CN112459997A - 一种低渗透煤层气增透用压缩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其包括外机体壳、供气装置、输送管件、压缩组件以及存气装置，其中，所述外机体壳的下端面横向设置有支撑底座，所述外机体壳的上端面一侧横向固定有供气装置，所述供气装置将煤层气气爆增透用气体恒压输送至压缩组件；所述压缩组件通过输送管件与所述供气装置相连通，所述压缩组件对增透用气体进行局部增压，使得其内部压力阀值达到气爆工作标准；所述外机体壳的上端面还竖直安装有存气装置，所述存气装置的一侧贯穿连通有排气管件，并由所述排气管件将压缩组件内的增透用气体排送至存气装置内，所述存气装置内呈密封封堵状态，对增透用气体进行密封存储。

Description

一种低渗透煤层气增透用压缩装置
技术领域
本发明涉及压缩装置设备技术领域，具体为一种低渗透煤层气增透用压缩装置。
背景技术
煤层气的主要成分是CH4(甲烷)，与煤炭伴生、可以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2～5倍，主要成分为甲烷。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，而且燃烧后很洁净，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。在能源需求不断增长的今天，集成多功能的微型煤层气压缩机的研制迫在眉睫。提高煤层透气性，方法之一就是气爆增透技术，它是利用空压机对气体压缩加压至一定压力，使得高压气体在煤层内瞬间释放，利用瞬间释放高压气体的冲击效应先生成出事径向裂纹，再依靠高压气体的尖劈压裂效应扩展初始裂纹，提高煤层的透气性。现有的压缩装置在进行气体压缩工作时，其内部工作效率呈恒定状态，一般在压缩气体中不能根据存储气压量作相对应变化，使得其在存储气压量高压状态下依旧进行高压运作，易导致内部气压受压过大而造成炸裂，而采用预先断供的方式也会造成内部存储气压量未满或未能达到预留压力最高值，因此有必要提出一种低渗透煤层气增透用压缩装置，以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其包括外机体壳、供气装置、输送管件、压缩组件以及存气装置，其中，所述外机体壳的下端面横向设置有支撑底座，所述支撑底座与外机体壳之间采用多个螺栓铆接固定，所述外机体壳的上端面一侧横向固定有供气装置，所述供气装置将煤层气气爆增透用气体恒压输送至压缩组件；
所述压缩组件通过输送管件与所述供气装置相连通，所述压缩组件对增透用气体进行局部增压，使得其内部压力阀值达到气爆工作标准；
所述外机体壳的上端面还竖直安装有存气装置，所述存气装置的一侧贯穿连通有排气管件，并由所述排气管件将压缩组件内的增透用气体排送至存气装置内，所述存气装置内呈密封封堵状态，对增透用气体进行密封存储。
作为本发明的一种优选技术方案，所述压缩组件包括固定座、导向套壳、外壳轴件、内固定导件、主驱动轮以及分级压缩组件，其中，所述外壳轴件的下端面安装有固定座，所述固定座与支撑底座相固定，所述外壳轴件的一侧同轴内嵌卡接有导向套壳，所述导向套壳内横向设置有内固定导件；
所述内固定导件内可相对转动的设置有主驱动轮，所述主驱动轮由设置在内固定导件内的旋转电机进行圆周旋转驱动，所述主驱动轮上通过连接传带与副轴轮连接传动；
所述外壳轴件内横向固定有分级压缩组件，所述分级压缩组件将压缩工作流程具体分为内低压与内高压，即在存气装置呈现留空或存储有少量增透用气体时，所述分级压缩组件进行高压快速工作；在存气装置呈现即将饱满或存储有大量增透用气体时，所述分级压缩组件进行低压稳定工作；
