CN107060670B - 一种煤层气开采用去除煤渣装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤层气开采用去除煤渣装置，其包括依次连接的连接头、一级喷接段、一级旋流离心分离段、二级喷接段、二级旋流离心分离段和末级分离段，末级分离段设置有煤渣流出口，一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上均设置有井液出口，且一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上的井液出口以及末级分离段上的井液流出口混合后与抽液泵的进液口连通。本发明的煤渣去除装置可以很好的对井液中的煤粉与煤渣进行去除，可有效的防止煤粉、煤渣对抽吸泵产生卡泵、堵塞现象，本发明利用两级分离，并加设末级分离，可以除去95%以上的煤渣甚至煤粉，本发明分离效率高，完全可以实现对抽吸泵的供给，不会导致抽吸泵的低负荷运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤层气开采用去除煤渣装置，属于煤层气开采技术领域。
背景技术
我国是产煤大国，煤气资源十分丰富，开发利用煤层气资源不仅可实现洁净能源的有效利用，还可以有效的减少温室气体的排放，达到节能减排的目的，更为关键的是，开发利用煤层气可减少或避免采煤过程中的瓦斯事故。
对于煤层气的开采来说，煤层气在开采过程中，需要通过排出井内的水，降低井底煤层的压力，进而实现煤层气的解吸开采。所用排水设备为抽水泵、 螺杆泵和电动潜水离心泵。
但是，我国煤层气埋藏浅、采出液中经常含有大量的煤渣或者煤粉， 这就导致在排采过程中经常伴有煤粉、煤渣等。这样，在对井内的井液进行抽采时，井液中的煤粉与煤渣经常造成抽水泵设备的泵堵、卡泵和磨损等事故， 甚至容易烧坏泵机，严重影响了煤层气井的正常开采，而且，一旦出现事故，容易造成煤层气的卸井，影响开采安全。
发明内容
本发明针对现有的技术问题，提供一种煤层气开采用去除煤渣装置，目的是提高煤层气开采的效率，提高安全性，对煤层气开采中的井液的煤渣进行去除，防止井液泵的堵塞等，拟解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤层气开采用去除煤渣装置，其包括连接头、一级喷接段、一级旋流离心分离段、二级喷接段、二级旋流离心分离段和末级分离段，其特征在于，所述连接头的进液端连接设置在煤层气排井液管上，所述的连接头的出液端连接在一级喷接段的进液端，所述一级喷接段的出液端连接所述一级旋流离心分离段进液端，所述的一级旋流离心分离段的出液端连接在二级喷接段的进液端，所述二级喷接段的出液端连接所述二级旋流离心分离段进液端，所述二级旋流离心分离段出液端连接末级分离段，所述末级分离段设置有煤渣流出口，所述一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上均设置有井液出口，且一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上的井液出口以及末级分离段上的井液流出口混合后与抽液泵的进液口连通。
进一步，作为优选，所述一级喷接段与二级喷接段结构相同，且均包括喷接本体、锥形导流块、喷流盘和喷头，其中，所述喷接本体上设置有锥形通孔，所述锥形通孔的小端为进液端，所述锥形通孔内靠近出液端侧固定设置有喷流盘，所述喷流盘的出液侧设置有多个喷头，所述喷流盘的靠近连接头的一侧一体设置有锥形导流块，所述锥形导流块伸入所述连接头的通孔设置，所述锥形导流块的端部的锥角为25-32°。
进一步，作为优选，所述一级旋流离心分离段与二级旋流离心分离段结构相同，且均包括分离段本体、硬质合金旋转盘、直驱电机和轴承，其中，所述的硬质合金旋转盘包括分离段和旋转驱动段，所述旋转驱动段采用所述轴承固定支撑在所述分离段本体的轴承座内，所述的旋转驱动段的外壁上固定有直驱电机的直驱电机转子，所述分离段本体的内壁上设置有直驱电机定子，所述直驱电机定子与直驱电机转子构成直驱电机对硬质合金旋转盘进行驱动高速旋转，所述的硬质合金旋转盘的分离段靠近所述喷头设置，且所述的硬质合金旋转盘的分离段上设置有沿着径向倾斜的多个旋流孔，所述的硬质合金旋转盘的外壁与旋流离心分离段之间构成井液流出流道，一级旋流离心分离段的井液流出流道与二级旋流离心分离段的井液流出流道通过混合三通混集后连接抽液泵的进液口。
