CN114293954B - 一种煤层气管清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤层气管清洗设备，在煤层气管中设有真空泵、第一行进机构、切削扫刷机构、喷射机构和第二行进机构，第一、第二行进机构的结构相同且两者中央均设有输气通孔，输气通孔顶部通过顶部连杆与真空泵相连，切削扫刷机构固定在中心连杆上，中心连杆顶部与第一行进机构的输气通孔底部相接，喷射机构连接在底部连杆上，中心连杆底部与喷射机构顶部固定相接并与底部连杆贯通，底部连杆底端与第二行进机构上的输气通孔顶端贯通相接，顶部连杆、中心连杆和底部连杆贯通相连后形成完整的气体流道。该设备利用多个配合使用的机构对煤层气管内壁面上的污垢进行切削、扫刷和抽真空预喷处理，无需使用高压水流进行清洗工作，水资源浪费小。

Description

一种煤层气管清洗设备

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，具体涉及一种煤层气管清洗设备。

背景技术

煤层气是一种清洁高效的能源，在煤层气的开采中，常用的设备就是煤层气油管，但是由于在开采的过程中产生的煤粉较多，所以经常会发生煤粉在油管中吸附的情况，这会引起油管堵塞等不利情况，对煤层气整体的开发效率产生很大的影响，制作一种自动清洗煤层气油管的设备是提高企业生产效益、降低开采成本的有效方案。

但是，常用的煤层气油管清洗设备多是采用油管钻通机以及高压水流相结合的方式进行清洗，即先使用油管钻通机的钻头对油管内壁的顽固污垢进行切削，再利用高压水流进一步进行清洗，钻头切削的方式极易损坏油管且由于钻头的震动大易损坏钻头，经常需要更换钻头，且切削后油管内壁还会残留螺旋切削线；中国专利CN 110821425 A公开的一种煤层气井井壁清洗设备及循环洗井方法，其是将高压水射流与射流泵返排方式结合用于煤层气井洗井；高压水射流可以清洗煤层气井套管内壁，超高的射流可以解堵炮眼，疏通产气通道，该方式虽也可以达到较好的清洗效果，但是水资源浪费现象较为严重，经济效益较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤层气管清洗设备，利用切削深度可控的削切轮对管壁污垢进行清理，对管壁损伤小，不存在切削螺纹线，且不需要二次冲洗，节约水资源，无线束与水管约束，清洗深度更大，灵活度较高。

本发明的技术方案为：一种煤层气管清洗设备，在煤层气管中按照从上至下的顺序依次设置真空泵、第一行进机构、切削扫刷机构、喷射机构和第二行进机构，第一、第二行进机构的结构相同且两个行进机构的中央均设有纵向贯通的输气通孔，输气通孔顶部通过顶部连杆与真空泵的吸气口相连，切削扫刷机构固定在中心连杆上，中心连杆顶部与第一行进机构的输气通孔底部贯通相接，喷射机构连接在底部连杆上，中心连杆底部与喷射机构顶部固定相接并与底部连杆贯通，底部连杆底端与第二行进机构中央的输气通孔顶端贯通相接，顶部连杆、中心连杆和底部连杆均为内部空心的结构，彼此贯通相连后形成完整的气体流道。

进一步地，纵向贯通的输气通孔设在第一行进机构的中心柱的中心处，在中心柱的外周环周均布四套行进组件；行进组件包括连接面板、第一电机、摩擦轮、从动轮、连杆和摩擦块，第一电机、摩擦轮和从动轮均设在连接面板的同一侧，第一电机通过基座固定在连接面板上，在第一电机的电机轴端设有主动轮，摩擦轮和从动轮的轮轴均通过轴承可转动地连接在连接面板上，摩擦轮与主动轮相啮合，从动轮与摩擦轮通过皮带传动连接；摩擦块和连杆设在连接面板上与第一电机的连接侧相反的一侧，两根连杆呈上、下平行设置，上方的连杆的一端与摩擦轮的轮轴固定连接、下方的连杆的一端与从动轮的轮轴固定连接，两根连杆的另一端分别与摩擦块的上、下端活动相接，摩擦块的外侧面始终保持竖直状态，摩擦块的外侧面为锯齿面。

进一步地，切削扫刷机构包括滚轮刷部和切削部，在中心连杆上活动连接有第一转盘和第二转盘，在第一转盘的顶面和第二转盘的底面上均环周均布四组动力导向组件，在第一转盘上的每组动力导向组件上分别设有一个滚轮刷部，在第二转盘上的每组动力导向组件上分别设有一个切削部，在中心连杆上且位于第一转盘和第二转盘之间设有转盘驱动组件；动力导向组件包括一组导向轨和丝杠，导向轨从转盘的轴心向外延伸，丝杠设在导向轨内，丝杠由丝杠电机驱动旋转，在丝杠外部设有防尘套。

