CN116422019B - 一种石油录井气体样本滤尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田录井技术领域，具体涉及一种石油录井气体样本滤尘装置，包括排水管、收集套、交换板和封堵组件，在收集套转动时，收集套上的收集腔能够通过贯穿槽和排水口连通排水管内部，石油录井气体和流体经过排水口和贯穿槽进入收集腔内，在收集套转动时，交换板在离心力和自身重力的作用下沿收集腔往复运动，使得石油录井气体全部存储在交换板远离收集套轴线一侧的收集腔内，在此过程中将混合在流体内的石油录井气体进行提取，便于工作人员对石油录井气体进行检测，同时在石油录井气体经过第一单向阀或第二单向阀的过程中能够进行纯化，避免细小杂质对石油录井气体的纯度造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及油田录井技术领域，具体涉及一种石油录井气体样本滤尘装置。
背景技术
石油录井气体为钻井过程中钻井液从钻孔中带上地面的气体，需要对录井气体的气体成分和含量进行检测，以便于建立录井地址剖面，发现油气信息。目前在钻井过程中收集石油录井气体时，在石油排放管道中加装过滤装置，由于在钻井过程中具有一定的产生的杂质颗粒较小，经过过滤装置的过滤后，气体在泥浆中形成气泡，气泡中携带少量的细小杂质，这种细小杂质影响对气体的检测，从而影响检测的精准程度。
发明内容
本发明提供一种石油录井气体样本滤尘装置，以解决现有的石油录井气体样本不纯净的问题。
本发明的一种石油录井气体样本滤尘装置采用如下技术方案：
一种石油录井气体样本滤尘装置，包括排水管、收集套、交换板和封堵组件；
排水管的端部侧壁设置有排气口，排气口处于排水管过轴线的竖直面内；收集套同轴转动设置于排水管的端部，收集套内侧壁抵接排水管侧壁，收集套内部具有多个相互隔绝的收集腔，每个收集腔均沿收集套的径向方向延伸，收集套内侧壁设置有多个贯穿槽，每个贯穿槽连通一个收集腔；排水管内设置有驱动组件，驱动组件用于在排水管内的流体流动时驱动收集套绕自身轴线转动；交换板设置有多个，每个交换板沿收集套的径向方向滑动地设置于一个收集腔内，每个交换板与收集腔侧壁滑动密封连接，在收集套转动时，交换板能够在收集腔内滑动；每个交换板上均设置有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀的导通方向与第二单向阀的导通方向相反；封堵组件用于在交换板逐渐远离收集套轴线时逐渐封堵第一单向阀和第二单向阀。
进一步地，封堵组件包括封堵板和驱动杆；封堵板设置有多个，每个封堵板滑动设置于一个收集腔内；驱动杆设置有多个，每个驱动杆固定连接一个封堵板，且每个驱动杆均沿收集套的径向方向延伸，每个驱动杆均滑动贯穿收集套的侧壁，在交换板逐渐远离收集套轴线时，驱动杆逐渐向收集套的轴线方向滑动。
进一步地，封堵组件还包括驱动壳和第一弹性件；第一弹性件设置有多个，每个第一弹性件连接于一个驱动杆上，第一弹性件总是具有推动驱动杆向收集套的轴线方向远离的力；驱动壳同轴且间隔地套设于收集套的外侧，驱动壳与排水管固定连接，驱动壳内周壁设置有第一弧槽，沿收集套转动的方向第一弧槽的深度逐渐减小，驱动壳具有过轴线的第一参考面，第一弧槽处于第一参考面的一侧，且第一弧槽处于收集套转动方向的前侧，在驱动杆处于收集套外侧的一端抵接第一弧槽侧壁时，封堵板处于不封堵第一单向阀和第二单向阀的状态。
进一步地，第一单向阀与第二单向阀上均设置有过滤网。
进一步地，第一单向阀与第二单向阀分布在交换板的两端，在收集套转动时，第一单向阀处于第二单向阀的前侧，且第一单向阀的导通方向为从收集腔外侧至收集腔内侧。
进一步地，每个交换板与收集腔内侧壁之间均连接有第二弹性件，第二弹性件总是具有驱使交换板向收集套轴线方向远离的力。
进一步地，交换板将收集腔分割为完全隔绝的第一腔室和第二腔室，第一腔室处于第二腔室的外侧，初始状态时，第二腔室充满液体，交换板封堵贯穿槽。
进一步地，每个封堵板均设置有贯穿两侧壁的导通槽，封堵板在第二腔室滑动时，封堵板不能对第二腔室内的液体进行挤压。
进一步地，驱动组件包括驱动轴和驱动扇叶，驱动轴同轴设置于排水管内部，驱动轴与收集套固定连接；驱动扇叶固定设置于驱动轴上，排水管内流动的流体能够推动驱动扇叶转动。