所述副轴轮上铰接有传动支杆，所述传动支杆的一端与所述分级压缩组件通过内置球形连接件转动连接，并驱动所述分级压缩组件作横向匀速运动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分级压缩组件包括安装端座、保护套件、密封导件、轴向套、连接支件、液压伸缩杆以及压缩单件，其中，所述保护套件的一侧连接固定有安装端座，且所述保护套件内同轴设置有密封导件，所述密封导件内上下对称设置有多个压缩单件，各所述压缩单件上远离所述安装端座的一侧通过固定排管相连通，所述固定排管与所述排气管件的一端连接固定；
所述安装端座内横向固定有轴向套，所述轴向套与所述安装端座呈同心圆结构，且所述轴向套内可相对左右滑动的贯穿设置有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端固定有连接支件，所述连接支件与各所述压缩单件连接固定，使得该压缩单件通过连接支件的横向传动进行压缩工作；
各所述压缩单件与输送管件相连通，且，所述输送管件上连通有辅助排管，所述辅助排管的一端通过伸缩软管与所述压缩单件相连通，使得当所述压缩单件进行高压快速工作时，其经由输送管件对内输送供气，并进行压缩；当所述压缩单件进行低压稳定工作时，其经由辅助排管对内供气排放，并进行压缩。
作为本发明的一种优选技术方案，所述压缩单件还包括密封套筒、活动柱塞、连接铸件以及内置圈层，其中，所述密封套筒内可相对左右滑动的设置有活动柱塞，该活动柱塞与所述密封套筒呈同心圆结构，所述活动柱塞的一端通过连接铸件与所述连接支件相固定，且所述密封套筒内贴合设置有内置圈层，所述内置圈层与活动柱塞密封衔接，使得当所述液压伸缩杆呈收缩状态时，该活动柱塞在内置圈层内进行活动压缩；
所述活动柱塞与连接铸件之间设置有内压组件，该所述内压组件在伸缩液压伸缩杆呈伸出状态时进行压缩工作，并对增透用气体进行微量抽压，形成低压稳定工作状态。
作为本发明的一种优选技术方案，所述内压组件包括导流座、连接导管、伸缩杆件以及密封轴件，其中，所述活动柱塞靠近所述连接铸件的一侧端面横向固定有伸缩杆件，所述伸缩杆件上安装有导流座，所述导流座靠近所述活动柱塞的一侧固定有连接导管，所述连接导管可相对滑动的嵌入贴合在所述密封套筒内；
所述伸缩杆件上靠近所述活动柱塞的一端还设置有密封轴件，该密封轴件与所述内置圈层相互贴合，使得当所述伸缩液压伸缩杆呈伸出状态时，所述活动柱塞部分外凸于所述内置圈层，所述导流座伸入所述密封轴件内，在辅助排管对导流座输送增透用气体时，其经由密封轴件与连接导管进行初步压缩，并在密封轴件伸出脱离所述内置圈层时将增透用气体送至密封套筒内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述伸缩杆件的圆周外侧阵列设置有多个复位弹簧。
作为本发明的一种优选技术方案，所述密封导件的管壁上还贯穿设置由排放管，所述排放管定期将密封导件内的微量渗漏气体及时排出。
作为本发明的一种优选技术方案，所述存气装置还包括外存放筒、导流内筒、导流环圈以及固定管，所述外存放筒内竖直设置由导流内筒；
所述导流内筒的横截面呈倒凹字型结构，使得增透用气体初步进入外存放筒内时进行快速沉降作用，当输送压入一定量后，沿导流内筒上升并通过设置在导流内筒内的分流喷头进行分流，再沉降至导流内筒内；
所述导流内筒的圆周外侧还套接设置有导流环圈；所述导流内筒与所述固定管相连通。
与现有技术相比，本发明提供了一种低渗透煤层气增透用压缩装置，具备以下有益效果：