进一步地，滚轮刷部包括滚轮刷基座、滚轮支架、滚轮刷和第四电机，滚轮刷基座呈Y字型，滚轮刷基座的底部两端分别活动套接在相应一侧的导向轨上且可沿其滑动，在滚轮刷基座的底部中心位置设有滑块，滑块通过适配的丝杠螺母活动连接在相应设置的丝杠上，滚轮支架设在滚轮刷基座外侧，滚轮刷的刷轴可转动地连接在滚轮支架上，在刷轴顶部设有传动滚轮，第四电机固定在滚轮刷基座上，第四电机的电机轴顶部连接主动滚轮，主动滚轮与传动滚轮通过皮带传动连接。

进一步地，切削部包括切削部基座、切削部底板、竖直导向组件、电推杆、切削滑块、切削轮基座、竖切轮和横切轮；切削部基座和切削部底板间通过竖直导向组件连接，切削部基座顶部设有第二滑块，第二滑块通过适配的丝杠螺母活动连接在第二转盘上对应位置的丝杠上，在第二滑块两侧分别设有一个连接耳，连接耳活动穿套在相应位置的导向轨上；切削滑块活动连接在竖直导向组件上；电推杆固定在切削滑块上，电推杆的推杆轴可纵向伸缩且其自由端铰接连接有旋转杆，旋转杆的外侧端与切削滑块下端的铰接桩上水平设置的铰接柱的一端固定连接，切削轮基座的内侧端固定连接在铰接柱的另一端上，铰接柱通过轴承可转动的连接在铰接桩上；在切削轮基座的上部连接有竖切轮、下部连接有横切轮，竖切轮和横切轮分别由竖切轮电机和横切轮电机带动旋转。

进一步地，竖直导向组件包括两根纵向丝杠，两根纵向丝杠分别设在切削部基座的内侧两端，驱动纵向丝杠旋转的两个丝杠电机固定在切削部底板底部的相应一侧，切削滑块通过丝杠螺母活动连接在纵向丝杠上；在切削部基座的外侧两端分别设有一根导杆，导杆的底端与切削部底板的顶面固定相接，切削滑块的外侧端活动穿套在相应一侧的导杆上。

进一步地，转盘驱动组件包括第二电机和第三电机，第二电机和第三电机均通过基座固定连接在中心连杆上，第二电机的电机轴端部的转轮与第一转盘底部的转轮通过皮带传动连接，第三电机的电机轴端部的转轮与第二转盘顶部的转轮通过皮带传动连接。

进一步地，喷射机构包括顶部挤压面、底部挤压面和底部旋转喷射机构，顶部挤压面固定在底部连杆上，在顶部挤压面上均布数个粉尘进入孔，底部挤压面滑动套接在底部连杆上，顶部挤压面和底部挤压面的外周通过橡胶圈连接，在底部连杆上且位于底部挤压面的下方设有突出平台，在底部挤压面的底面上对称设有一组顶推杆，顶推杆的推杆轴端部与突出平台固定相接；底部挤压面由内侧环板和外侧环板通过N型连接块连接成型，内侧环板和外侧环板间形成两侧贯通的环形开口槽，底部旋转喷射机构嵌合装配在环形开口槽中且可沿其转动，在底部旋转喷射机构底面上环周均布数个呈放射状排布的喷管，喷管端部设有喷嘴，在底部旋转喷射机构内设有环形导槽，环形导槽的顶部敞口、底部与喷管对应的位置设有适配的导孔使得喷管与环形导槽内部贯通相接，在底部旋转喷射机构内壁面上设有一圈导向齿，在底部挤压面的底面上设有底部驱动电机，底部驱动电机的电机轴端连接有旋转驱动轮，旋转驱动轮与导向齿啮合。

进一步地，在每个喷嘴上方对应设有一个导向组件，喷管为软管，喷嘴由硬质材料制成，导向组件包括固定基座、导向电机和转动轴，固定基座固定在底部旋转喷射机构的外周面上，导向电机固定在固定基座上，在固定基座外侧的U型开口端处铰接连接有转动轴，喷嘴通过其顶部的连接杆与转动轴固定连接，在转动轴的一端固定连接从动转轮，在导向电机的电机轴端设有主动转轮，主动转轮和从动转轮间通过皮带传动连接。

进一步地，在顶部连杆上且位于真空泵和第一行进机构之间设有湿擦套件，湿擦套件包括水箱和海绵，水箱和海绵均固定在顶部连杆上，水箱底部设有数个渗水孔，在水箱顶部设有注水口，海绵的形状与煤层气管内腔形状相适应。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1.本申请通过真空泵、两个行进机构、一个切削扫刷机构和一个喷射机构的配合使用对煤层气管内壁面上的污垢进行切削、扫刷和抽真空预喷处理，清理效果好，无需使用高压水流进行清洗工作，对水资源的浪费小；