本发明的有益效果是：本发明的一种石油录井气体样本滤尘装置，包括排水管、收集套、交换板和封堵组件，排水管的一端连接于石油排放管上，石油排放管内的流体进入排水管内部，在驱动组件的作用下收集套转动，在收集套转动时，收集套上的收集腔能够通过贯穿槽和排水口连通排水管内部，石油录井气体一般存在于排水管的上方，部分气体和流体经过排水口和贯穿槽能够进入收集腔内，在收集套转动时，交换板受到一定的离心力，交换板在离心力和自身重力的作用下沿收集腔往复运动，石油录井气体进入收集腔内后，在交换板远离收集套轴线的过程中，交换板两侧的收集腔内的气体互相交换，使得石油录井气体全部存储在交换板远离收集套轴线一侧的收集腔内，在此过程中将混合在流体内的石油录井气体进行提取，便于工作人员对石油录井气体进行检测，同时在石油录井气体经过第一单向阀或第二单向阀的过程中能够进行纯化，避免细小杂质对石油录井气体的纯度造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置的正视图；
图3为本发明实施例一中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置的侧视图；
图4为图2中A-A方向的剖视图；
图5为图4中C处的局部放大图；
图6为图3中B-B方向的剖视图；
图7为图6中D处的局部放大图；
图8为本发明实施例一中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置中收集套的结构示意图；
图9为本发明实施例一中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置中收集套的侧视图；
图10为图9中E-E方向的剖视图。
图中：110、排水管；111、排气口；120、收集套；121、贯穿槽；130、连接环；140、收集腔；141、第一腔室；142、第二腔室；150、驱动轴；160、驱动扇叶；170、辅助管；180、交换板；210、第一单向阀；220、第二单向阀；310、封堵板；320、驱动杆；330、第一弹簧；340、驱动壳；341、第一弧槽；410、第二弹簧；420、支撑腿；430、支撑架。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1至图10所示，本发明实施例一中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置，包括排水管110、收集套120、交换板180和封堵组件。
初始状态时，排水管110水平设置，排水管110的左端连接于石油排放管，排水管110的右端侧壁设置有排气口111，排气口111处于排水管110的正上方，石油排放管内的流体进入排水管110内后，石油录井气体处于流体的上方。
收集套120呈环套状结构，收集套120具有内径和外径，使得收集套120具有内侧壁和外侧壁，收集套120内层固定设置有连接环130，连接环130转动连接于排水管110的右端，收集套120部分内侧壁抵接排水管110外周壁。收集套120内部设置有多个收集腔140，任意两个收集腔140均相互隔绝，且多个收集腔140在收集套120周向均匀分布，每个收集腔140均沿收集套120的径向方向延伸。收集套120内侧壁设置有多个贯穿槽121，每个贯穿槽121连通一个收集腔140，贯穿槽121的大小与排气口111的大小相同。排水管110内设置有驱动组件，驱动组件用于在排水管110内的流体流动时驱动收集套120绕轴线转动。具体地，驱动组件包括驱动轴150和驱动扇叶160，驱动轴150同轴设置于排水管110内部，驱动轴150的右端同轴固定连接于连接环130。驱动扇叶160固定设置于驱动轴150上，排水管110内部设置有支撑架430，支撑架430能够对驱动轴150的左端进行支撑，在排水管110内流动的流体能够推动驱动扇叶160转动，使得收集套120相对于排水管110转动。
收集套120上同轴设置有辅助管170，辅助管170的直径与排水管110的直径大小相同，辅助管170与连接环130转动连接，则收集套120处于辅助管170与排水管110之间，辅助管170能够减少流体附着在收集套120上，从而避免增加清洁收集套120的工序，辅助管170与排水管110上均设置有支撑腿420，支撑腿420能够保证辅助管170与排水管110保持水平同轴状态。