本发明中，通过将供气装置内输送的增透用气体由压缩组件压入存气装置内进行存储，从而使得其内部达到气爆工作标准，此中，在对增透用气体进行压缩工作时，将压缩工作流程具体分为内低压与内高压的两种工作情况，其一为，在存气装置呈现留空或存储有少量增透用气体时，由分级压缩组件进行高压快速工作；另一位，存气装置呈现即将饱满或存储有大量增透用气体时，分级压缩组件进行低压稳定工作，不仅可根据存储量进行工作压缩状态的调整，还可在压入气体达到预警阀值时进行低压稳定工作，提高气体压缩安全可靠性，且能最大化压入增透用气体，使得其完全充入压缩至存气装置内；同时，该存气装置内部呈现“沉-浮-沉”的流动轨迹，相对于直降式存储具有较高的防漏保存效果，确保内部气压阀值稳定在使用工作标准内。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中压缩组件的结构示意图；
图3为本发明中分级压缩组件的局部示意图；
图4为本发明中压缩单件的结构示意图；
图5为本发明中内压组件的结构示意图；
图6为本发明中存气装置的剖视图；
图中：1外机体壳、2供气装置、201输送管件、202辅助排管、3压缩组件、301导向套壳、302外壳轴件、303内固定导件、304主驱动轮、305连接传带、306副轴轮、307固定座、4排气管件、5存气装置、501外存放筒、502导流内筒、503导流环圈、504分流喷头、505固定管、6分级压缩组件、601保护套件、602安装端座、603密封导件、604轴向套、605液压伸缩杆、606连接支件、607排放管、608固定排管、7压缩单件、701密封套筒、702内置圈层、703活动柱塞、704连接铸件、8内压组件、801导流座、802连接导管、803伸缩杆件、804密封轴件、805复位弹簧。
具体实施方式
参照图1，本发明提供一种技术方案：一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其包括外机体壳1、供气装置2、输送管件201、压缩组件3以及存气装置5，其中，所述外机体壳1的下端面横向设置有支撑底座，所述支撑底座与外机体壳1之间采用多个螺栓铆接固定，所述外机体壳1的上端面一侧横向固定有供气装置2，所述供气装置2将煤层气气爆增透用气体恒压输送至压缩组件3；
所述压缩组件3通过输送管件201与所述供气装置2相连通，所述压缩组件3对增透用气体进行局部增压，使得其内部压力阀值达到气爆工作标准；
所述外机体壳1的上端面还竖直安装有存气装置5，所述存气装置5的一侧贯穿连通有排气管件，并由所述排气管件4将压缩组件内的增透用气体排送至存气装置5内，所述存气装置5内呈密封封堵状态，对增透用气体进行密封存储，也就是说，供气装置对压缩组件进行供气工作时，压缩组件将其压入存气装置进行恒压存储，形成高压气体，此中，供气装置、压所组件与存气装置之间均设置由单向气阀(图中未示出)，防止其内部气流倒流。
参照图2，本实施例中，所述压缩组件3包括固定座307、导向套壳301、外壳轴件302、内固定导件303、主驱动轮304以及分级压缩组件6，其中，所述外壳轴件302的下端面安装有固定座307，所述固定座307与支撑底座相固定，所述外壳轴件302的一侧同轴内嵌卡接有导向套壳301，所述导向套壳301内横向设置有内固定导件303；
所述内固定导件303内可相对转动的设置有主驱动轮304，所述主驱动轮304由设置在内固定导件303内的旋转电机(图中未示出)进行圆周旋转驱动，所述主驱动轮304上通过连接传带305与副轴轮306连接传动；
所述外壳轴件302内横向固定有分级压缩组件6，所述分级压缩组件6将压缩工作流程具体分为内低压与内高压，即在存气装置5呈现留空或存储有少量增透用气体时，所述分级压缩组件6进行高压快速工作；在存气装置5呈现即将饱满或存储有大量增透用气体时，所述分级压缩组件6进行低压稳定工作；
所述副轴轮306上铰接有传动支杆，所述传动支杆的一端与所述分级压缩组件6通过内置球形连接件转动连接，并驱动所述分级压缩组件6作横向匀速运动，可进行持续稳定工作。