2.本申请公开的切削部由动力导向组件控制移动路径，切削轮的切削深度可控，对管壁的损伤小，不存在切削螺纹线，且无需二次清洗，维护成本低；

3.本申请公开的清洗设备中各结构组件均可相对独立使用，无线束与水管约束，清洗深度更大，灵活度更高；

4.本申请公开的喷射机构可利用切削扫刷机构处理管壁污垢后掉落的煤粉对煤管壁面上的污垢进行初步喷粉除垢处理，管壁上的污垢会被负压作用下高速喷射出的粉尘部分击落，即使未被直接击落，由于受到外部击打的作用，污垢黏附强度也能得到一定程度的降低，可减轻后续切削扫刷处理机构的处理负担，也能进一步提高清洁速度；

5.本申请公开的清洗设备中各动力元件由主控制器控制运行和流程衔接，各机构衔接配合流畅，自动化程度高。

附图说明

图1是煤层气管清洗设备的整体结构示意图；

图2是第一行进机构的结构示意图；

图3是切削扫刷机构的结构示意图；

图4是第一转盘和第二转盘的结构示意图；

图5是滚轮刷部的结构示意图；

图6是切削部的结构示意图；

图7是喷射机构的结构示意图；

图8是喷射机构另一个角度的结构示意图；

图9是喷射机构的爆炸图；

图10是底部旋转喷射机构的结构示意图；

图11是图10中A部分的放大图；

图12是底部旋转喷射机构的纵向剖视图；

其中，1-真空泵，2-第一行进机构，3-切削扫刷机构，4-喷射机构，5-第二行进机构，6-顶部连杆，7-中心连杆，8-底部连杆，9-湿擦套件；

21-输气通孔，22-行进组件；

221-连接面板，222-第一电机，223-摩擦轮，224-从动轮，225-连杆，226-摩擦块，227-主动轮，228-锯齿面；

31-滚轮刷部，32-切削部，33-第一转盘，34-第二转盘，35-动力导向组件，36-转盘驱动组件；

311-滚轮刷基座，312-滚轮支架，313-滚轮刷，314-第四电机，315-滑块，316-传动滚轮，317-主动滚轮；

321-切削部基座，322-切削部底板，323-竖直导向组件，324-电推杆，325-切削滑块，326-切削轮基座，327-竖切轮，328-横切轮，329-旋转杆；

3211-第二滑块，3212-连接耳；

3231-纵向丝杠，3232-导杆；

3251-铰接柱；

351-导向轨，352-丝杠；

361-第二电机，362-第三电机；

41-顶部挤压面，42-底部挤压面，43-底部旋转喷射机构，44-橡胶圈，45-突出平台，46-顶推杆，47-底部驱动电机，48旋转驱动轮，49-导向组件；

411-粉尘进入孔；

421-密封圈，422-环形开口槽；

431-喷管，432-喷嘴，433-环形导槽，434-导向齿；

491-固定基座，492-导向电机，493-转动轴，494-连接杆，495-从动转轮，496-主动转轮；

91-水箱，92-海绵；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1

为提高煤层气管清洗设备的自动化程度、保证清洗深度并能减少水资源的浪费，本实施例中公开一种新型的煤层气管清洗设备，包括在煤层气管中按照从上至下的顺序依次设置的真空泵1、第一行进机构2、切削扫刷机构3、喷射机构4和第二行进机构5，第一行进机构2和第二行进机构5的结构相同，第一、第二行进机构的中央均设有纵向贯通的输气通孔21，输气通孔21顶部通过顶部连杆6与真空泵1的吸气口相连，切削扫刷机构3固定在中心连杆7上，中心连杆7顶部与第一行进机构2的输气通孔21底部贯通相接，喷射机构4连接在底部连杆8上，中心连杆7底部与喷射机构4顶部固定相接并与底部连杆8贯通，底部连杆8底端与第二行进机构5中央的输气通孔21顶端贯通相接，顶部连杆6、中心连杆7和底部连杆8均为内部空心的结构，彼此贯通相连后形成了一条从设备底部直接通往真空泵1的气流通道方便进行抽真空操作，图1中箭头方向即为抽真空过程中的气体流动方向。

在顶部连杆6上且位于真空泵1和第一行进机构2之间设有湿擦套件9，湿擦套件9包括水箱91和海绵92，水箱91和海绵92均固定在顶部连杆6上，水箱91底部设有数个渗水孔用于向海绵92持续输水，在水箱91顶部设有注水口，海绵92的形状与煤层气管内腔形状相适应，海绵92遇水变湿后可以起到湿擦管壁的作用。

