CN113738334A - 螺旋推送器、能量增强棒推送装置以及冲击波发生装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种螺旋推送器、能量增强棒推送装置以及冲击波发生装置，包括活动套筒、以及均匀绕设在活动套筒外壁上的螺旋推送片，螺旋推送片垂直于活动套筒的外壁；螺旋推送片在活动套筒的外壁形成能量增强棒输送空间；活动套筒的中心设置有供推杆通过的推杆通过孔，活动套筒的前端连接有能量转换器连接端，活动套筒的后端连接有换向机构连接端；活动套筒的前端设置有能量增强棒转运部，能量增强棒转运部包括设置在活动套筒上的能量增强棒转运窗口，能量增强棒转运窗口将活动套筒的外部与推杆通过孔连通。本申请解决了现有技术中能量增强棒推送组件结构复杂，而导致能量增强棒推送组件可靠性差和故障率高的问题。

Description

螺旋推送器、能量增强棒推送装置以及冲击波发生装置

技术领域

本申请属于冲击波技术领域，具体涉及一种螺旋推送器、能量增强棒推送装置以及冲击波发生装置。

背景技术

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源。煤层气是一种高热、洁净、方便的新型能源，其具有其它能源无法比拟的无污染、无油污等多种优点。煤层气是以吸附状态存在于煤层中，为了实现煤层气的工业开采和加快矿井中煤层气的抽排速度，经常采用冲击波发生装置对煤层进行改造。

专利《能量增强棒推送组件、能量增强棒推送装置及可控冲击波发生装置》公开号为“CN111379547A”中涉及的能量增强棒推送组件，能够将冲击波发生装置的储能舱内壁的存储的多个能量增强棒，一个个依次推送进入摆渡机构的偏心摆渡孔中，然后再通过推杆将能量增强棒推送装置中心孔中的能量增强棒推入能量转换器中产生可控冲击波。

然而，现有的冲击波发生装置只能引爆12mm外径的能量增强棒，对储层起预裂作用时，能量增强棒的直径已经增大到20mm，现有的能量增强棒推送组件已不适用于推送该较大直径的能量增强棒。能量增强棒推送组件的棘爪将储能舱推杆通过孔中的能量增强棒推入到摆渡机构与的摆渡孔中时，棘爪每一次运动时需要推送多个能量增强棒，多个能量增强棒滑移时阻力较大，并且能量增强棒推送组件结构复杂，从而在实际应用时可靠性较差，故障率高，同时推送器工作环境中的异物会将推送机构和摆渡机构卡死，进而导致冲击波发生装置无法工作。

发明内容

本申请实施例通过提供一种螺旋推送器、能量增强棒推送装置以及冲击波发生装置，解决了现有技术中能量增强棒推送组件结构复杂，而导致能量增强棒推送组件可靠性差和故障率高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种螺旋推送器，包括活动套筒、以及均匀绕设在所述活动套筒外壁上的螺旋推送片，所述螺旋推送片垂直于所述活动套筒的外壁；所述螺旋推送片在所述活动套筒的外壁形成能量增强棒输送空间；

所述活动套筒的中心设置有供推杆通过的推杆通过孔，所述活动套筒的前端连接有能量转换器连接端，所述活动套筒的后端连接有换向机构连接端；

所述活动套筒的前端设置有能量增强棒转运部，所述能量增强棒转运部包括设置在所述活动套筒上的能量增强棒转运窗口，所述能量增强棒转运窗口将所述活动套筒的外部与所述推杆通过孔连通。

在一种可能的实现方式中，所述换向机构连接端设置有换向机构对接孔，所述换向机构对接孔的孔径大于所述推杆通过孔的孔径，所述换向机构对接孔的侧壁设置有定位槽体，所述定位槽体的延伸方向与所述换向机构对接孔的轴线平行。