交换板180设置有多个，每个交换板180滑动设置于一个收集腔140内，使得交换板180能够在收集腔140内靠近收集套120的轴线或远离收集套120的轴线，每个交换板180与收集腔140侧壁滑动密封连接，交换板180能够将收集腔140分割为两个完全隔绝的第一腔室141和第二腔室142，第一腔室141处于靠近收集套120轴线的一侧，第二腔室142处于远离收集套120轴线的一侧，在初始状态时，第二腔室142充满液体，则交换板180处于封堵贯穿槽121的状态，具体地，第二腔室142充满的液体可为水。每个交换板180上均设置有第一单向阀210和第二单向阀220，第一单向阀210的导通方向与第二单向阀220的导通方向相反，且第一单向阀210与第二单向阀220分布在交换板180的两端，在收集套120转动时，交换板180在自身重力和离心力的作用下能够在收集腔140内往复运动。具体地，根据驱动扇叶160的螺旋方向的设置，则排水管110内流动的流体能够通过驱动扇叶160驱动收集套120逆时针转动（如附图4所示方向），则交换板180同步绕收集套120的轴线方向转动，第一单向阀210设置于交换板180转动方向的前侧，第二单向阀220设置于交换板180转动方向的后侧，第一单向阀210的导通方向为从第二腔室142至第一腔室141，即从收集腔140外侧至收集腔140内侧，则第二腔室142内的液体能够通过第一单向阀210向第一腔室141流动。第二单向阀220的导通方向为从第一腔室141至第二腔室142，即从收集腔140内侧至收集腔140外侧。第一单向阀210与第二单向阀220上均设置有过滤网，过滤网能够阻碍固体通过第一单向阀210或第二单向阀220。
封堵组件用于在交换板180逐渐远离收集套120轴线时逐渐封堵第一单向阀210和第二单向阀220。封堵组件包括驱动壳340、第一弹性件、封堵板310和驱动杆320。封堵板310设置有多个，每个封堵板310滑动设置于一个收集腔140内，具体地，封堵板310处于第二腔室142内，封堵板310能够在第二腔室142内滑动，且封堵板310的滑动方向为收集套120的径向的方向，每个封堵板310均设置有贯穿两侧壁的导通槽，则在封堵板310在第二腔室142滑动时，封堵板310不能对第二腔室142内的液体进行挤压。驱动杆320设置有多个，每个驱动杆320固定连接一个封堵板310，且每个驱动杆320均沿收集套120的径向方向延伸，每个驱动杆320均滑动贯穿收集套120的侧壁。第一弹性件设置有多个，每个第一弹性件连接于一个驱动杆320上，第一弹性件总是具有推动驱动杆320向收集套120的轴线方向远离的力。具体地，第一弹性件为第一弹簧330，第一弹簧330同轴套设于驱动杆320的外侧，第一弹簧330的外端固定连接于驱动杆320的外端，第一弹簧330的内端固定连接于收集套120的外侧壁，第一弹簧330始终处于压缩状态，则第一弹簧330始终具有复位的趋势，第一弹簧330的复位力能够使得驱动杆320始终具有向收集套120轴线方向远离的趋势。驱动壳340同轴且间隔地套设于收集套120的外侧，驱动壳340与排水管110固定连接，驱动壳340内周壁设置有第一弧槽341，第一弧槽341呈半圆环结构。驱动壳340具有过轴线的第一参考面，如附图4所示方向，第一参考面与过轴线的竖直面具有45度的夹角，第一参考面的倾斜方向为右上至左下的方向。第一弧槽341处于第一参考面的一侧，根据收集套120转动方向的设置，第一弧槽341处于收集套120转动方向的前侧，沿收集套120转动的方向第一弧槽341的深度逐渐减小，直至第一弧槽341与驱动壳340内侧壁平滑连接。在收集套120转动时，多个驱动杆320能够抵接驱动壳340内侧壁或第一弧槽341侧壁，在驱动杆320抵接驱动壳340侧壁时，封堵板310处于封堵第一单向阀210和第二单向阀220的状态，在驱动杆320抵接第一弧槽341侧壁时，封堵板310处于不封堵第一单向阀210和第二单向阀220的状态，则在收集套120转动的过程中，交换板180在逐渐远离收集套120轴线时，驱动杆320沿第一弧槽341侧壁滑动，在交换板180逐渐靠近收集套120轴线时，驱动杆320沿驱动壳340内侧壁滑动。
在本实施例中，每个交换板180与收集腔140内侧壁之间均连接有第二弹性件，第二弹性件总是具有驱使交换板180向收集套120轴线方向远离的力。具体地，第二弹性件为第二弹簧410，第二弹簧410沿收集套120的径向方向设置，第二弹性件穿过封堵板310上的导通槽，第二弹簧410设置于第二腔室142内，第二弹簧410始终处于拉伸状态，在第二弹簧410的作用下，交换板180始终具有沿收集腔140向收集套120轴线方向远离的趋势。
结合上述实施例，本发明实施例提供一种石油录井气体样本滤尘装置的工作过程如下：
