CN113719263B - 一种长距离有效支撑体积压裂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长距离有效支撑体积压裂装置，其包括：固定油管、导油外管、支撑体压裂组件、安装泵座以及旋转芯轴；其中，所述安装泵座横向架设在地层矿井的井口上方，所述安装泵座内竖直安插有固定油管，所述固定油管的上端面连通有导油外管；所述固定油管上可相对竖向滑动的套接设置有支撑体压裂组件；且，所述固定油管上均匀设有多个外排孔位，所述支撑体压裂组件依次通过各外排孔位对所在面域的矿井支撑体进行注液压裂工作；所述安装泵座的上端面两侧位置可相对转动的对称设置有旋转芯轴，所述旋转芯轴上卷设有连接钢索，所述连接钢索的一端与所述支撑体压裂组件相连接。
Description
技术领域
本发明属于煤层气开采设备技术领域，具体是一种长距离有效支撑体积压裂装置。
背景技术
压裂工艺中使用的压裂设备，压裂泵是提高煤气产量的主要设备之一，压裂泵能够将压裂液运输到井底，致使井底的岩石裂开从而提高煤气渗透率，增加煤气在地层下方的快速流动以提高产油率。随着人们对煤气使用的要求提高，压裂泵也向着大功率、高压、大排量、输出介质多样化、多功能发展。现有技术中一般采用压裂泵进行高压液体水直接压裂，使得压裂液体能突破井田内壁支撑体并形成释放通路，但随着开采深度的不断加大，其所能提供的压裂冲力不足以对支撑体产生压迫作用，严重影响深度煤层气的开采利用。因此，本领域技术人员提供了一种长距离有效支撑体积压裂装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长距离有效支撑体积压裂装置，其包括：固定油管、导油外管、支撑体压裂组件、安装泵座以及旋转芯轴；其中，所述安装泵座横向架设在地层矿井的井口上方，所述安装泵座内竖直安插有固定油管，所述固定油管的上端面连通有导油外管；
所述导油外管的一端与外设供油泵件相连通，用于对所述固定油管恒压输送压裂液体；
所述固定油管上可相对竖向滑动的套接设置有支撑体压裂组件；
且，所述固定油管上均匀设有多个外排孔位，所述支撑体压裂组件依次通过各外排孔位对所在面域的矿井支撑体进行注液压裂工作；
所述安装泵座的上端面两侧位置可相对转动的对称设置有旋转芯轴，所述旋转芯轴上卷设有连接钢索，所述连接钢索的一端与所述支撑体压裂组件相连接。
进一步，作为优选，所述支撑体压裂组件包括连接架体、滑动轴套、双向伸缩件、外轴撑架、密封盘体、斜位件以及压裂装置；其中，所述连接架体上下对称排列设置有两组，所述连接架体内均同轴固定有滑动轴套，并由所述滑动轴套沿所述固定油管进行竖向滑移；
所述连接架体上圆周阵列设置有多个斜位件，各所述斜位件的一端均转动设置有导向轮；
且，所述连接架体之间左右对称竖直贯穿固定有双向伸缩件，所述连接架体上圆周阵列设置有多个外轴撑架，各所述外轴撑架可相对横向滑动的限位设置在所述连接架体上；
所述外轴撑架上铰接有侧支杆，所述侧支杆的一端与所述双向伸缩件的输出端相铰接；
所述双向伸缩件的杆臂中部固定有压裂装置；
所述双向伸缩件上位于压裂装置上下两侧还对称设置有密封盘体。
进一步，作为优选，所述固定油管上位于各所述外排孔位中可相对滑动的密封嵌入设置有顶位盖件，所述顶位盖件通过侧密封垫与所述固定油管密封衔接；
所述侧密封垫与所述固定油管的内壁之间联设有连接弹簧。
进一步，作为优选，所述压裂装置包括连接套座、伸缩导管、电动伸缩杆、增压喷流组件以及外联端座；其中，所述外联端座滑动套接在所述固定油管上，所述外联端座内可相对滑动的圆周设置有多个连接套座；
所述连接套座与所述外联端座之间横向连设有电动伸缩杆；
且，所述连接套座内横向固定有顶位支件，所述顶位支件的一端局部伸出所述连接套座；
所述外联端座上位于各所述连接套座处均设置有增压喷流组件，所述增压喷流组件的一端通过伸缩导管与所述连接套座相连通；
所述增压喷流组件的端部还设有多个分流件。
进一步，作为优选，所述增压喷流组件还包括喷流机架、活塞、主驱动件、传动杆件以及引流口；其中，所述喷流机架内圆周设有多个喷流端位，所述喷流端位中均设有引流口，用于引入压裂液体；
