CN211853170U - 页岩气压裂供水管用稳压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种页岩气压裂供水管用稳压装置，包括管道和设置在管道内部的调节装置和阻挡装置，管道上、下侧壁上设有出水口，调节装置设置在管道的端口处，调节装置包括分别设置在管道上下两侧壁的可调板，通过可调板可改变管道内部直径，以限制该段管道内的水流量；所述阻挡装置为两组，且其分别位于出水口上，以在管道正常工作时，堵住出水口，每组阻挡装置分别与可调板连接，通过调节装置可使得阻挡装置在管道内壁水平移动。本实用新型的通过在管道内部设置调节装置能够有效在管道内出现水锤现象时，扩大管道端口的流动空间，以避免管道内部因为水压过大而损坏管壁。

Description

页岩气压裂供水管用稳压装置

技术领域

本实用新型涉及页岩气开采技术领域，特别是涉及一种页岩气压裂供水管用稳压装置。

背景技术

页岩气是赋存与富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与煤层气、致密气同属一类。页岩气作为一种清洁的非常规天然气资源现已成为全球油气勘探开发的新宠。目前页岩气的开发技术主要采用的是水力压裂，水力压裂方法是将部分化学物质、水和泥沙的混合物通过高压注入地下井，压裂附近的页岩储层构造，给吸附和游离的页岩气创造了孔裂隙通道，有利于收集页岩气。而压裂供水时，其压力供管道路中很容易发生水锤现象，即由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）使水的流速突然发生变化，从而引起对管道内的水击。所以为了保障管道能够安全、稳定的运行，以保证后期页岩气的顺利开采，提出一种页岩气压裂供水管用稳压装置是很重要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了克服上述缺陷，提出一种页岩气压裂供水管用稳压装置以在管道内出现水压增大的情况时，能够及时自行降压，以避免管道被损坏。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：页岩气压裂供水管用稳压装置，包括管道和设置在管道内部的调节装置和阻挡装置，管道上、下侧壁上设有出水口，调节装置设置在管道的端口处，调节装置包括分别设置在管道上下两侧壁的可调板，通过可调板可改变管道内部直径，以限制该段管道内的水流量；所述阻挡装置为两组，且其分别位于出水口上，以在管道正常工作时，堵住出水口，每组阻挡装置分别与可调板连接，通过调节装置可使得阻挡装置在管道内壁水平移动。

进一步地，可调板从左至右依次为移动段、水平段和压缩段，移动段与压缩段均为倾斜的，且移动段与水平段铰接，压缩段与水平段固定为一体，压缩段的底边与管道内壁铰接，且其朝向管道侧壁的背面还设有弹簧，弹簧的另一端固定在管道侧壁上。

进一步地，所述阻挡装置为两组，每组阻挡装置均包括活塞和活塞轴，活塞右端与活塞轴固定，且其置于出水口上，活塞轴未与活塞固定的另一端与移动段固定。

进一步地，所述管道侧壁上还设有T型滑槽，T型滑槽的两端口封闭，移动段的尾部位于T型滑槽右端，且其可在T型滑槽内移动。

进一步地，活塞轴截面呈倒T型，其底部置于T型滑槽内部，并可在T型滑槽内滑动。

由于采用了上述方案，本实用新型的有益效果在于：解决了现有技术的不足，本实用新型提出一种页岩气压裂供水管用稳压装置，其好处是：

（1）本实用新型的通过在管道内部设置调节装置能够有效在管道内出现水锤现象时，扩大管道端口的流动空间，以避免管道内部因为水压过大而损坏管壁。

（2）本实用新型在管道内还设有阻挡装置，通过调节装置与阻挡装置的相互配合，能够在管道内水压持续增大的时候，将水流排出，以进一步调节水压，保证后期页岩气的顺利开采。