由于第一行进机构2与第二行进机构5的结构完全相同，所以仅以第一行进机构2为例进行详细的结构阐述，第一行进机构2的中心柱的中心处设有上下贯通的输气通孔21，在中心柱的外周环周均布四套结构相同的行进组件22，行进组件22包括连接面板221、第一电机222、摩擦轮223、从动轮224、连杆225和摩擦块226，第一电机222、摩擦轮223和从动轮224均设在连接面板221的同一侧，第一电机222通过基座固定在连接面板221上，由电池进行供电，在第一电机222的电机轴端设有主动轮227，摩擦轮223和从动轮224的轮轴均通过轴承可转动地连接在连接面板221上，摩擦轮223与主动轮227相啮合，从动轮224与摩擦轮223通过皮带传动连接；摩擦块226和连杆225设在连接面板221上与第一电机222的连接侧相反的一侧，两根连杆225呈上、下平行设置，上端的连杆225的一端与摩擦轮223的轮轴固定连接、下端的连杆225的一端与从动轮224的轮轴固定连接，两根连杆225的另一端分别与摩擦块226的上、下端活动相接，摩擦块226的外侧面始终保持竖直状态。

为提高行进时的壁面抓紧力，摩擦块226的外侧面为锯齿面228，且锯齿面228处包覆橡胶层。

每套行进组件的工作原理是：第一电机222启动带动主动轮227旋转，主动轮227带动与其啮合的摩擦轮223转动，进而带动与摩擦轮223通过皮带传动相连的从动轮224同步转动，摩擦轮223和从动轮224同步转动的同时两者的轮轴端部连接的连杆225发生同步旋转，从而带动与连杆225连接的摩擦块226完成向外顶起和向内收缩的动作。

第一、第二行进机构上的四套行进组件22在运动时两两对称，即相对设置的两套行进组件22向内收缩时，另一对向外撑起，摩擦块226在运动的时候会在顶住管壁的同时基于连杆225的进一步转动继续发力将锯齿面228处包覆的橡胶层顶变形后进行上下爬坡运动。且第一行进机构2和第二行进机构5工作时的步调是一致的，即第一行进机构2和第二行进机构5上进行收缩或撑起运动的行进组件22是上下对应的，以保证两套行进机构运动过程的一致性。

在第二行进机构5上的输气通孔21底部设有防尘网用于防止真空泵1工作时吸入过大的颗粒物。

切削扫刷机构3包括滚轮刷部31和切削部32，在中心连杆7上通过轴承可转动连接有第一转盘33和第二转盘34，在第一转盘33的顶面和第二转盘34的底面上均环周均布四组动力导向组件35，在第一转盘33上的每组动力导向组件35上分别设有一个滚轮刷部31，在第二转盘34上的每组动力导向组件35上分别设有一个切削部32，在中心连杆7上且位于第一转盘33和第二转盘34之间设有转盘驱动组件36，转盘驱动组件36包括第二电机361和第三电机362，第二电机361和第三电机362均通过基座固定连接在中心连杆7上，第二电机361的电机轴端部的转轮与第一转盘33底部的转轮通过皮带传动连接进而可利用第二电机361带动第一转盘33旋转，第三电机362的电机轴端部的转轮与第二转盘34顶部的转轮通过皮带传动连接进而可利用第三电机362带动第二转盘34旋转。

动力导向组件包括一组导向轨351和丝杠352，导向轨351从转盘的轴心向外延伸，丝杠352设在导向轨351内，丝杠352由丝杠电机驱动旋转，在丝杠352外部设有防尘套。

滚轮刷部31包括滚轮刷基座311、滚轮支架312、滚轮刷313和第四电机314，滚轮刷基座311呈Y字型，滚轮刷基座311的底部两端分别活动套接在相应一侧的导向轨351上且可沿其滑动，在滚轮刷基座311的底部中心位置设有滑块315，滑块315通过适配的丝杠螺母活动连接在相应设置的丝杠352上，滚轮支架312设在滚轮刷基座311外侧，滚轮刷313的刷轴可转动地连接在滚轮支架312上，在刷轴顶部设有传动滚轮316，第四电机314固定在滚轮刷基座311上，第四电机314的电机轴顶部连接主动滚轮317，主动滚轮317与传动滚轮316通过皮带传动连接。