参照图3，本实施例中，所述分级压缩组件6包括安装端座602、保护套件601、密封导件603、轴向套604、连接支件606、液压伸缩杆605以及压缩单件7，其中，所述保护套件601的一侧连接固定有安装端座602，且所述保护套件601内同轴设置有密封导件603，所述密封导件603内上下对称设置有多个压缩单件7，各所述压缩单件7上远离所述安装端座602的一侧通过固定排管608相连通，所述固定排管608与所述排气管件4的一端连接固定；
所述安装端座602内横向固定有轴向套604，所述轴向套604与所述安装端座602呈同心圆结构，且所述轴向套604内可相对左右滑动的贯穿设置有液压伸缩杆605，所述液压伸缩杆605的输出端固定有连接支件606，所述连接支件606与各所述压缩单件7连接固定，使得该压缩单件7通过连接支件606的横向传动进行压缩工作；
各所述压缩单件7与输送管件201相连通，且，所述输送管件201上连通有辅助排管202，所述辅助排管202的一端通过伸缩软管与所述压缩单件7相连通，使得当所述压缩单件7进行高压快速工作时，其经由输送管件201对内输送供气，并进行压缩；当所述压缩单件7进行低压稳定工作时，其经由辅助排管202对内供气排放，并进行压缩，此中，根据存放装置内具体气压控制压缩单件的方式，使得其可呈现高压快速工作状态或低压稳定工作，保证气体压入效率的同时，提高气体压缩稳定性。
参照图4，本实施例中，所述压缩单件7还包括密封套筒701、活动柱塞703、连接铸件704以及内置圈层702，其中，所述密封套筒701内可相对左右滑动的设置有活动柱塞703，该活动柱塞703与所述密封套筒701呈同心圆结构，所述活动柱塞703的一端通过连接铸件704与所述连接支件606相固定，且所述密封套筒701内贴合设置有内置圈层702，所述内置圈层702与活动柱塞703密封衔接，使得当所述液压伸缩杆605呈收缩状态时，该活动柱塞703在内置圈层702内进行活动压缩；
所述活动柱塞703与连接铸件704之间设置有内压组件8，该所述内压组件8在伸缩液压伸缩杆605呈伸出状态时进行压缩工作，并对增透用气体进行微量抽压，形成低压稳定工作状态。
参照图5，本实施例中，所述内压组件8包括导流座801、连接导管802、伸缩杆件803以及密封轴件804，其中，所述活动柱塞703靠近所述连接铸件704的一侧端面横向固定有伸缩杆件803，所述伸缩杆件803上安装有导流座801，所述导流座801靠近所述活动柱塞703的一侧固定有连接导管802，所述连接导管802可相对滑动的嵌入贴合在所述密封套筒701内；
所述伸缩杆件803上靠近所述活动柱塞703的一端还设置有密封轴件804，该密封轴件804与所述内置圈层702相互贴合，使得当所述伸缩液压伸缩杆605呈伸出状态时，所述活动柱塞703部分外凸于所述内置圈层702，所述导流座801伸入所述密封轴件701内，在辅助排管202对导流座801输送增透用气体时，其经由密封轴件804与连接导管802进行初步压缩，并在密封轴件804伸出脱离所述内置圈层702时将增透用气体送至密封套筒701内。
本实施例中，所述伸缩杆件803的圆周外侧阵列设置有多个复位弹簧805。
本实施例中，所述密封导件603的管壁上还贯穿设置由排放管607，所述排放管607定期将密封导件603内的微量渗漏气体及时排出。
参照图6，本实施例中，所述存气装置5还包括外存放筒501、导流内筒502、导流环圈503以及固定管505，所述外存放筒501内竖直设置由导流内筒502；
所述导流内筒502的横截面呈倒凹字型结构，使得增透用气体初步进入外存放筒501内时进行快速沉降作用，当输送压入一定量后，沿导流内筒502上升并通过设置在导流内筒502内的分流喷头504进行分流，再沉降至导流内筒502内；
所述导流内筒502的圆周外侧还套接设置有导流环圈503；所述导流内筒502与所述固定管505相连通。