工作时，将排水管110连接于石油排放管，在石油排放管内的流体进入排水管110内时，具有一定流速的流体进入排水管110后，流动的流体能够推动驱动扇叶160转动，驱动扇叶160带动驱动轴150同步转动，驱动轴150的转动带动收集套120同步转动，此时根据驱动扇叶160的设置，使得此时收集套120逆时针转动（以附图4所示方向）。
本实施例为便于表述以收集腔140内设置四个收集腔140为例，以附图4所示方向为例，收集腔140分别具有第一腔位、第二腔位、第三腔位和第四腔位，初始状态时，其中第一腔位与第二腔位处于过收集套120轴线的竖直面内，第一腔位处于第二腔位的上方，第三腔位与第四腔位处于过收集套120轴线的水平面内，第三腔位处于第四腔位的左侧，且每个收集腔140的第二腔室142内充满液体，则交换板180均处于封堵贯穿槽121的状态。其中第一腔位和第三腔位的收集腔140内两个驱动杆320的外端处于抵接第一弧槽341侧壁状态，第二腔位和第四腔位的收集腔140内的两个驱动杆320的外端处于抵接驱动壳340内侧壁的状态，第一腔位与第三腔位的收集腔140内交换板180上的第一单向阀210与第二单向阀220处于打开状态，第二腔位与第四腔位的收集腔140内交换板180上的第一单向阀210与第二单向阀220处于封堵状态，则第一腔室141与第二腔室142内的气液交换出现于第一腔位与第三腔位的收集腔140内。在收集套120转动的过程中，交换板180受到一定的离心力，则交换板180具有沿收集腔140向外滑动的趋势，同时交换板180始终受到重力，则在第一腔位的收集腔140内，交换板180处于距离收集套120轴线最近的位置，在第二腔位的收集腔140内，交换板180处于距离收集套120轴线最远的位置。
在收集套120转动时，以其中一个收集腔140为例，该收集腔140由第四腔位向第一腔位转动的过程中，交换板180上的第一单向阀210与第二单向阀220逐渐解除封堵，交换板180在自身重力作用下具有进一步靠近收集套120的轴线的趋势，此时交换板180在第二腔室142内液体的作用下封堵贯穿槽121的状态，随着收集套120的转动，该收集腔140完全转动至第一腔位，此时贯穿槽121与排水管110的排气口111连通，但是此时排水管110内的石油录井气体并不能进入收集腔140内，随着收集套120的进一步转动，该收集腔140逐渐由第一腔位向第三腔位转动，此时贯穿槽121与排水管110的排气口111还有部分连通，交换板180在离心力的作用下，逐渐远离收集套120的轴线，交换板180在收集腔140内滑动时，交换板180对第二腔室142内的液体进行挤压，第二腔室142内的液体经过第一单向阀210进入第一腔室141，排水管110内的石油录井气体经过排气口111和贯穿槽121进入第一腔室141内。随着收集套120进一步转动，贯穿槽121与排水管110的排气口111不再连通，但交换板180进一步远离收集套120的轴线，则交换板180对第二腔室142内的液体进行进一步挤压，则第二腔室142内的液体进入第一腔室141内，则第一腔室141内的石油录井气体经过第二单向阀220进入第二腔室142内，由于第一单向阀210与第二单向阀220上均设置有过滤网，则进入第二腔室142内的石油录井气体内的固体杂质被第二单向阀220上的过滤网过滤。
在该收集腔140转动至第三腔位时，此时第二腔室142内存在液体与石油录井气体，且第二腔室142内的液体处于石油录井气体的下方。随着该收集腔140由第三腔位向第二腔位转动时，封堵板310逐渐将第一单向阀210和第二单向阀220进行封堵，在封堵板310未将第一单向阀210和第二单向阀220进行封堵之前，收集套120的转动能够带动交换板180进一步远离收集套120的轴线，在此过程中，第一腔室141内的石油录井气体通过第二单向阀220进入第一腔室141内，在封堵板310将第一单向阀210和第二单向阀220进行封堵之后，第一腔室141内的气体不能再次进入第二腔室142内。