滚轮刷部的工作原理是：非工作状态下，滚轮刷313处于向内收起的状态，其与煤层气管的壁面不接触，不影响整个设备的行进；需要进行扫刷工作时，启动第四电机314和丝杠电机，丝杠电机带动丝杠352旋转，将丝杠352的旋转运动转化为滑块315的水平运动，滑块315顺着导向轨351的延伸方向向外滑动，带动滚轮刷313支架向外滑动，即带动滚轮刷313向外滑动，使得滚轮刷313与煤层气管的壁面接触；由于此时第四电机314也处于启动状态，主动滚轮317转动带动传动滚轮316转动，进而带动滚轮刷313旋转，旋转状态的滚轮刷313可实现对壁面的清扫作业。

进行扫刷工作时，滚轮刷313如仅发生自转则只能对该管壁高度下的部分壁面进行扫刷，如需环周全覆盖清扫，还会启动第二电机361带动第一转盘33旋转即可使滚轮刷313完整环周清扫该管壁高度下的整个壁面。

无需扫刷时，使丝杠电机反向转动，带动滚轮刷313向内收起，滚轮刷313与煤层气管脱离接触，第四电机314和第二电机361也停止工作，滚轮刷部31暂停作业。

切削部32包括切削部基座321、切削部底板322、竖直导向组件323、电推杆324、切削滑块325、切削轮基座326、竖切轮327和横切轮328；切削部基座321和切削部底板322间通过竖直导向组件323连接，切削部基座321顶部设有第二滑块3211，第二滑块3211通过适配的丝杠螺母活动连接在第二转盘34上对应位置的丝杠352上，可将丝杠352的旋转运动转化为切削部32的水平滑动，为提高切削部32滑动的稳定性，在第二滑块3211两侧分别设有一个连接耳3212，连接耳3212活动穿套在相应位置的导向轨351上以对水平移动中的切削部32进行整体导向。

切削滑块325活动连接在竖直导向组件323上，可在竖直导向组件323的作用下纵向移动；电推杆324固定在切削滑块325上，电推杆324的推杆轴可纵向伸缩且其自由端铰接连接有旋转杆329，旋转杆329的外侧端与切削滑块325下端的铰接桩上水平设置的铰接柱3251的一端固定连接，切削轮基座326的内侧端固定连接在铰接柱3251的另一端上，铰接柱3251通过轴承可转动的连接在铰接桩上；在切削轮基座326的上部连接有竖切轮327、下部连接有横切轮328，竖切轮327和横切轮328分别由竖切轮电机和横切轮电机带动旋转进行纵向和横向的切削工作。

竖直导向组件323包括两根纵向丝杠3231，两根纵向丝杠3231分别设在切削部基座321的内侧两端，驱动纵向丝杠3231旋转的两个丝杠电机固定在切削部底板322底部的相应一侧，切削滑块325通过丝杠螺母活动连接在纵向丝杠3231上，进而可将纵向丝杠3231的旋转运动转化为切削滑块325的纵向移动。

为提高切削滑块325移动过程中的稳定性，在切削部基座321的外侧两端分别设有一根导杆3232，导杆3232的底端与切削部底板322的顶面固定相接，切削滑块325的外侧端活动穿套在相应一侧的导杆3232上。

切削部的工作原理是：非工作状态下，切削部32处于向内收起的状态，无论是横切轮328还是竖切轮327均与煤层气管的壁面不接触，不影响整个设备的行进；需要进行切削工作时，启动第二转盘34上的丝杠电机，丝杠电机带动丝杠352旋转，将丝杠352的旋转运动转化为第二滑块3211的水平运动，第二滑块3211顺着导向轨351的延伸方向向外滑动，带动切削部基座321向外滑动，即带动切削轮基座326向外滑动，使得竖切轮327或者横切轮328处于与煤层气管的壁面可接触的状态；

横切或者竖切是交替进行的，电推杆324的推杆轴乡下伸出后，切削部基座321向外滑动后横切轮328会先与煤层气管壁面接触进行切割工作；需要竖切时，则启动电推杆324，推杆轴向上收缩，带动旋转杆329转动，进而带动铰接柱3251和切削轮基座326同步转动，此时横切轮328向下转动一定角度脱离与煤层气管的壁面接触的状态，而位于上方的竖切轮327在向下转动一定角度后变成了与煤层气管的壁面相接触的状态，即可进行竖切作业。