具体地，增透用气体通过供气装置由输送管件进入压缩组件内进行压缩，在压缩工作中，由主驱动轮进行横向驱动，并由分级压缩组件适时调整压缩工作状态(低压稳定工作或高压快速工作)，其中可在压入气体达到预警阀值时进行低压稳定工作，提高气体压缩安全可靠性，且能最大化压入增透用气体，最后由存气装置进行存储，使得其在内部形成“沉-浮-沉”的流动轨迹，提高储存效果。
以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其包括外机体壳(1)、供气装置(2)、输送管件(201)、压缩组件(3)以及存气装置(5)，其中，所述外机体壳(1)的下端面横向设置有支撑底座，所述支撑底座与外机体壳(1)之间采用多个螺栓铆接固定，其特征在于：所述外机体壳(1)的上端面一侧横向固定有供气装置(2)，所述供气装置(2)将煤层气气爆增透用气体恒压输送至压缩组件(3)；
所述压缩组件(3)通过输送管件(201)与所述供气装置(2)相连通，所述压缩组件(3)对增透用气体进行局部增压，使得其内部压力阀值达到气爆工作标准；
所述外机体壳(1)的上端面还竖直安装有存气装置(5)，所述存气装置(5)的一侧贯穿连通有排气管件，并由所述排气管件(4)将压缩组件内的增透用气体排送至存气装置(5)内，所述存气装置(5)内呈密封封堵状态，对增透用气体进行密封存储。
2.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述压缩组件(3)包括固定座(307)、导向套壳(301)、外壳轴件(302)、内固定导件(303)、主驱动轮(304)以及分级压缩组件(6)，其中，所述外壳轴件(302)的下端面安装有固定座(307)，所述固定座(307)与支撑底座相固定，所述外壳轴件(302)的一侧同轴内嵌卡接有导向套壳(301)，所述导向套壳(301)内横向设置有内固定导件(303)；
所述内固定导件(303)内可相对转动的设置有主驱动轮(304)，所述主驱动轮(304)由设置在内固定导件(303)内的旋转电机进行圆周旋转驱动，所述主驱动轮(304)上通过连接传带(305)与副轴轮(306)连接传动；
所述外壳轴件(302)内横向固定有分级压缩组件(6)，所述分级压缩组件(6)将压缩工作流程具体分为内低压与内高压，即在存气装置(5)呈现留空或存储有少量增透用气体时，所述分级压缩组件(6)进行高压快速工作；在存气装置(5)呈现即将饱满或存储有大量增透用气体时，所述分级压缩组件(6)进行低压稳定工作；
所述副轴轮(306)上铰接有传动支杆，所述传动支杆的一端与所述分级压缩组件(6)通过内置球形连接件转动连接，并驱动所述分级压缩组件(6)作横向匀速运动。
3.根据权利要求2所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述分级压缩组件(6)包括安装端座(602)、保护套件(601)、密封导件(603)、轴向套(604)、连接支件(606)、液压伸缩杆(605)以及压缩单件(7)，其中，所述保护套件(601)的一侧连接固定有安装端座(602)，且所述保护套件(601)内同轴设置有密封导件(603)，所述密封导件(603)内上下对称设置有多个压缩单件(7)，各所述压缩单件(7)上远离所述安装端座(602)的一侧通过固定排管(608)相连通，所述固定排管(608)与所述排气管件(4)的一端连接固定；
所述安装端座(602)内横向固定有轴向套(604)，所述轴向套(604)与所述安装端座(602)呈同心圆结构，且所述轴向套(604)内可相对左右滑动的贯穿设置有液压伸缩杆(605)，所述液压伸缩杆(605)的输出端固定有连接支件(606)，所述连接支件(606)与各所述压缩单件(7)连接固定，使得该压缩单件(7)通过连接支件(606)的横向传动进行压缩工作；