附图说明

图1是本实用新型所述调节装置和阻挡装置处于管道内的竖向剖视图，其中（a）图为管道水压处于正常状态，（b）图为管道水压处于增大状态。

图2是本实用新型所述调节装置和阻挡装置处于管道内的横向剖视图，其中（a）图为管道水压处于正常状态，（b）图为管道水压处于增大状态。

图3是本实用新型所述活塞轴与T型滑槽的剖视图。

附图标记：1-管道，2-进水口，3-可调板，31-移动段，32-水平段，33-压缩段，4-弹簧，5-阻挡装置，51-活塞，52-活塞轴，6-T型滑槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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。

在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1-3所示，页岩气压裂供水管用稳压装置，包括管道1和设置在管道1内部的调节装置和阻挡装置5，管道1侧壁上设有出水口，以连接外部管道1。因为水锤现象多出现在管道1的连接处，所以调节装置设置在管道1的端口处，用于改变管道1内部直径，以限制该段管道1内的水流量；所述阻挡装置5位于出水口上，以在管道1正常工作时，堵住出水口，且其与调节装置连接，通过调节装置可使得阻挡装置5在管道1内壁水平移动。

所述调节装置包括分别设置在管道1上下两侧壁的可调板3，可调板3截面呈正梯形。具体地说，所述可调板3从左至右依次为移动段31、水平段32和压缩段33，移动段31与压缩段33均为倾斜的，且移动段31与水平段32铰接，压缩段33与水平段32固定为一体，压缩段33的底边与管道1内壁铰接，且其朝向管道1侧壁的背面还设有弹簧4，弹簧4的另一端固定在管道1侧壁上。可调板3与管道1侧壁之间形成可调腔，上下两可调板3之间形成可供水流流过的流通道。在外部阀门突然关闭或水泵机组突然停车导致管道1右端头水压反向增大时，过大水压可将上下可调板3的压缩段33分别朝管道1的上下侧壁处压缩，以增大可调件之间流通道的空间，使得增大的水压得到缓解。

进一步地，因为压缩段33与水平段32为一体，那么在水压增大使得压缩段33被压缩时，那么水平段32必然会向左移动，并且带动移动段31向左移动，为了保证移动段31的正常工作，在管道1侧壁上还设有T型滑槽6，移动段31的尾部位于T型滑槽6内，且其可在T型滑槽6内移动，通过T型滑槽6还可卡住移动段31的位置，使得移动段31不会因为自身重力的原因下落。所述T型滑槽6的两端口封闭，水流的方向是从管道1左端至右端，那么水压正常时，移动段31的尾端是位于T型滑槽6最右端的，通过其端口的阻挡，可防止移动段31在水压正常过程中，因为管道1左方水压的原因被推至管道1右方。如此，移动段31仅能在压缩段33被压缩时，通过水平段32带动朝管道1左方移动，从而推动活塞轴52带动活塞移动，继而露出管道1内壁上的出水口，以缓解管道1中的压力。值得说明的是，在管道1内水压正常时，移动段31和水平段32之间的铰接角度（该角度为移动段31和水平段32之间形成的劣角）已为最小，如此，移动段31只能在水压变化时，被水平段32带动向左移动，且其与水平段32之间的铰接角度变大。

所述阻挡装置5包括活塞51和活塞轴52，活塞51与活塞轴52固定，且活塞51置于出水口上，以在管道1压力正常时，堵塞出水口，使得整个管道1内的水流正常流动。活塞轴52未与活塞51固定的另一端与移动段31通过螺栓等固定件固定。活塞轴52截面呈倒T型，其底部置于T型滑槽6内部，并可在T型滑槽6内滑动，如此，通过T型滑槽6可固定整个阻挡装置5在竖直方向上的位置，使得仅能在可调板3的作用下水平移动而不发生竖直方向上的移动。

具体地说，当整个管道1中的水压处于正常压力时，压缩段33没有来自反向水压的压力，上下可调件组成的流通道可使得从管道1左端输入的水流正常流向管道1右端，而此时移动段31的尾部被T型滑槽6的右端限制位置，其无法继续向右移动，所以活塞51左端即使有来自水流的压力，其也无法通过活塞轴52推动移动段31移动，而移动段31自身也不会在水压的冲力下发生移动而带动活塞轴52移动，从而保证了在正常水压下，活塞是堵塞住出水口的。