无论是横切过程还是竖切过程，均可启动第三电机362带动第二转盘34旋转进而实现环周的切割工作。

无需切割时，则再次启动第二转盘34上的丝杠电机带动切削部32向内收起，同时使竖切轮电机和横切轮电机停止工作。

喷射机构4包括顶部挤压面41、底部挤压面42和底部旋转喷射机构43，顶部挤压面41固定在底部连杆8上，在顶部挤压面41上均布数个粉尘进入孔411，底部挤压面42滑动套接在底部连杆8上，底部挤压面42与底部连杆8的配合面间设有密封圈421，顶部挤压面41和底部挤压面42的外周通过有弹性的橡胶圈44连接，在底部连杆8上且位于底部挤压面42的下方设有突出平台45，在底部挤压面42底面上对称设有一组顶推杆46，顶推杆46的推杆轴端部与突出平台45固定相接，喷射机构4在非工作状态下，橡胶圈44未受挤压，其与煤层气管壁面不接触，需启用喷射机构4时，启动顶推杆46，在顶推杆46的推动作用下底部挤压面42向上运动，橡胶圈44受力挤压涨大张开后外壁与煤层气管壁面闭合接触，使得喷射机构4下方变成相对密闭的空间，方便真空泵1进行抽真空工作。

底部挤压面42由内侧环板和外侧环板通过N型连接块连接成型，内侧环板和外侧环板间形成两侧贯通的环形开口槽422，底部旋转喷射机构43嵌合装配在环形开口槽422中且可沿其转动，在底部旋转喷射机构43底面上环周均布数个呈放射状排布的喷管431，喷管431端部设有喷嘴432，在底部旋转喷射机构43内设有环形导槽433，环形导槽433的顶部敞口、底部与喷管431对应的位置设有适配的导孔使得喷管431与环形导槽433内部贯通相接形成贯通的粉尘通道，在底部旋转喷射机构43内壁面上设有一圈导向齿434，在底部挤压面42底面上设有底部驱动电机47，底部驱动电机47的电机轴端连接有旋转驱动轮48，旋转驱动轮48与导向齿434啮合，进而在底部驱动电机47启动后可带动底部旋转喷射机构43旋转使得喷射面能呈完整的环周覆盖状态。

为能增大喷射范围，本实施例中还在每个喷嘴432上方对应设有一个导向组件49，喷管431为软管，喷嘴432由硬质材料制成，导向组件49包括固定基座491、导向电机492和转动轴493，固定基座491固定在底部旋转喷射机构43的外周面上，导向电机492固定在固定基座491上，在固定基座491外侧的U型开口端处铰接连接有转动轴493，喷嘴432通过其顶部的连接杆494与转动轴493固定连接，在转动轴493的一端固定连接从动转轮495，在导向电机492的电机轴端设有主动转轮496，主动转轮496和从动转轮495间通过皮带传动连接，当启动导向电机492后，主动转轮496旋转带动从动转轮495旋转，进而带动转动轴493和连接杆494同步转动，在此过程中，喷嘴432即会上下转动进行粉尘喷射，再辅以底部驱动电机47驱动旋转进行喷射的过程，高度固定的情况下，该底部旋转喷射机构43可以对煤层气管上较广面积的壁面进行覆盖吹扫，工作效率更高。

本实施例中所有用到的动力元件均由主控制器进行操控，使得元件启闭和各流程之间的衔接过程更加的灵活自动化，清洗处理过程也更加的科学合理，可使得清洗效率最大化，如需实时了解管内情况，也可在相应组件上设置摄像头或者传感器等观察检测设备，可通过蓝牙等通讯方式将画面图像或监测数据实时传递到主控制器的电脑屏幕上进行观察。

该设备的使用方式如下：将此设备上的所有给动力元件供电的电池充好电，水箱91蓄好水，第一行进机构2与第二行进机构5上的第一电机222相继启动，第一行进机构2与第二行进机构5上的摩擦块226开始轮流做撑起运动，即第一行进机构2伸出两组摩擦块226的同时第二行进机构5上也对应伸出两组摩擦块226进行撑起运动，之后逐渐收缩，在伸出的摩擦块226与壁面间即将失去相对摩擦力的同时下一组摩擦块226继续撑起轮流蠕动前行，等到将主设备移动至需要清洗的位置时停止运动，第一电机222保持锁定状态。

此时切削部32开始进入工作状态，首先利用第二转盘34上的动力导向组件35带动切削部32向外滑移使得切削部32处于与煤层气管壁面相近的状态，之后启动电推杆324将横切轮328转动至工作面，启动横切轮电机带动横切轮328开始旋转，此时再次缓速操作第二转盘34上的动力导向组件35的丝杆电机使得切削部基座321能再次缓缓外移，横切轮328与管壁上的污垢深入接触，开始切削。同时启动第三电机362带动整个第二转盘34开始旋转，这时管壁上的污垢开始被环切。环切一圈后，启动纵向丝杠3231的丝杠电机，横切轮328上下移动，将其工作面内所有的污垢进行环切，环切完成关闭第三电机362，操作第二转盘34上的动力导向组件35的丝杆电机使得切削部基座321内移一段距离方便调整竖切轮327到工作位置。

