CN115518435A - 一种煤层气开采用防煤粉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤层气开采用防煤粉装置,涉及煤层气开采设备技术领域，该装置包括内转筒、回转支承、筒座、进水管、出水管以及驱动机构，该驱动机构用于带动内转筒于筒座中旋转，回转支承则用于相连内转筒与筒座，以实现内转筒的稳定旋转；内转筒横向设置筒座内部开设的筒腔中，在内转筒端部中心的侧方开设有三个环形阵列布置的圆形通孔，在圆形通孔的一端均插设有一滤筒。本发明通过设置筒座、内转筒、开设在内转筒中的三个环形阵列布置的圆形通孔、设于圆形通孔的滤筒以及左右封板，解决了现有设备对滤材进行更换清洗时，需要长时间停机、且费时费力的问题及不足，在实现对采出液过滤的同时，还可对其它滤筒进行清理、更换等操作。
Description
技术领域
本发明属于煤层气开采设备技术领域，具体是涉及一种煤层气开采用防煤粉装置。
背景技术
我国是煤炭生产大国，煤炭产量丰富。随着煤炭的开采，其伴生产物煤层气，俗称“瓦斯”产量也非常巨大。煤层气的主要成分为甲烷,煤层气是一种与煤炭伴生、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。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，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。因此对煤层气的开发利用具有一举多得的功效；煤层气作为一种高效洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
煤层气在开采过程中，需要使用抽水泵排出井内的水，降低井底煤层的压力，实现煤层气的开采。但是由于煤层气采出液中往往含有煤粉、细砂等细小固体颗粒杂质，使得在排水采气过程中存在以下问题：采出液中的煤粉、细砂等固体杂质进入抽水泵后，极容易在抽水泵中形成堆积，造成泵堵、卡泵的情况，对抽水泵造成伤害，使抽水泵快速磨损，大大降低了泵体的使用寿命，增加了煤层气的整体开采成本。
为了较好地保护水泵，现有技术中都是设置过滤装置对煤粉杂质进行滤除，但现有的装置使用时需要频繁对过滤装置进行清洗，否则容易导致抽取效率降低，而频繁清理不仅工作量大，而且降低了工作效率(停机时间长)，费时费力。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种煤层气开采用防煤粉装置，具体包含以下结构：
一内转筒，该内转筒横向设置，在内转筒端部中心的侧方开设有三个环形阵列布置的圆形通孔，三个圆形通孔呈等边三角形设置，在所述圆形通孔的一端均插设有一滤筒，所述滤筒一端开口，另一端封闭；
一对回转支承，两个回转支承分别固定套设在内转筒的筒体两端位置；
一筒座，该筒座包括上部开设有用于容置所述内转筒的筒腔，所述回转支承的内圈固定套接在内转筒端部，回转支承的外圈被固定套接在筒腔的端部内壁中，所述筒座两端分别设有用于封闭筒腔端口的一右封板、一左封板，右封板上开设有第一圆孔、第二圆孔，第一圆孔位于第二圆孔斜下方，左封板上开设有第四圆孔，经内转筒旋转，第一圆孔、第二圆孔、第四圆孔均可与三个所述圆形通孔相对接连通；
一进水管，该进水管设于右封板侧方，进水管的出水端与所述第一圆孔连接，进水管的进水端连接开采井水；
一出水管，该出水管设于左封板侧方，出水管的进水端与所述第四圆孔连接，出水管的出水端连接第一抽水泵；
驱动机构，该驱动机构用于带动内转筒于筒腔中旋转。
进一步的，装置还包含：
一基座，该基座设于筒座底部；
所述驱动机构包含：一电动机，该电动机卧式安装在所述基座顶部开设有的凹腔内；
一齿轮，该齿轮的旋转中心连接在所述电动机的动力输出端上；
一齿环，该齿环固定套设在内转筒的筒体中间位置；
在所述齿环下方的筒座位置开设有一空槽，所述齿轮外圈一部分穿设空槽与齿环啮合传动连接。
进一步的，装置还包含：
第三圆孔，其开设在右封板上，第三圆孔位于第一圆孔侧方；
第五圆孔，其开设在左封板上，第五圆孔位于第四圆孔侧方，经内转筒旋转，第三圆孔与第五圆孔均可与三个所述圆形通孔相对接连通；