在一种可能的实现方式中，所述螺旋推送片的两侧均设置有用于支撑所述能量增强棒的螺旋形导轨；所述螺旋推送片的两侧与活动套筒外壁之间设置有倒圆角。

在一种可能的实现方式中，所述活动套筒的侧壁上设有多个泄压孔。

在一种可能的实现方式中，所述螺旋推送片的高度为所述能量增强棒直径的三分之一。

在一种可能的实现方式中，所述能量转换器连接端包括相连接的第一环体和第二环体，所述第二环体远离所述第一环体的一端连接于所述活动套筒，所述第一环体的内径和所述第二环体的内径均与所述推杆通过孔的内径相等，所述第一环体的外径小于所述第二环体的外径。

在一种可能的实现方式中，所述能量增强棒转运窗口包括相连通的过渡窗口和平切窗口；

所述平切窗口为设定平面对所述活动套筒和所述螺旋推送片切割后形成的窗口，所述设定平面通过所述活动套筒的轴线，所述设定平面的切割长度大于所述能量增强棒的长度；所述设定平面对所述活动套筒切割后在所述活动套筒的侧壁形成第一切割面和第二切割面，所述第二切割面的前段相对所述第一切割面位于所述螺旋推送片的推送方向的前侧；

所述过渡窗口为设定弧面对所述活动套筒侧壁靠近所述第二切割面的前段切割后形成的窗口，所述设定弧面对所述活动套筒切割后在所述活动套筒的侧壁形成第三切割面；所述第三切割面与所述活动套筒的外壁圆滑过渡。

在一种可能的实现方式中，所述活动套筒在所述第一切割面处设置有螺纹孔，所述螺纹孔的轴线垂直于所述第一切割面。

本发明实施例还提供了一种能量增强棒推送装置，包括换向器、推杆、储能舱、搂弹器、以及上述的螺旋推送器，所述换向器、推杆、螺旋推送器、搂弹器、以及储能舱同轴集成一个整体。

本发明实施例还提供了一种冲击波发生装置，包括高压直流电源、储能电容器、能量控制器、能量转换器、以及上述的能量增强棒推送装置，所述高压直流电源、所述储能电容器、所述能量控制器、以及所述能量增强棒推送装置同轴集成一个整体。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种螺旋推送器、能量增强棒推送装置以及冲击波发生装置，螺旋推送器使用时，将本发明的螺旋推送器同轴固定于储能舱内，将能量增强棒放置于储能舱的半圆槽内，并使能量增强棒位于螺旋推送片之间，旋转螺旋推送器，能量增强棒在螺旋推送片的作用下，在半圆槽内移动，进而实现了能量增强棒的推送，本发明避免采用结构复杂的棘爪推送组件，该螺旋推送器结构简单，工作环境中的异物进入能量增强棒推送路径上，不会卡死螺旋推送器；能量增强棒推送时，螺旋推送片只需推送其一侧的能量增强棒，多个能量增强棒分别进行推送，因此推送能量增强棒时阻力较小，从而提高了能量增强棒推送时的可靠性，降低了推送器的故障率。采用本发明的冲击波发生装置可产生可控冲击波，冲击波对煤层进行增透，进而提升了煤层增透效率，提高了油气开采效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的螺旋推送器的立体图。

图2为本发明实施例提供的螺旋推送器的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的能量增强棒转运部的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的换向机构连接端的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的搂弹器和螺旋推送器的装配示意图。

图6为本发明实施例提供的储能舱、搂弹器和螺旋推送器的装配示意图。

图7为本发明实施例提供的储能舱、搂弹器和螺旋推送器的装配结构的半剖示意图。

图8为本发明实施例提供的能量增强棒的搂转过程示意图。

附图标记：140-能量增强棒；

200-储能舱；220-半圆槽；

300-搂弹器；320-搂爪；

500-螺旋推送器；510-活动套筒；511-泄压孔；512-螺旋推送片；513-推杆通过孔；514-能量转换器连接端；5141-第一环体；5142-第二环体；515-换向机构连接端；5151-换向机构对接孔；5152-定位槽体；516-能量增强棒转运窗口；5161-过渡窗口；5162-平切窗口；5163-第一切割面；5164-第二切割面；5165-第三切割面；5166-螺纹孔；517-螺旋形导轨。

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1至图8所示，本发明实施例提供的螺旋推送器，包括活动套筒510、以及均匀绕设在活动套筒510外壁上的螺旋推送片512，螺旋推送片512垂直于活动套筒510的外壁；螺旋推送片512在活动套筒510的外壁形成能量增强棒140输送空间；