当管道1右端因为闸门突然关闭等外部原因造成管道1右端的水压增大时，此时，反向的水压会冲击压缩段33，而压缩段33因为通过弹簧4与管道1内壁连接，压缩段33可被压缩，即其以其底部为原点，整体朝管道1左端旋转，从而带动水平段32朝管道1侧壁的左方移动，直观呈现即为水平段32与管道1内壁之间的竖直距离变小，两可调件之间的流通道空间变大，即可供水流的空间变大，以此可缓解管道1内突然增大的水压，避免增大的水压直接冲击管道1侧壁，造成管道1损坏。进一步地，若管道1内水压持续增大，那么随着压缩段33不断的压缩，水平段32离管道1内壁的距离越来越近，在这个过程中，水平段32会带动其左端的移动段31在T型滑槽6内向左滑动，那么与移动段31连接的活塞轴52也会进行水平向左的移动，即带动活塞51向左移动，随着活塞51的移动，其下方的出水口逐渐露出，那么管道1内的水流则从出水口流向外部，从而可进一步地缓解管道1内部的水压，保证管道1内部压力的平衡。当管道1内部水压逐渐趋于稳定时，压缩段33上的压力减小，那么弹簧4会逐渐恢复原形，即其对压缩段33反弹，使得压缩段33以其底部为原点，整体朝管道1右端旋转，压缩段33带动水平段32向右移动，而与水平段32连接的移动段31也同时带动活塞轴52向管道1右端移动，随着活塞51的不断移动，活塞51可再次堵住出水口，使得整个管道1内的压力不会因为出水口的原因降低，以保证其正常运行。

本申请的结构可在管道1内部出现水锤现象时，第一时间及时自动缓解管道1内部的水压，保证水压的平衡，避免管道1发生损坏的弊端，以保证后期页岩气的准确开采。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.页岩气压裂供水管用稳压装置，其特征在于：包括管道（1）和设置在管道（1）内部的调节装置和阻挡装置（5），管道（1）上、下侧壁上设有出水口（2），调节装置设置在管道（1）的端口处，调节装置包括分别设置在管道（1）上下两侧壁的可调板（3），通过可调板（3）可改变管道（1）内部直径，以限制该段管道（1）内的水流量；所述阻挡装置（5）为两组，且其分别位于出水口（2）上，以在管道（1）正常工作时，堵住出水口（2），每组阻挡装置（5）分别与可调板（3）连接，通过调节装置可使得阻挡装置（5）在管道（1）内壁水平移动。

2.根据权利要求1所述的页岩气压裂供水管用稳压装置，其特征在于：可调板（3）从左至右依次为移动段（31）、水平段（32）和压缩段（33），移动段（31）与压缩段（33）均为倾斜的，且移动段（31）与水平段（32）铰接，压缩段（33）与水平段（32）固定为一体；所述压缩段（33）的底边与管道（1）内壁铰接，且其朝向管道（1）侧壁的背面还设有弹簧（4），弹簧（4）的另一端固定在管道（1）侧壁上。

3.根据权利要求1所述的页岩气压裂供水管用稳压装置，其特征在于：每组阻挡装置（5）均包括活塞（51）和活塞轴（52），活塞（51）右端与活塞轴（52）固定，且其置于出水口（2）上，活塞轴（52）未与活塞（51）固定的另一端与移动段（31）固定。

4.根据权利要求2所述的页岩气压裂供水管用稳压装置，其特征在于：所述管道（1）侧壁上还设有T型滑槽（6），T型滑槽（6）的两端口封闭，移动段（31）的尾部位于T型滑槽（6）右端，且其可在T型滑槽（6）内移动。

5.根据权利要求3所述的页岩气压裂供水管用稳压装置，其特征在于：活塞轴（52）截面呈倒T型，其底部置于T型滑槽（6）内部，并可在T型滑槽（6）内滑动。

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