征是传动压裂执行模块（2）是由压裂泵及变速器组成并用于执行工艺；隔爆型动力模块（3）主要由隔爆型电动机组成并为整个系统提供动力源；远程智能控制模块（4）由启动柜、控制柜及远程控制计算机组成并作为整套系统的中枢控制系统工作。
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