活动套筒510的中心设置有供推杆通过的推杆通过孔513，活动套筒510的前端连接有能量转换器连接端514，活动套筒510的后端连接有换向机构连接端515；

活动套筒510的前端设置有能量增强棒140转运部，能量增强棒140转运部包括设置在活动套筒510上的能量增强棒140转运窗口，能量增强棒140转运窗口将活动套筒510的外部与推杆通过孔513连通。

需要说明的是，将本发明的螺旋推送器500同轴固定于储能舱200内，储能舱200的内壁上开设有用于输送能量增强棒140的半圆槽220，半圆槽220与储能舱200的轴线平行。将能量增强棒140放置于储能舱200的半圆槽220内，并使能量增强棒140位于螺旋推送片512之间，旋转螺旋推送器500，能量增强棒140在螺旋推送片512的作用下，在半圆槽220内移动，进而实现了能量增强棒140的推送，本发明避免采用结构复杂的棘爪推送组件，该螺旋推送器500结构简单，工作环境中的异物进入能量增强棒140推送路径上，不会卡死螺旋推送器500；能量增强棒140推送时，螺旋推送片512只需推送其一侧的能量增强棒140，多个能量增强棒140分别进行推送，因此推送能量增强棒140时阻力较小，从而提高了能量增强棒140推送时的可靠性，降低了推送器的故障率。

推杆安装于推杆通过孔513内，能量增强棒140推送至能量增强棒140转运窗口处时，通过能量增强棒140搂转机构将能量增强棒140转运至活动套筒510的中心，进而可通过换向机构和推杆将能量增强棒140推送至能量转换器内。

如图4所示，本实施例中，换向机构连接端515设置有换向机构对接孔5151，换向机构对接孔5151的孔径大于推杆通过孔513的孔径，换向机构对接孔5151的侧壁设置有定位槽体5152，定位槽体5152的延伸方向与换向机构对接孔5151的轴线平行。

需要说明的是，换向机构对接孔5151与换向机构的接头进行对接，接头端面与换向机构对接孔5151的底面抵接，定位槽体5152用于与接头上的键配合，从而实现接头的固定。

本实施例中，螺旋推送片512的两侧均设置有用于支撑能量增强棒140的螺旋形导轨；螺旋推送片512的两侧与活动套筒510外壁之间设置有倒圆角。

需要说明的是，将能量增强棒140放置于螺旋推送片512之间，能量增强棒140的两端通过螺旋形导轨进行支撑，在能量增强棒140推送时，螺旋形导轨能够减小活动套筒510和能量增强棒140之间的接触面积，进而降低摩擦力，从而便于能量增强棒140的推送。螺旋推送片512与活动套筒510之间的倒圆角与能量增强棒140的端部适配，从而便于螺旋推送片512对能量增强棒140施力推送。

本实施例中，活动套筒510的侧壁上设有多个泄压孔511。

需要说明的是，推送器在钻孔内推送时，推送器处于钻孔中的水内，水进入推送器时，会对推送器内部形成一定的压力，而泄压孔511能够平衡活动套筒510内外的水压，从而避免水压失衡导致的安全问题。

本实施例中，螺旋推送片512的高度为能量增强棒140直径的三分之一。

需要说明的是，储能舱200的半圆槽220的深度为能量增强棒140直径的三分之一，当能量增强棒140推送时，该高度的螺旋推送片512能够很好地带动能量增强棒140在半圆槽220内滑移，同时螺旋推送片512和半圆槽220的间隔便于安装能量增强棒140。

本实施例中，能量转换器连接端514包括相连接的第一环体5141和第二环体5142，第二环体5142远离第一环体5141的一端连接于活动套筒510，第一环体5141的内径和第二环体5142的内径均与推杆通过孔513的内径相等，第一环体5141的外径小于第二环体5142的外径。

需要说明的是，第一环体5141插入能量转换器后端的孔，第二环体5142的端面与能量转换器的后端抵接。能量转换器连接端514和能量转换器的后端可设置绝缘子进行连接，以提高连接处的密封性和绝缘性能。