进水弯管，该进水弯管设于左封板侧方，其上端管口与所述第五圆孔连接；
出水弯管，该出水弯管设于右封板侧方，其上端管口与所述第三圆孔连接，且在所述第三圆孔中设有隔网。
进一步的，在所述基座中开设有储水腔，储水腔中设有反向冲刷滤筒的清洗水，所述进水弯管下端穿设基座连接至储水腔中的清洗水，所述出水弯管下端穿设基座连接至储水腔中，在进水弯管的管路上设有固定安装在基座上的第二抽水泵。
进一步的，在所述储水腔中竖向隔设有滤网，进水弯管与出水弯管的下端管口分别位于滤网两侧，在所述基座上设有排污管，排污管一端连接至出水弯管下方的储水腔底部。
进一步的，在所述进水管一侧的筒腔端部内壁上开设有环槽，在所述滤筒开口端外部设有卡环，卡环配合卡接在所述环槽内。
更进一步的，在所述滤筒靠近封闭端的筒体上环向设置有多个撑块，撑块与筒腔内壁抵接，各撑块之间设有通道。
进一步的，装置还包含：
第一套环，该第一套环滑动套设在进水管上，第一套环顶部设有第一竖撑；
第二套环，该第二套环滑动套设在出水弯管上，第二套环顶部设有第二竖撑；
第一横撑，该第一横撑两端分别与第一竖撑、第二竖撑的顶端垂直固接；
滑座，该滑座套设在所述第一横撑上；
第三竖撑，该第三竖撑底端固接在滑座顶部；
第二横撑，所述第三竖撑顶端固接在第二横撑的中间位置，第二横撑两端分别固接有第一支座、第二支座，经滑座移动，第一支座与第二支座均可与所述第二圆孔相对应，第一支座与第二支座均用于放置滤筒。
更进一步的，所述第一支座与第二支座的竖截面均为半圆形，与滤筒相适配。
更进一步的，在所述滑座两侧的第一横撑上分别固定设有一限位座，当滑座向任一侧滑动抵接至限位座时，与滑动侧相对的另一侧的第一支座或第二支座正好与第二圆孔相对应。
本发明至少具有以下的有益效果：
(1)本发明实施例通过设置筒座、内转筒、开设在内转筒中的三个环形阵列布置的圆形通孔、设于圆形通孔的滤筒以及左右封板，解决了现有设备对滤材进行更换清洗时，需要长时间停机、且费时费力的问题及不足，本发明通过对内转筒的驱动，能够达到对滤筒的转换，不仅实现了采出液的过滤，同时还可对其它滤筒进行清理、更换等操作。
(2)本发明实施例通过设置基座、基座中的储水腔、进/出水弯管、第二抽水泵以及储水腔中滤网，能够达到滤筒的在线清洗操作，清洗后的滤筒可随即使用，具有清洗速度快、清洗水可循环利用、滤渣杂质可收集等优点；
(3)本发明实施例通过环槽结构将滤筒单向卡设在圆形通孔中，一是解决了滤筒的拆装问题，二是满足了对采出液的过滤需求，多个撑块的设计不仅实现了对滤筒的支撑，还可实现采出液的流通；
(4)本发明实施例通过在进水管与出水弯管的直管段上设有滑撑机构，能够辅助操作人员拆装滤筒，具有省时省力、结构设计灵活巧妙、操作简便等优点，便于人工操作更换滤筒。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是实施例1装置的结构示意图；
图2是实施例1中装置的立体结构简图(右视状态下)；
图3是实施例1中装置的立体结构简图(左视状态下)；
图4是实施例1中筒腔内部结构的拆分图；
图5是实施例1中筒座的立体结构简图；
图6是实施例1中滤筒与圆形通孔之间的连接示意图；
图7是实施例1中驱动机构的结构示意图；
图8是实施例1中基座储水腔与进水弯管、出水弯管之间的连接示意图；
图9是实施例2中滑撑机构的结构示意图；
图10是实施例2中滑撑机构的结构示意图(滑座与限位座相抵接)；
图11是实施例2中滤筒与第一支座的之间的连接示意图。
图中标记为：
1、内转筒；101、圆形通孔；
2、滤筒；201、卡环；202、撑块；
3、回转支承；
4、筒座；401、筒腔；402、右封板；403、左封板；404、第一圆孔；405、第二圆孔；406、第三圆孔；407、第四圆孔；408、第五圆孔；409、空槽；410、环槽；
5、进水管；6、出水管；7、第一抽水泵；8、基座；801、凹腔；802、储水腔；803、滤网；9、电动机；10、齿轮；11、齿环；12、进水弯管；13、出水弯管；14、排污管；15、第二抽水泵；16、第一套环；17、第二套环；18、第一竖撑；19、第二竖撑；20、第一横撑；21、滑座；22、第三竖撑；23、第二横撑；24、第一支座；25、第二支座；26、限位座；27、开采井。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1