各所述喷流端位内滑动连接有活塞，且所述喷流机架内同轴可相对转动的设置有主驱动件，所述主驱动件上铰接有多个传动杆件，各所述传动杆件与所述活塞相铰接。
进一步，作为优选，所述分流件包括内置支管、导流管件、支撑弹簧以及内控流轴；其中，所述导流管件内可相对滑动的同轴设置有内置支管，所述内置支管的横截面呈T字形结构；
所述导流管件与所述内置支管之间圆周排设有多个支撑弹簧；
且，所述内置支管中部还嵌入设置有密封塞片，所述密封塞片内可相对转动的设置有内控流轴。
进一步，作为优选，所述内置支管伸出所述导流管件的一端为尖角形结构。
进一步，作为优选，所述内控流轴通过轴向扭簧定位偏转设置在所述内置支管中，所述内控流轴内设有多个输送口；
且，所述内控流轴上排设有多个引流片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过将安装泵座架设在地层矿井的井口上方，安装泵座架内竖直安插有固定油管，固定油管上通过导油外管连接外设供油泵件，由外设供油泵件对固定油管注入压裂液体，使得支撑体压裂组件通过垂直滑动作用将压裂液体依次注入各所在深度面域进行支撑体压裂工作，从而大幅度提高煤层气的深度压裂开采；且，在固定油管上的各外排孔位中设有顶位盖件进行密封闭合，以便于压裂液体能从支撑体压裂组件所在对应位置的外排孔位排出，而在压裂装置中以设有增压喷流组件与对应设置的分流件，用于从多个空间方位辅助压裂液体进行支撑体高压喷射压裂工作，方便形成释放通路。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中支撑体压裂组件的结构示意图；
图3为本发明中固定油管的局部示意图；
图4为本发明中压裂装置的结构示意图；
图5为本发明中喷流组件的结构示意图；
图6为本发明中分流件的结构示意图；
图中：1安装泵座、101旋转芯轴、2固定油管、201顶位盖件、202密封垫、203连接弹簧、3导油外管、4支撑体压裂组件、401连接架体、402双向伸缩件、403滑动轴套、404外轴撑架、405斜位件、406导向轮、5压裂装置、501外联端座、502连接套座、503电动伸缩杆、504顶位支件、505伸缩导管、6密封盘体、7增压喷流组件、701喷流机架、702活塞、703主驱动件、704引流口、8分流件、801导流管件、802内置支管、803内控流轴、804支撑弹簧。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种长距离有效支撑体积压裂装置，其包括：固定油管2、导油外管3、支撑体压裂组件4、安装泵座1以及旋转芯轴101；其中，所述安装泵座1横向架设在地层矿井的井口上方，所述安装泵座1内竖直安插有固定油管2，所述固定油管2的上端面连通有导油外管3；
所述导油外管3的一端与外设供油泵件(图中未示出)相连通，用于对所述固定油管2恒压输送压裂液体；
所述固定油管2上可相对竖向滑动的套接设置有支撑体压裂组件4；
且，所述固定油管2上均匀设有多个外排孔位，在一般情况下相邻外排孔位的有效间距范围在1.4m-2m之间，所述支撑体压裂组件4依次通过各外排孔位对所在面域的矿井支撑体进行注液压裂工作；需要说明的是固定油管伸入矿井内的末端呈封闭状态，使得固定油管中的压裂液体仅能从支撑体压裂组件所在对应外排孔位中排出；
所述安装泵座1的上端面两侧位置可相对转动的对称设置有旋转芯轴101，所述旋转芯轴101上卷设有连接钢索，所述连接钢索的一端与所述支撑体压裂组件4相连接，用于控制支撑体压裂组件的垂直升降高度。
本实施例中，所述支撑体压裂组件4包括连接架体401、滑动轴套403、双向伸缩件402、外轴撑架404、密封盘体6、斜位件405以及压裂装置5；其中，所述连接架体401上下对称排列设置有两组，所述连接架体401内均同轴固定有滑动轴套403，并由所述滑动轴套403沿所述固定油管2进行竖向滑移；
所述连接架体401上圆周阵列设置有多个斜位件405，各所述斜位件405的一端均转动设置有导向轮406；
且，所述连接架体401之间左右对称竖直贯穿固定有双向伸缩件402，所述连接架体401上圆周阵列设置有多个外轴撑架404，各所述外轴撑架404可相对横向滑动的限位设置在所述连接架体401上；通过双向伸缩件的对应伸缩作用，使得外轴撑架能横向滑动伸出并扩撑在矿井内部；