如图3所示，本实施例中，能量增强棒140转运窗口包括相连通的过渡窗口5161和平切窗口5162；

平切窗口5162为设定平面对活动套筒510和螺旋推送片512切割后形成的窗口，设定平面通过活动套筒510的轴线，设定平面的切割长度大于能量增强棒140的长度；设定平面对活动套筒510切割后在活动套筒510的侧壁形成第一切割面5163和第二切割面5164，第二切割面5164的前段相对第一切割面5163位于螺旋推送片512的推送方向的前侧；

过渡窗口5161为设定弧面对活动套筒510侧壁靠近第二切割面5164的前段切割后形成的窗口，设定弧面对活动套筒510切割后在活动套筒510的侧壁形成第三切割面5165；第三切割面5165与活动套筒510的外壁圆滑过渡。

需要说明的是，将螺旋推送器500同轴固定于储能舱200内，搂弹器300固定在活动套筒510前端的开口处，搂弹器300的内弧面和活动套筒510的内壁形成连续的搂转弧面；旋转螺旋推送器500，搂弹器300随螺旋推送器500旋转，第一个能量增强棒140被搂弹器300的搂爪320从半圆槽220内搂起，使第一个能量增强棒140位于搂爪320上；继续旋转螺旋推送器500，第二个能量增强棒140在螺旋推送片512的作用下向前移动并与第一个能量增强棒140抵接，然后第二个能量增强棒140被搂爪320从半圆槽220内搂起，第二个能量增强棒140搂起的过程中，第二个能量增强棒140和第一个能量增强棒140在搂转弧面的作用下向螺旋推送器500的中心靠近；继续旋转螺旋推送器500，第三个能量增强棒140与第二个能量增强棒140抵接，第二个能量增强棒140和第一个能量增强棒140在搂转弧面的作用下靠近螺旋推送器500的中心，直至第一个能量增强棒140被搂转至螺旋推送器500的中心。

第二切割面5164的后段相对第一切割面5163位于螺旋推送片512的推送方向的后侧，即能量增强棒140移动时，首先抵达第二切割面5164处。第二个能量增强棒140和第一个能量增强棒140在搂弹器300的作用下向螺旋推送器500的中心靠近，第一个能量增强棒140沿着活动套筒510外壁和第三切割面5165向推杆通过孔513中心移动。因此圆滑过渡的第三切割面5165与活动套筒510的外壁能够便于能量增强棒140的施力转运，同时防止能量增强棒140外壁划伤。

本实施例中，活动套筒510在第一切割面5163处设置有螺纹孔5166，螺纹孔5166的轴线垂直于第一切割面5163。

需要说明的是，通过螺栓螺母可使搂弹器300安装于活动套筒510上，配合储能舱200能够形成能量增强棒140搂转机构，能量增强棒140搂转机构能够将能量增强棒140从活动套筒510外壁转运至活动套筒510的中心。

本发明实施例还提供了一种能量增强棒140推送装置，包括换向器、推杆、储能舱200、搂弹器300、以及上述的螺旋推送器500，换向器、推杆、螺旋推送器500、搂弹器300、以及储能舱200同轴集成一个整体。

换向器带动螺旋推送器500旋转，使螺旋推送器500将能量增强棒140推送至搂弹器300处，进而通过搂弹器300将能量增强棒140搂转至螺旋推送器500中心的孔内；换向器驱动推杆向前移动，进而使螺旋推送器500停止旋转，推杆将能量增强棒140推送至能量转换器中。

本发明实施例还提供了一种冲击波发生装置，包括高压直流电源、储能电容器、能量控制器、能量转换器、以及上述的能量增强棒140推送装置，高压直流电源、储能电容器、能量控制器、以及能量增强棒140推送装置同轴集成一个整体。

使用时启动高压直流电源向储能电容器充电，当储能电容器充电到能量控制器的设定值后，控制能量电容器与能量转换器接通。脉冲高电压加载到能量转换器内的能量增强棒140上产生冲击波对煤层进行增透。