进一步，作为优选，所述末级分离段为过滤分离，其包括过滤分离本体和过滤网膜，所述过滤分离本体内设置有井液流道，所述井液流道的端部设置有过滤网膜，所述过滤网膜的出液侧连接所述的抽液泵的进液口，所述的过滤网膜的进液侧的过滤分离本体上设置有煤渣流出口，所述煤渣流出口。
进一步，作为优选，所述连接头、一级喷接段、一级旋流离心分离段、二级喷接段、二级旋流离心分离段和末级分离段之间采用螺纹连接设置。
进一步，作为优选，所述硬质合金旋转盘的旋转驱动端的外壁与旋流离心分离段的内壁之间设置有双层的旋转密封圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的煤渣去除装置可以很好的对井液中的煤粉与煤渣进行去除，可有效的防止煤粉、煤渣对抽吸泵产生卡泵、堵塞现象，本发明利用两级分离，并加设末级分离，可以除去95%以上的煤渣甚至煤粉，本发明在去除时，通过喷接段的喷射，将井液喷射在分离段的硬质合金旋转盘上，硬质合金旋转盘采用直驱电机高度驱动，这样，井液中的液体会由高速甩出，实现分离，而固相的煤渣继续流入下一级分离段，最终流向末级分离段，末级分离段通过过滤网膜将煤渣分离排出，这样经过分离后的液相再进入抽吸泵，可以防止卡泵、堵塞现象，本发明分离效率高，完全可以实现对抽吸泵的供给，不会导致抽吸泵的低负荷运行。
附图说明
图1是本发明的一种煤层气开采用去除煤渣装置的结构示意图；
其中，1、连接头，2、一级喷接段，3、混合三通，4、一级旋流离心分离段，5、二级喷接段，6、二级旋流离心分离段，7、末级分离段，8、过滤网膜，9、锥形导流块，10、喷流盘，11、喷头，12、硬质合金旋转盘，13、旋流孔，14、直驱电机定子，15、直驱电机转子，16、井液流出口，17、煤渣流出口。
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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种煤层气开采用去除煤渣装置，其包括连接头1、一级喷接段2、一级旋流离心分离段4、二级喷接段5、二级旋流离心分离段6和末级分离段7，其特征在于，所述连接头1的进液端连接设置在煤层气排井液管上，所述的连接头1的出液端连接在一级喷接段2的进液端，所述一级喷接段2的出液端连接所述一级旋流离心分离段4进液端，所述的一级旋流离心分离段4的出液端连接在二级喷接段5的进液端，所述二级喷接段5的出液端连接所述二级旋流离心分离段6进液端，所述二级旋流离心分离段6出液端连接末级分离段7，所述末级分离段7设置有煤渣流出口17，所述一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上均设置有井液出口，且一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上的井液出口以及末级分离段上的井液流出口16混合后与抽液泵的进液口连通。
其中，所述一级喷接段与二级喷接段结构相同，且均包括喷接本体、锥形导流块9、喷流盘10和喷头11，其中，所述喷接本体上设置有锥形通孔，所述锥形通孔的小端为进液端，所述锥形通孔内靠近出液端侧固定设置有喷流盘10，所述喷流盘10的出液侧设置有多个喷头11，所述喷流盘10的靠近连接头的一侧一体设置有锥形导流块9，所述锥形导流块9伸入所述连接头1的通孔设置，所述锥形导流块的端部的锥角为25-32°。
在本实施例中，所述一级旋流离心分离段与二级旋流离心分离段结构相同，且均包括分离段本体、硬质合金旋转盘12、直驱电机和轴承，其中，所述的硬质合金旋转盘12包括分离段和旋转驱动段，所述旋转驱动段采用所述轴承固定支撑在所述分离段本体的轴承座内，所述的旋转驱动段的外壁上固定有直驱电机的直驱电机转子15，所述分离段本体的内壁上设置有直驱电机定子14，所述直驱电机定子14与直驱电机转子15构成直驱电机对硬质合金旋转盘进行驱动高速旋转，所述的硬质合金旋转盘的分离段靠近所述喷头设置，且所述的硬质合金旋转盘的分离段上设置有沿着径向倾斜的多个旋流孔13，所述的硬质合金旋转盘的外壁与旋流离心分离段之间构成井液流出流道，一级旋流离心分离段的井液流出流道与二级旋流离心分离段的井液流出流道通过混合三通3混集后连接抽液泵的进液口。