所述外轴撑架404上铰接有侧支杆，所述侧支杆的一端与所述双向伸缩件402的输出端相铰接；
所述双向伸缩件402的杆臂中部固定有压裂装置5；
所述双向伸缩件402上位于压裂装置5上下两侧还对称设置有密封盘体6。
作为较佳的实施例，所述固定油管2上位于各所述外排孔位中可相对滑动的密封嵌入设置有顶位盖件201，所述顶位盖件201通过侧密封垫202与所述固定油管2密封衔接；
所述侧密封垫202与所述固定油管2的内壁之间联设有连接弹簧203，使得各外排孔位在一般状态下均通过侧密封垫呈密封闭合状态。
本实施例中，所述压裂装置5包括连接套座502、伸缩导管505、电动伸缩杆503、增压喷流组件7以及外联端座501；其中，所述外联端座501滑动套接在所述固定油管2上，所述外联端座501内可相对滑动的圆周设置有多个连接套座502；
所述连接套座502与所述外联端座501之间横向连设有电动伸缩杆503；
且，所述连接套座502内横向固定有顶位支件504，所述顶位支件504的一端局部伸出所述连接套座502；使得电动伸缩杆在横向伸出时通过顶位支件将对应外排孔位中的顶位盖件对内顶入，并形成排流凹位；
所述外联端座501上位于各所述连接套座502处均设置有增压喷流组件7，所述增压喷流组件7的一端通过伸缩导管505与所述连接套座502相连通；
所述增压喷流组件7的端部还设有多个分流件8。
本实施例中，所述增压喷流组件7还包括喷流机架701、活塞702、主驱动件703、传动杆件以及引流口704；其中，所述喷流机架701内圆周设有多个喷流端位，所述喷流端位中均设有引流口704，用于引入压裂液体；
各所述喷流端位内滑动连接有活塞702，且所述喷流机架701内同轴可相对转动的设置有主驱动件703，所述主驱动件703上铰接有多个传动杆件，各所述传动杆件与所述活塞702相铰接。
本实施例中，所述分流件8包括内置支管802、导流管件801、支撑弹簧804以及内控流轴803；其中，所述导流管件801内可相对滑动的同轴设置有内置支管802，所述内置支管802的横截面呈T字形结构；
所述导流管件801与所述内置支管802之间圆周排设有多个支撑弹簧804；
且，所述内置支管802中部还嵌入设置有密封塞片，所述密封塞片内可相对转动的设置有内控流轴803，此中，压裂液体在进入导流管件时，优先提供二横向冲压作用使得内置支管能对支撑体局部冲击，再由内置支管中的内控流轴进行排流注液，以辅助压裂工作自然形成释放通路。
作为较佳的实施例，所述内置支管802伸出所述导流管件801的一端为尖角形结构。
本实施例中，所述内控流轴803通过轴向扭簧定位偏转设置在所述内置支管802中，所述内控流轴803内设有多个输送口；
且，所述内控流轴803上排设有多个引流片，以便于引流导向。
具体地，在矿井支撑体压裂工作中，将安装泵座架设在地层矿井的井口上方，由外设供油泵件对固定油管注入压裂液体，使得压裂液体经过支撑体压裂组件所在对应位置的外排孔位排出；此中，由电动伸缩杆的横向伸缩作用将连接套座顶压至外排孔位中，压裂液液体通过伸缩导管输入增压喷流组件中，增压喷流组件将其依次通过多个分流件定向喷出，在支撑体压裂组件内压裂液体饱和填充后并持续提供内部压力，从而形成对支撑体所在深度面域的压裂工作。
上所述的，仅为本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本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 (7)
1.一种长距离有效支撑体积压裂装置，其包括：固定油管(2)、导油外管(3)、支撑体压裂组件(4)、安装泵座(1)以及旋转芯轴(101)；其中，所述安装泵座(1)横向架设在地层矿井的井口上方，所述安装泵座(1)内竖直安插有固定油管(2)，其特征在于：所述固定油管(2)的上端面连通有导油外管(3)；
所述导油外管(3)的一端与外设供油泵件相连通，用于对所述固定油管(2)恒压输送压裂液体；
所述固定油管(2)上可相对竖向滑动的套接设置有支撑体压裂组件(4)；
且，所述固定油管(2)上均匀设有多个外排孔位，所述支撑体压裂组件(4)依次通过各外排孔位对所在面域的矿井支撑体进行注液压裂工作；