各所述压缩单件(7)与输送管件(201)相连通，且，所述输送管件(201)上连通有辅助排管(202)，所述辅助排管(202)的一端通过伸缩软管与所述压缩单件(7)相连通，使得当所述压缩单件(7)进行高压快速工作时，其经由输送管件(201)对内输送供气，并进行压缩；当所述压缩单件(7)进行低压稳定工作时，其经由辅助排管(202)对内供气排放，并进行压缩。
4.根据权利要求3所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述压缩单件(7)还包括密封套筒(701)、活动柱塞(703)、连接铸件(704)以及内置圈层(702)，其中，所述密封套筒(701)内可相对左右滑动的设置有活动柱塞(703)，该活动柱塞(703)与所述密封套筒(701)呈同心圆结构，所述活动柱塞(703)的一端通过连接铸件(704)与所述连接支件(606)相固定，且所述密封套筒(701)内贴合设置有内置圈层(702)，所述内置圈层(702)与活动柱塞(703)密封衔接，使得当所述液压伸缩杆(605)呈收缩状态时，该活动柱塞(703)在内置圈层(702)内进行活动压缩；
所述活动柱塞(703)与连接铸件(704)之间设置有内压组件(8)，该所述内压组件(8)在伸缩液压伸缩杆(605)呈伸出状态时进行压缩工作，并对增透用气体进行微量抽压，形成低压稳定工作状态。
5.根据权利要求4所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述内压组件(8)包括导流座(801)、连接导管(802)、伸缩杆件(803)以及密封轴件(804)，其中，所述活动柱塞(703)靠近所述连接铸件(704)的一侧端面横向固定有伸缩杆件(803)，所述伸缩杆件(803)上安装有导流座(801)，所述导流座(801)靠近所述活动柱塞(703)的一侧固定有连接导管(802)，所述连接导管(802)可相对滑动的嵌入贴合在所述密封套筒(701)内；
所述伸缩杆件(803)上靠近所述活动柱塞(703)的一端还设置有密封轴件(804)，该密封轴件(804)与所述内置圈层(702)相互贴合，使得当所述伸缩液压伸缩杆(605)呈伸出状态时，所述活动柱塞(703)部分外凸于所述内置圈层(702)，所述导流座(801)伸入所述密封轴件(701)内，在辅助排管(202)对导流座(801)输送增透用气体时，其经由密封轴件(804)与连接导管(802)进行初步压缩，并在密封轴件(804)伸出脱离所述内置圈层(702)时将增透用气体送至密封套筒(701)内。
6.根据权利要求5所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述伸缩杆件(803)的圆周外侧阵列设置有多个复位弹簧(805)。
7.根据权利要求3所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述密封导件(603)的管壁上还贯穿设置由排放管(607)，所述排放管(607)定期将密封导件(603)内的微量渗漏气体及时排出。
8.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层气增透用压缩装置，其特征在于：所述存气装置(5)还包括外存放筒(501)、导流内筒(502)、导流环圈(503)以及固定管(505)，所述外存放筒(501)内竖直设置由导流内筒(502)；
所述导流内筒(502)的横截面呈倒凹字型结构，使得增透用气体初步进入外存放筒(501)内时进行快速沉降作用，当输送压入一定量后，沿导流内筒(502)上升并通过设置在导流内筒(502)内的分流喷头(504)进行分流，再沉降至导流内筒(502)内；
所述导流内筒(502)的圆周外侧还套接设置有导流环圈(503)；所述导流内筒(502)与所述固定管(505)相连通。
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