本实施例1针对煤层气采出液所含煤粉、细砂等细小固体颗粒杂质对抽水泵的损坏影响，提出了一种煤层气开采用防煤粉装置，该装置与现有技术不同，其设置了多个滤筒2，这些滤筒2能够转换间歇式地实现对采出液的过滤，且其中一滤筒2在滤杂滤渣过程中，不影响其它滤筒2的拆除、更换及清理。
如图1-图5所示，本实施例的防煤粉装置包含：一内转筒1、一对回转支承3、一筒座4、一进水管5、一出水管6以及驱动机构，该驱动机构用于带动内转筒1于筒座4中旋转，回转支承3则用于相连内转筒1与筒座4，以实现内转筒1的稳定旋转；另外，在筒座4底部还设有一基座8。
其中，内转筒1横向设置，在内转筒1端部中心的侧方开设有三个环形阵列布置的圆形通孔101，从侧面看，三个圆形通孔101呈等边三角形设置，在圆形通孔101的一端(采出液进入端)均插设有一滤筒2，滤筒2一端开口，另一端封闭，滤筒2为直筒型，其封闭端延伸至圆形通孔101的另一端(采出液排出端)。
两个回转支承3分别固定套设在内转筒1的筒体两端位置，筒座4包括上部开设有用于容置内转筒1的筒腔401，回转支承3的内圈固定套接在内转筒1端部，回转支承3的外圈被固定套接在筒腔401的端部内壁中，筒座4两端分别设有用于封闭筒腔401端口的一右封板402、一左封板403，右封板402上开设有第一圆孔404、第二圆孔405、第三圆孔406，第一圆孔404位于第二圆孔405斜下方，第三圆孔406位于第一圆孔404侧方；左封板403上开设有第四圆孔407、第五圆孔408，第五圆孔408位于第四圆孔407侧方，经内转筒1旋转，第一圆孔404、第二圆孔405、第三圆孔406、第四圆孔407以及第五圆孔408均可与三个圆形通孔101相对接连通，且第一圆孔404与第四圆孔407相对应，第三圆孔406与第五圆孔408相对应，第一圆孔404、第二圆孔405、第三圆孔406、第四圆孔407、第五圆孔408以及圆形通孔101的孔径相同。
所述进水管5设于右封板402侧方，进水管5的出水端与第一圆孔404连接，进水管5的进水端连接开采井27井底水，出水管6设于左封板403侧方，出水管6的进水端与第四圆孔407连接，出水管6的出水端连接第一抽水泵7，第一抽水泵7为抽取开采井27井底水提供动力。
为了能够同时实现滤筒2的直接拆装以及在对采出液进行过滤时的固定，如图6所示，在进水管5一侧的筒腔401端部内壁上开设有环槽410，在滤筒2开口端外部设有卡环201，卡环配合卡接在环槽410内，在滤筒2靠近封闭端的筒体上环向设置有多个撑块202，撑块202与筒腔401内壁抵接，各撑块202之间设有通道，通道用于采出液的流通。
如图7所示，驱动机构用于带动内转筒1于筒腔401中旋转，驱动机构包含的构件有：一电动机9、一齿轮10以及一齿环11，其中，电动机9卧式安装在基座8顶部开设有的凹腔801内，齿轮10的旋转中心连接在电动机9的动力输出端上，齿环11固定套设在内转筒1的筒体中间位置；在齿环11下方的筒座4位置开设有一空槽409，齿轮10外圈一部分穿设空槽409与齿环11啮合传动连接，由此可知，本实施例是通过设置有的电动机9及传动组件实现对内转筒1的驱动。
本实施例中，如图8所示，在上述基座8中开设有储水腔802，储水腔802中设有反向冲刷滤筒2的清洗水，为了实现这一所述目的，在左封板403侧方设有一进水弯管12，进水弯管12上端管口与第五圆孔408连接，进水弯管12下端穿设基座8连接至储水腔802中的清洗水，在右封板402侧方侧方设有一出水弯管13，出水弯管13上端管口与第三圆孔406连接，且在第三圆孔406中设有隔网，隔网用于阻挡滤筒2移动，同时也用于清洗水的流通，出水弯管13下端穿设基座8连接至储水腔802中，在进水弯管12的管路上设有固定安装在基座8上的第二抽水泵15，由此可知，本实施例通过设置的第二抽水泵15将清洗水经进水弯管12输送到第三圆孔406与第五圆孔408之间的圆形通孔101，以达到反冲洗其内的滤筒2中的杂质，并将杂质随清洗水经隔网、出水弯管13回流至储水腔802中。