在该收集腔140转动至第二腔位时，此时交换板180处于距离收集套120轴线最远的位置，此时第一腔室141内存在一定的负压，第二腔室142内存在一定的正压。随着收集套120的转动，该收集腔140由第二腔位向第四腔位转动，在交换板180重力的作用下，交换板180向收集套120的轴线方向靠近，且第一单向阀210和第二单向阀220处于封堵状态，但此时第一腔室141内的负压降低，第二腔室142内的正压降低。随着收集套120的进一步转动，该收集腔140由第四腔位向第一腔位转动，此过程封堵板310逐渐解除对第一单向阀210和第二单向阀220的封堵，且贯穿槽121逐渐连通排水管110的排气口111。在交换板180重力的作用下，交换板180向收集套120的轴线方向进一步靠近，在贯穿槽121连通排气口111时，封堵板310解除对第一单向阀210和第二单向阀220的封堵，此时第一腔室141内的液体经过贯穿槽121和排气口111排入排水管110内。该收集腔140再次经过第一腔位向第三腔位转动时，在交换板180的重力作用下，交换板180向逐渐远离收集套120的轴线方向移动，此时第二腔室142内的液体逐渐进入第一腔室141内，第一腔室141内的石油录井气体进入第二腔室142内。
在收集套120转动时，交换板180由此往复运动，使得石油录井气体逐渐进入第二腔室142内，同时在第二腔室142内的石油录井气体为干净的气体，在需要对石油录井气体进行检测时，将收集套120拆卸下来放置实验室内，逐层将收集套120拆解，将第二腔室142内的石油录井气体释放出来进行检测。
本发明实施例二中提供的一种石油录井气体样本滤尘装置，与上述实施例不同的是：每个封堵板上设置有两个驱动杆，其中两个驱动杆分布在封堵板的两端，每个驱动杆上均设置有一个第一弹簧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (2)
1.一种石油录井气体样本滤尘装置，其特征在于：包括：
排水管，排水管的端部侧壁设置有排气口，排气口处于排水管过轴线的竖直面内；
收集套，收集套同轴转动设置于排水管的端部，收集套内侧壁抵接排水管侧壁，收集套内部具有多个相互隔绝的收集腔，每个收集腔均沿收集套的径向方向延伸，收集套内侧壁设置有多个贯穿槽，每个贯穿槽连通一个收集腔；排水管内设置有驱动组件，驱动组件用于在排水管内的流体流动时驱动收集套绕自身轴线转动；
交换板，交换板设置有多个，每个交换板沿收集套的径向方向滑动地设置于一个收集腔内，每个交换板与收集腔侧壁滑动密封连接，在收集套转动时，交换板能够在收集腔内滑动；每个交换板上均设置有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀的导通方向与第二单向阀的导通方向相反；
封堵组件，封堵组件用于在交换板逐渐远离收集套轴线时逐渐封堵第一单向阀和第二单向阀；
封堵组件包括封堵板和驱动杆；封堵板设置有多个，每个封堵板滑动设置于一个收集腔内；驱动杆设置有多个，每个驱动杆固定连接一个封堵板，且每个驱动杆均沿收集套的径向方向延伸，每个驱动杆均滑动贯穿收集套的侧壁，在交换板逐渐远离收集套轴线时，驱动杆逐渐向收集套的轴线方向滑动；
封堵组件还包括驱动壳和第一弹性件；第一弹性件设置有多个，每个第一弹性件连接于一个驱动杆上，第一弹性件总是具有推动驱动杆向收集套的轴线方向远离的力；驱动壳同轴且间隔地套设于收集套的外侧，驱动壳与排水管固定连接，驱动壳内周壁设置有第一弧槽，沿收集套转动的方向第一弧槽的深度逐渐减小，驱动壳具有过轴线的第一参考面，第一弧槽处于第一参考面的一侧，且第一弧槽处于收集套转动方向的前侧，在驱动杆处于收集套外侧的一端抵接第一弧槽侧壁时，封堵板处于不封堵第一单向阀和第二单向阀的状态；
第一单向阀与第二单向阀上均设置有过滤网；
第一单向阀与第二单向阀分布在交换板的两端，在收集套转动时，第一单向阀处于第二单向阀的前侧，且第一单向阀的导通方向为从收集腔外侧至收集腔内侧；
每个交换板与收集腔内侧壁之间均连接有第二弹性件，第二弹性件总是具有驱使交换板向收集套轴线方向远离的力；
交换板将收集腔分割为完全隔绝的第一腔室和第二腔室，第一腔室处于第二腔室的外侧，初始状态时，第二腔室充满液体，交换板封堵贯穿槽；
每个封堵板均设置有贯穿两侧壁的导通槽，封堵板在第二腔室滑动时，封堵板不能对第二腔室内的液体进行挤压。
2.根据权利要求1所述的一种石油录井气体样本滤尘装置，其特征在于：驱动组件包括驱动轴和驱动扇叶，驱动轴同轴设置于排水管内部，驱动轴与收集套固定连接；驱动扇叶固定设置于驱动轴上，排水管内流动的流体能够推动驱动扇叶转动。
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- 2023-06-14 CN CN202310704131.7A patent/CN116422019B/zh active Active
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