接着启动电推杆324将竖切轮327转动至工作面，启动竖切轮电机，带动竖切轮327开始旋转，缓速操作第二转盘34上的动力导向组件35的丝杆电机使得切削部基座321缓缓外移，使得竖切轮327与管壁上的污垢进行接触，开始切削，在切削的同时启动纵向丝杠3231的丝杠电机使得竖切轮327上下移动，在当前工作面完成切削后启动第三电机362带动第二转盘34转动一定角度，将竖切轮327更换一个新的工作面，重复上述步骤，直至将整个管壁一周竖切完成，横切、竖切均完成后启动第二转盘34上的动力导向组件35带动切削部32缓缓收缩，脱离工作面。

再次启动第一行进机构2与第二行进机构5，使之移动主设备，将滚轮刷部31移动至刚刚切削完成的工作面后停止移动。

启动顶推杆46使得底部挤压面42向上移动，由于顶部挤压面41的位置固定，所以在底部挤压面42向上移动的同时橡胶圈44受到挤压力，橡胶圈44向外周膨胀并与管壁密接，此时油管底部相对密封，启动真空泵1，气流顺着图1中的箭头方向流动，最终被排空。

然后第四电机314开始带动滚轮刷313旋转，然后启动第一转盘33上的动力导向组件35中的丝杆电机将滚轮刷313向外侧移动，使得滚轮刷313的刷毛接触刚刚切削完成的工作面，然后启动第二电机361带动第一转盘33开始旋转，此时即可将刚刚被切削过的煤粉扫落，(同时切削部可以进行下一步的切削)。

扫落的煤粉会掉落至顶部挤压面41的表面，由于此时煤管底部空气已经被排空，相对于顶部处于负压状态，所以煤粉会受到吸力从顶部挤压面41表面的四个粉尘进入孔411落至底部旋转喷射机构43内部，即环形导槽433中，之后煤粉会流经喷管431最终从喷嘴432中高速喷射而出，在喷射的同时我们启动导向电机492使喷嘴432上下移动，再启动底部驱动电机47，旋转整个底部旋转喷射机构43，加大喷射面，此时管壁内的污垢会被喷射而出的粉尘击落。

等待此处工作面切削完毕后即可移动设备清理下一处污垢，在移动的同时由于海绵92会被水箱91底部流出的水浸湿膨胀，所以也会接触到管壁，在移动时会将已经清理过的管壁再次擦拭一遍。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种煤层气管清洗设备，其特征在于，在煤层气管中按照从上至下的顺序依次设置真空泵、第一行进机构、切削扫刷机构、喷射机构和第二行进机构，第一、第二行进机构的结构相同且两个行进机构的中央均设有纵向贯通的输气通孔，输气通孔顶部通过顶部连杆与真空泵的吸气口相连，切削扫刷机构固定在中心连杆上，中心连杆顶部与第一行进机构的输气通孔底部贯通相接，喷射机构连接在底部连杆上，中心连杆底部与喷射机构顶部固定相接并与底部连杆贯通，底部连杆底端与第二行进机构中央的输气通孔顶端贯通相接，顶部连杆、中心连杆和底部连杆均为内部空心的结构，彼此贯通相连后形成完整的气体流道；

喷射机构包括顶部挤压面、底部挤压面和底部旋转喷射机构，顶部挤压面固定在底部连杆上，在顶部挤压面上均布数个粉尘进入孔，底部挤压面滑动套接在底部连杆上，顶部挤压面和底部挤压面的外周通过橡胶圈连接，在底部连杆上且位于底部挤压面的下方设有突出平台，在底部挤压面的底面上对称设有一组顶推杆，顶推杆的推杆轴端部与突出平台固定相接；

底部挤压面由内侧环板和外侧环板通过N型连接块连接成型，内侧环板和外侧环板间形成两侧贯通的环形开口槽，底部旋转喷射机构嵌合装配在环形开口槽中且可沿其转动，在底部旋转喷射机构底面上环周均布数个呈放射状排布的喷管，喷管端部设有喷嘴，在底部旋转喷射机构内设有环形导槽，环形导槽的顶部敞口、底部与喷管对应的位置设有适配的导孔使得喷管与环形导槽内部贯通相接，在底部旋转喷射机构内壁面上设有一圈导向齿，在底部挤压面的底面上设有底部驱动电机，底部驱动电机的电机轴端连接有旋转驱动轮，旋转驱动轮与导向齿啮合。

2.如权利要求1所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，纵向贯通的输气通孔设在第一行进机构的中心柱的中心处，在中心柱的外周环周均布四套行进组件；