本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种螺旋推送器，其特征在于：包括活动套筒(510)、以及均匀绕设在所述活动套筒(510)外壁上的螺旋推送片(512)，所述螺旋推送片(512)垂直于所述活动套筒(510)的外壁；所述螺旋推送片(512)在所述活动套筒(510)的外壁形成能量增强棒输送空间；

所述活动套筒(510)的中心设置有供推杆通过的推杆通过孔(513)，所述活动套筒(510)的前端连接有能量转换器连接端(514)，所述活动套筒(510)的后端连接有换向机构连接端(515)；

所述活动套筒(510)的前端设置有能量增强棒转运部，所述能量增强棒转运部包括设置在所述活动套筒(510)上的能量增强棒转运窗口(516)，所述能量增强棒转运窗口(516)将所述活动套筒(510)的外部与所述推杆通过孔(513)连通。

2.根据权利要求1所述的螺旋推送器，其特征在于：所述换向机构连接端(515)设置有换向机构对接孔(5151)，所述换向机构对接孔(5151)的孔径大于所述推杆通过孔(513)的孔径，所述换向机构对接孔(5151)的侧壁设置有定位槽体(5152)，所述定位槽体(5152)的延伸方向与所述换向机构对接孔(5151)的轴线平行。

3.根据权利要求2所述的螺旋推送器，其特征在于：所述螺旋推送片(512)的两侧均设置有用于支撑所述能量增强棒的螺旋形导轨(517)；所述螺旋推送片(512)的两侧与活动套筒(510)外壁之间设置有倒圆角。

4.根据权利要求2所述的螺旋推送器，其特征在于：所述活动套筒(510)的侧壁上设有多个泄压孔(511)。

5.根据权利要求1所述的螺旋推送器，其特征在于：所述螺旋推送片(512)的高度为所述能量增强棒直径的三分之一。

6.根据权利要求1所述的螺旋推送器，其特征在于：所述能量转换器连接端(514)包括相连接的第一环体(5141)和第二环体(5142)，所述第二环体(5142)远离所述第一环体(5141)的一端连接于所述活动套筒(510)，所述第一环体(5141)的内径和所述第二环体(5142)的内径均与所述推杆通过孔(513)的内径相等，所述第一环体(5141)的外径小于所述第二环体(5142)的外径。

7.根据权利要求1所述的螺旋推送器，其特征在于：所述能量增强棒转运窗口(516)包括相连通的过渡窗口(5161)和平切窗口(5162)；

所述平切窗口(5162)为设定平面对所述活动套筒(510)和所述螺旋推送片(512)切割后形成的窗口，所述设定平面通过所述活动套筒(510)的轴线，所述设定平面的切割长度大于所述能量增强棒的长度；所述设定平面对所述活动套筒(510)切割后在所述活动套筒(510)的侧壁形成第一切割面(5163)和第二切割面(5164)，所述第二切割面(5164)的前段相对所述第一切割面(5163)位于所述螺旋推送片(512)的推送方向的前侧；

所述过渡窗口(5161)为设定弧面对所述活动套筒(510)侧壁靠近所述第二切割面(5164)的前段切割后形成的窗口，所述设定弧面对所述活动套筒(510)切割后在所述活动套筒(510)的侧壁形成第三切割面(5165)；所述第三切割面(5165)与所述活动套筒(510)的外壁圆滑过渡。

8.根据权利要求7所述的螺旋推送器，其特征在于：所述活动套筒(510)在所述第一切割面(5163)处设置有螺纹孔(5166)，所述螺纹孔(5166)的轴线垂直于所述第一切割面(5163)。

9.一种能量增强棒推送装置，其特征在于，包括换向器、推杆、储能舱、搂弹器、以及如权利要求1至8中任意一项所述的螺旋推送器，所述换向器、推杆、螺旋推送器、搂弹器、以及储能舱同轴集成一个整体。

10.一种冲击波发生装置，其特征在于，包括高压直流电源、储能电容器、能量控制器、能量转换器、以及如权利要求9所述的能量增强棒推送装置，所述高压直流电源、所述储能电容器、所述能量控制器、以及所述能量增强棒推送装置同轴集成一个整体。

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