所述末级分离段为过滤分离，其包括过滤分离本体和过滤网膜8，所述过滤分离本体内设置有井液流道，所述井液流道的端部设置有过滤网膜8，所述过滤网膜的出液侧连接所述的抽液泵的进液口，所述的过滤网膜的进液侧的过滤分离本体上设置有煤渣流出口，所述煤渣流出口。
为了便于安装与装配，所述连接头、一级喷接段、一级旋流离心分离段、二级喷接段、二级旋流离心分离段和末级分离段之间采用螺纹连接设置。为了确保密封性，所述硬质合金旋转盘的旋转驱动端的外壁与旋流离心分离段的内壁之间设置有双层的旋转密封圈。
本发明的煤渣去除装置可以很好的对井液中的煤粉与煤渣进行去除，可有效的防止煤粉、煤渣对抽吸泵产生卡泵、堵塞现象，本发明利用两级分离，并加设末级分离，可以除去95%以上的煤渣甚至煤粉，本发明在去除时，通过喷接段的喷射，将井液喷射在分离段的硬质合金旋转盘上，硬质合金旋转盘采用直驱电机高度驱动，这样，井液中的液体会由高速甩出，实现分离，而固相的煤渣继续流入下一级分离段，最终流向末级分离段，末级分离段通过过滤网膜将煤渣分离排出，这样经过分离后的液相再进入抽吸泵，可以防止卡泵、堵塞现象，本发明分离效率高，完全可以实现对抽吸泵的供给，不会导致抽吸泵的低负荷运行。
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去除煤渣装置，其包括连接头、一级喷接段、一级旋流离心分离段、二级喷接段、二级旋流离心分离段和末级分离段，其特征在于，所述连接头的进液端连接设置在煤层气排井液管上，所述的连接头的出液端连接在一级喷接段的进液端，所述一级喷接段的出液端连接所述一级旋流离心分离段进液端，所述的一级旋流离心分离段的出液端连接在二级喷接段的进液端，所述二级喷接段的出液端连接所述二级旋流离心分离段进液端，所述二级旋流离心分离段出液端连接末级分离段，所述末级分离段设置有煤渣流出口，所述一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上均设置有井液出口，且一级旋流离心分离段和二级旋流离心分离段上的井液出口以及末级分离段上的井液流出口混合后与抽液泵的进液口连通；
所述一级喷接段与二级喷接段结构相同，且均包括喷接本体、锥形导流块、喷流盘和喷头，其中，所述喷接本体上设置有锥形通孔，所述锥形通孔的小端为进液端，所述锥形通孔内靠近出液端侧固定设置有喷流盘，所述喷流盘的出液侧设置有多个喷头，所述喷流盘的靠近连接头的一侧一体设置有锥形导流块，所述锥形导流块伸入所述连接头的通孔设置，所述锥形导流块的端部的锥角为25-32°。
2.根据权利要求1所述的一种煤层气开采用去除煤渣装置，其特征在于：所述一级旋流离心分离段与二级旋流离心分离段结构相同，且均包括分离段本体、硬质合金旋转盘、直驱电机和轴承，其中，所述的硬质合金旋转盘包括分离段和旋转驱动段，所述旋转驱动段采用所述轴承固定支撑在所述分离段本体的轴承座内，所述的旋转驱动段的外壁上固定有直驱电机的直驱电机转子，所述分离段本体的内壁上设置有直驱电机定子，所述直驱电机定子与直驱电机转子构成直驱电机对硬质合金旋转盘进行驱动高速旋转，所述的硬质合金旋转盘的分离段靠近所述喷头设置，且所述的硬质合金旋转盘的分离段上设置有沿着径向倾斜的多个旋流孔，所述的硬质合金旋转盘的外壁与旋流离心分离段之间构成井液流出流道，一级旋流离心分离段的井液流出流道与二级旋流离心分离段的井液流出流道通过混合三通混集后连接抽液泵的进液口。
3.根据权利要求1所述的一种煤层气开采用去除煤渣装置，其特征在于：所述末级分离段为过滤分离，其包括过滤分离本体和过滤网膜，所述过滤分离本体内设置有井液流道，所述井液流道的端部设置有过滤网膜，所述过滤网膜的出液侧连接所述的抽液泵的进液口，所述的过滤网膜的进液侧的过滤分离本体上设置有煤渣流出口。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种煤层气开采用去除煤渣装置，其特征在于：所述连接头、一级喷接段、一级旋流离心分离段、二级喷接段、二级旋流离心分离段和末级分离段之间采用螺纹连接设置。
5.根据权利要求2所述的一种煤层气开采用去除煤渣装置，其特征在于：所述硬质合金旋转盘的旋转驱动端的外壁与旋流离心分离段的内壁之间设置有双层的旋转密封圈。
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