行进组件包括连接面板、第一电机、摩擦轮、从动轮、连杆和摩擦块，第一电机、摩擦轮和从动轮均设在连接面板的同一侧，第一电机通过基座固定在连接面板上，在第一电机的电机轴端设有主动轮，摩擦轮和从动轮的轮轴均通过轴承可转动地连接在连接面板上，摩擦轮与主动轮相啮合，从动轮与摩擦轮通过皮带传动连接；摩擦块和连杆设在连接面板上与第一电机的连接侧相反的一侧，两根连杆呈上、下平行设置，上方的连杆的一端与摩擦轮的轮轴固定连接、下方的连杆的一端与从动轮的轮轴固定连接，两根连杆的另一端分别与摩擦块的上、下端活动相接，摩擦块的外侧面始终保持竖直状态，摩擦块的外侧面为锯齿面。

3.如权利要求1所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，切削扫刷机构包括滚轮刷部和切削部，在中心连杆上活动连接有第一转盘和第二转盘，在第一转盘的顶面和第二转盘的底面上均环周均布四组动力导向组件，在第一转盘上的每组动力导向组件上分别设有一个滚轮刷部，在第二转盘上的每组动力导向组件上分别设有一个切削部，在中心连杆上且位于第一转盘和第二转盘之间设有转盘驱动组件；

动力导向组件包括一组导向轨和丝杠，导向轨从转盘的轴心向外延伸，丝杠设在导向轨内，丝杠由丝杠电机驱动旋转，在丝杠外部设有防尘套。

4.如权利要求3所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，滚轮刷部包括滚轮刷基座、滚轮支架、滚轮刷和第四电机，滚轮刷基座呈Y字型，滚轮刷基座的底部两端分别活动套接在相应一侧的导向轨上且可沿其滑动，在滚轮刷基座的底部中心位置设有滑块，滑块通过适配的丝杠螺母活动连接在相应设置的丝杠上，滚轮支架设在滚轮刷基座外侧，滚轮刷的刷轴可转动地连接在滚轮支架上，在刷轴顶部设有传动滚轮，第四电机固定在滚轮刷基座上，第四电机的电机轴顶部连接主动滚轮，主动滚轮与传动滚轮通过皮带传动连接。

5.如权利要求3所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，切削部包括切削部基座、切削部底板、竖直导向组件、电推杆、切削滑块、切削轮基座、竖切轮和横切轮；切削部基座和切削部底板间通过竖直导向组件连接，切削部基座顶部设有第二滑块，第二滑块通过适配的丝杠螺母活动连接在第二转盘上对应位置的丝杠上，在第二滑块两侧分别设有一个连接耳，连接耳活动穿套在相应位置的导向轨上；

切削滑块活动连接在竖直导向组件上；电推杆固定在切削滑块上，电推杆的推杆轴可纵向伸缩且其自由端铰接连接有旋转杆，旋转杆的外侧端与切削滑块下端的铰接桩上水平设置的铰接柱的一端固定连接，切削轮基座的内侧端固定连接在铰接柱的另一端上，铰接柱通过轴承可转动的连接在铰接桩上；在切削轮基座的上部连接有竖切轮、下部连接有横切轮，竖切轮和横切轮分别由竖切轮电机和横切轮电机带动旋转。

6.如权利要求5所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，竖直导向组件包括两根纵向丝杠，两根纵向丝杠分别设在切削部基座的内侧两端，驱动纵向丝杠旋转的两个丝杠电机固定在切削部底板底部的相应一侧，切削滑块通过丝杠螺母活动连接在纵向丝杠上；

在切削部基座的外侧两端分别设有一根导杆，导杆的底端与切削部底板的顶面固定相接，切削滑块的外侧端活动穿套在相应一侧的导杆上。

7.如权利要求3所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，转盘驱动组件包括第二电机和第三电机，第二电机和第三电机均通过基座固定连接在中心连杆上，第二电机的电机轴端部的转轮与第一转盘底部的转轮通过皮带传动连接，第三电机的电机轴端部的转轮与第二转盘顶部的转轮通过皮带传动连接。

8.如权利要求1所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，在每个喷嘴上方对应设有一个导向组件，喷管为软管，喷嘴由硬质材料制成，导向组件包括固定基座、导向电机和转动轴，固定基座固定在底部旋转喷射机构的外周面上，导向电机固定在固定基座上，在固定基座外侧的U型开口端处铰接连接有转动轴，喷嘴通过其顶部的连接杆与转动轴固定连接，在转动轴的一端固定连接从动转轮，在导向电机的电机轴端设有主动转轮，主动转轮和从动转轮间通过皮带传动连接。

9.如权利要求1所述的一种煤层气管清洗设备，其特征在于，在顶部连杆上且位于真空泵和第一行进机构之间设有湿擦套件，湿擦套件包括水箱和海绵，水箱和海绵均固定在顶部连杆上，水箱底部设有数个渗水孔，在水箱顶部设有注水口，海绵的形状与煤层气管内腔形状相适应。