基于上述，为了达到的较好地清洗效果以及杂质的收集排出，在储水腔802中竖向隔设有滤网803，滤网803左侧为清水区，滤网803右侧为储污区，进水弯管12与出水弯管13的下端管口分别位于滤网803的左侧、右侧，在基座8上安装有一排污管14，排污管14一端连接至出水弯管13下方的储水腔802底部，通过打开排污管14，将储污区内底部沉淀的杂质排出收集，可经烘干后实现对其利用。
本实施例的煤层气开采用防煤粉装置工作原理如下：
(1)采出液过滤：第一抽水泵7启动工作，来自开采井27的采出液经进水管5、第一圆孔404输送至第一圆孔404与第四圆孔407之间的圆形通孔101中，由于滤筒2卡接在圆形通孔101进水端，所以滤筒2在如图示采出液的流向下能够固定并对采出液中的固体杂质进行过滤，采出液从第四圆孔407及出水管6输出。
(2)滤筒2拆装：在采出液过滤期间，操作人员可通过右封板402上部的第二圆孔405对应位置处的圆形通孔101取出更换其内的滤筒2，或将待用滤筒2放置到第二圆孔405对应位置处的圆形通孔101中；
(3)滤筒2转换：当第一圆孔404对应位置处的滤筒2内的固体杂质较多影响到采出液的过滤时，第一抽水泵7停止工作，随即电动机9启动，带动内转筒1旋转，将原第二圆孔405对应位置处待用的滤筒2转换至第一圆孔404处使用，之后再次启动第一抽水泵7工作，对采出液进行过滤，第一抽水泵7停机时间短暂，基本上不影响井底水的排采工作。
(4)滤筒2清理：在滤筒2转换后，原处于第一圆孔404与第四圆孔407之间圆形通孔101中的滤筒2随内转筒1移动至第三圆孔406与第五圆孔408之间的圆形通孔101中，启动第二抽水泵15，储水腔802中的清洗水经进水弯管12进入到第三圆孔406与第五圆孔408之间的圆形通孔101中，并对其中的滤筒2进行反向冲洗，以将滤筒2中的杂质经出水弯管13冲洗排到到储水腔802中收集，以便后期处理。
实施例2
基于实施例1，结合图9-图11所示，为了便于对右封板402上部的第二圆孔405对应位置处圆形通孔101中滤筒2的拆装移动，本实施例在进水管5与出水弯管13的直管段上设有一滑撑机构，滑撑机构用于承载所述滤筒2，具体的，滑撑机构包含有以下构件：
第一套环16，该第一套环16滑动套设在进水管5上，第一套环16顶部设有第一竖撑18；
第二套环17，该第二套环17滑动套设在出水弯管13上，第二套环17顶部设有第二竖撑19；
第一横撑20，该第一横撑20两端分别与第一竖撑18、第二竖撑19的顶端垂直固接；
滑座21，该滑座21套设在所述第一横撑20上；
第三竖撑22，该第三竖撑22底端固接在滑座21顶部；
第二横撑23，所述第三竖撑22顶端固接在第二横撑23的中间位置，第二横撑23两端分别固接有第一支座24、第二支座25，经滑座21移动，第一支座24与第二支座25均可与所述第二圆孔405相对应，第一支座24与第二支座25均用于放置滤筒2。
其中，上述第一支座24与第二支座25的竖截面均为半圆形，与滤筒2相适配，以便稳固滤筒2，推拉滤筒2实现其在第一支座24(或第二支座25)与第二圆孔405对应位置处的圆形通孔101之间移动。
另外，在上述滑座21两侧的第一横撑20上分别固定设有一限位座26，当滑座21向任一侧滑动抵接至限位座26时，与滑动侧相对的另一侧的第一支座24或第二支座25正好与第二圆孔405相对应。
本实施例通过设置滑撑机构，能够将待用的滤筒2事先放置到第一支座24，移动滑座21，将第二支座25一端与第二圆孔405相对接，将第二圆孔405位置处圆形通孔101内的滤筒2拉出至滤筒2第二支座25上，再移动滑座21，将第一支座24一端与第二圆孔405相对接，推动其上事先放置的滤筒2至圆形通孔101中，以供装置备用。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤层气开采用防煤粉装置，其特征在于，包含：
一内转筒，该内转筒横向设置，在内转筒端部中心的侧方开设有三个环形阵列布置的圆形通孔，三个圆形通孔呈等边三角形设置，在所述圆形通孔的一端均插设有一滤筒，所述滤筒一端开口，另一端封闭；