所述安装泵座(1)的上端面两侧位置可相对转动的对称设置有旋转芯轴(101)，所述旋转芯轴(101)上卷设有连接钢索，所述连接钢索的一端与所述支撑体压裂组件(4)相连接；
所述支撑体压裂组件(4)包括连接架体(401)、滑动轴套(403)、双向伸缩件(402)、外轴撑架(404)、密封盘体(6)、斜位件(405)以及压裂装置(5)；其中，所述连接架体(401)上下对称排列设置有两组，所述连接架体(401)内均同轴固定有滑动轴套(403)，并由所述滑动轴套(403)沿所述固定油管(2)进行竖向滑移；
所述连接架体(401)上圆周阵列设置有多个斜位件(405)，各所述斜位件(405)的一端均转动设置有导向轮(406)；
且，所述连接架体(401)之间左右对称竖直贯穿固定有双向伸缩件(402)，所述连接架体(401)上圆周阵列设置有多个外轴撑架(404)，各所述外轴撑架(404)可相对横向滑动的限位设置在所述连接架体(401)上；
所述外轴撑架(404)上铰接有侧支杆，所述侧支杆的一端与所述双向伸缩件(402)的输出端相铰接；
所述双向伸缩件(402)的杆臂中部固定有压裂装置(5)；
所述双向伸缩件(402)上位于压裂装置(5)上下两侧还对称设置有密封盘体(6)。
2.根据权利要求1所述的一种长距离有效支撑体积压裂装置，其特征在于：所述固定油管(2)上位于各所述外排孔位中可相对滑动的密封嵌入设置有顶位盖件(201)，所述顶位盖件(201)通过侧密封垫(202)与所述固定油管(2)密封衔接；
所述侧密封垫(202)与所述固定油管(2)的内壁之间联设有连接弹簧(203)。
3.根据权利要求2所述的一种长距离有效支撑体积压裂装置，其特征在于：所述压裂装置(5)包括连接套座(502)、伸缩导管(505)、电动伸缩杆(503)、增压喷流组件(7)以及外联端座(501)；其中，所述外联端座(501)滑动套接在所述固定油管(2)上，所述外联端座(501)内可相对滑动的圆周设置有多个连接套座(502)；
所述连接套座(502)与所述外联端座(501)之间横向连设有电动伸缩杆(503)；
且，所述连接套座(502)内横向固定有顶位支件(504)，所述顶位支件(504)的一端局部伸出所述连接套座(502)；
所述外联端座(501)上位于各所述连接套座(502)处均设置有增压喷流组件(7)，所述增压喷流组件(7)的一端通过伸缩导管(505)与所述连接套座(502)相连通；
所述增压喷流组件(7)的端部还设有多个分流件(8)。
4.根据权利要求3所述的一种长距离有效支撑体积压裂装置，其特征在于：所述增压喷流组件(7)还包括喷流机架(701)、活塞(702)、主驱动件(703)、传动杆件以及引流口(704)；其中，所述喷流机架(701)内圆周设有多个喷流端位，所述喷流端位中均设有引流口(704)，用于引入压裂液体；
各所述喷流端位内滑动连接有活塞(702)，且所述喷流机架(701)内同轴可相对转动的设置有主驱动件(703)，所述主驱动件(703)上铰接有多个传动杆件，各所述传动杆件与所述活塞(702)相铰接。
5.根据权利要求3所述的一种长距离有效支撑体积压裂装置，其特征在于：所述分流件(8)包括内置支管(802)、导流管件(801)、支撑弹簧(804)以及内控流轴(803)；其中，所述导流管件(801)内可相对滑动的同轴设置有内置支管(802)，所述内置支管(802)的横截面呈T字形结构；
所述导流管件(801)与所述内置支管(802)之间圆周排设有多个支撑弹簧(804)；
且，所述内置支管(802)中部还嵌入设置有密封塞片，所述密封塞片内可相对转动的设置有内控流轴(803)。
6.根据权利要求5所述的一种长距离有效支撑体积压裂装置，其特征在于：所述内置支管(802)伸出所述导流管件(801)的一端为尖角形结构。
7.根据权利要求5所述的一种长距离有效支撑体积压裂装置，其特征在于：所述内控流轴(803)通过轴向扭簧定位偏转设置在所述内置支管(802)中，所述内控流轴(803)内设有多个输送口；
且，所述内控流轴(803)上排设有多个引流片。
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