一对回转支承，两个回转支承分别固定套设在内转筒的筒体两端位置；
一筒座，该筒座包括上部开设有用于容置所述内转筒的筒腔，所述回转支承的内圈固定套接在内转筒端部，回转支承的外圈被固定套接在筒腔的端部内壁中，所述筒座两端分别设有用于封闭筒腔端口的一右封板、一左封板，右封板上开设有第一圆孔、第二圆孔，第一圆孔位于第二圆孔斜下方，左封板上开设有第四圆孔，经内转筒旋转，第一圆孔、第二圆孔、第四圆孔均可与三个所述圆形通孔相对接连通；
一进水管，该进水管设于右封板侧方，进水管的出水端与所述第一圆孔连接，进水管的进水端连接开采井水；
一出水管，该出水管设于左封板侧方，出水管的进水端与所述第四圆孔连接，出水管的出水端连接第一抽水泵；
驱动机构，该驱动机构用于带动内转筒于筒腔中旋转。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包含：
一基座，该基座设于筒座底部；
所述驱动机构包含：一电动机，该电动机卧式安装在所述基座顶部开设有的凹腔内；
一齿轮，该齿轮的旋转中心连接在所述电动机的动力输出端上；
一齿环，该齿环固定套设在内转筒的筒体中间位置；
在所述齿环下方的筒座位置开设有一空槽，所述齿轮外圈一部分穿设空槽与齿环啮合传动连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包含：
第三圆孔，其开设在右封板上，第三圆孔位于第一圆孔侧方；
第五圆孔，其开设在左封板上，第五圆孔位于第四圆孔侧方，经内转筒旋转，第三圆孔与第五圆孔均可与三个所述圆形通孔相对接连通；
进水弯管，该进水弯管设于左封板侧方，其上端管口与所述第五圆孔连接；
出水弯管，该出水弯管设于右封板侧方，其上端管口与所述第三圆孔连接，且在所述第三圆孔中设有隔网。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述基座中开设有储水腔，储水腔中设有反向冲刷滤筒的清洗水，所述进水弯管下端穿设基座连接至储水腔中的清洗水，所述出水弯管下端穿设基座连接至储水腔中，在进水弯管的管路上设有固定安装在基座上的第二抽水泵。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述储水腔中竖向隔设有滤网，进水弯管与出水弯管的下端管口分别位于滤网两侧，在所述基座上设有排污管，排污管一端连接至出水弯管下方的储水腔底部。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述进水管一侧的筒腔端部内壁上开设有环槽，在所述滤筒开口端外部设有卡环，卡环配合卡接在所述环槽内。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述滤筒靠近封闭端的筒体上环向设置有多个撑块，撑块与筒腔内壁抵接，各撑块之间设有通道。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包含：
第一套环，该第一套环滑动套设在进水管上，第一套环顶部设有第一竖撑；
第二套环，该第二套环滑动套设在出水弯管上，第二套环顶部设有第二竖撑；
第一横撑，该第一横撑两端分别与第一竖撑、第二竖撑的顶端垂直固接；
滑座，该滑座套设在所述第一横撑上；
第三竖撑，该第三竖撑底端固接在滑座顶部；
第二横撑，所述第三竖撑顶端固接在第二横撑的中间位置，第二横撑两端分别固接有第一支座、第二支座，经滑座移动，第一支座与第二支座均可与所述第二圆孔相对应，第一支座与第二支座均用于放置滤筒。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一支座与第二支座的竖截面均为半圆形，与滤筒相适配。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述滑座两侧的第一横撑上分别固定设有一限位座，当滑座向任一侧滑动抵接至限位座时，与滑动侧相对的另一侧的第一支座或第二支座正好与第二圆孔相对应。
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