一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，適用于煤層氣井氣體動力作業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要由除塵器（1）、擴(kuò)散管（2）、進(jìn)氣管（3）構(gòu)成。在氣體動力改造煤儲層的技術(shù)施工時，在壓力釋放階段使高流速氣體不直接釋放到空氣中，而是在進(jìn)氣管（1）的引導(dǎo)下進(jìn)入擴(kuò)散管（2），在擴(kuò)散管（2）內(nèi)八個擋風(fēng)板（12）的作用下受到8次減壓作用。氣體通過擋風(fēng)板（12）上的輔助通風(fēng)圓孔（5）流向除塵器（1），氣體中的煤（巖）粉或顆粒在擋風(fēng)板（12）阻攔下掉落并在氣體吹動下通過通煤孔（6）進(jìn)入除塵器除塵。除塵器（1）內(nèi)設(shè)有4級葉片式旋流板塔盤（7），強(qiáng)制氣體作螺旋上升運動，通過注水管（8）注入的水流形成液流分配到旋流板塔盤（7）的各葉片上被離心力甩至塔壁后流入排水孔（9）。
【專利說明】一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤層氣井氣體動力作業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤層氣井中，氣體動力對煤儲層改造是提高煤層氣井產(chǎn)能的一種行之有效的技術(shù)手段。其原理是:向煤層氣井內(nèi)注入高壓空氣，高壓空氣對煤儲層裂隙產(chǎn)生擴(kuò)張作用，然后進(jìn)行壓力釋放，這時高流速氣體對煤儲層裂隙產(chǎn)生清洗作用，達(dá)到對井內(nèi)周邊一定范圍內(nèi)的儲層裂隙進(jìn)行疏通和擴(kuò)大的目的，同時也產(chǎn)生新的誘導(dǎo)裂隙，從而增強(qiáng)了煤儲層的滲透性，提高了煤儲層的產(chǎn)氣能力。
[0003]一般來說，氣體動力改造煤儲層工藝過程分為七個階段，包括有:試注階段、初注階段、注入氣體階段、閉壓階段、壓力釋放階段、洗井階段和改造結(jié)果檢驗階段。其中在注入氣體階段，空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮至煤層氣井內(nèi)，壓力達(dá)到IOMPa以上時，閉壓后進(jìn)入壓力釋放階段，壓力釋放時大體積、高壓力氣體瞬間釋放，高流速氣體攜帶的井下煤(巖)粉或顆粒、瓦斯氣體直接投放到空氣中，所攜帶的煤(巖)粉或顆粒易與物體碰撞而產(chǎn)生火花，引起瓦斯爆燃，損害施工現(xiàn)場周圍設(shè)施并威脅到人身安全。同時，高壓力氣體釋放時的噪音巨大，煤顆粒及粉塵嚴(yán)重污染環(huán)境，并影響周邊附近居民生活。至今為止，沒有相關(guān)配套的裝置和技術(shù)來解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的實際問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計并公開了一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，旨在氣體動力改造煤儲層的技術(shù)施工時，在壓力釋放階段，含有易爆氣體瓦斯的大體積、高壓力、高流速氣體不直接釋放到空氣中，而通過一種能起到降壓、防爆、除塵作用的減壓防爆除塵裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案是:一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，主要是由除塵器、擴(kuò)散管、進(jìn)氣管構(gòu)成；其中，形狀為圓柱體的除塵器采用IOmm厚鋼板焊接而成，除塵器分為上中下三段，每一段之間用螺栓連接在一起，除塵器的下段高度尺寸為2600_，除塵器下段的一側(cè)設(shè)有一個與擴(kuò)散管連接的進(jìn)氣口 ；在除塵器下段的底部焊有一個一級葉片式旋流板塔盤；除塵器中段高度尺寸為3000_，除塵器中段內(nèi)部焊有兩個二級葉片式旋流板塔盤；除塵器上段高度尺寸為1400_，其底部焊有一個一級葉片式旋流板塔盤，上部設(shè)置有直徑50mm的注水管；外部形狀為四方錐體的擴(kuò)散管用IOmm厚鋼板焊接而成，其橫截面為正方形，擴(kuò)散管由四段組成，每一段之間使用螺栓連接，擴(kuò)散管管體內(nèi)部上下面固定部位共焊有8級長方形擋風(fēng)板，前3級擋風(fēng)板上邊線與擴(kuò)散管中軸面重合，后5級擋風(fēng)板上邊線逐級超出擴(kuò)散管中軸面的距離分別為30mm、60mm、90mm、120mm、150mm,上下面擋風(fēng)板上均開有輔助通風(fēng)圓孔，下面擋風(fēng)板下端一個角處開有正方形通煤孔；擴(kuò)散管內(nèi)表面、擋風(fēng)板的表面涂有含玻璃鋼絲的PVC防爆樹脂材料薄層；擴(kuò)散管下部安裝有兩個支腿；進(jìn)氣管兩端焊有配套的法蘭，一端連接井口裝置的液動閥門，另一端與擴(kuò)散管連接。所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其中除塵器高度尺寸為7000mm，直徑尺寸為2400mm ;所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其中擴(kuò)散管長為6000mm,四方錐體上底面邊長為150mm,下底面邊長為900mm ;所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其中擋風(fēng)板上通風(fēng)圓孔直徑尺寸為25mm，孔距為25mm ;所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其中下面擋風(fēng)板下端的一角處開有的正方形通煤孔的邊長尺寸為120mm ;所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其中支腿是三塊厚IOmm長方形鋼板焊接而成，與擴(kuò)散管使用螺栓連接；所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其中進(jìn)氣管長度尺寸為 IOOOOmm 至 18000mm，直徑尺寸為 139.7mm。
[0005]本發(fā)明所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，在擴(kuò)散管的擴(kuò)散空間逐級擴(kuò)大，以及擋風(fēng)板的作用下，大體積、高流速氣體受到8次減壓作用，壓力瞬間可接近大氣壓力；擴(kuò)散管內(nèi)表面及擋風(fēng)板表面上涂有含玻璃鋼絲的PVC防爆樹脂材料薄層，能夠阻止高速運動的煤(巖)粉或顆粒與擴(kuò)散管或擋風(fēng)板碰撞產(chǎn)生火花，有效防止瓦斯爆燃；同時，氣體通過擋風(fēng)板上的輔助通風(fēng)圓孔及擋風(fēng)板間的通道流向除塵器，氣體中的一部分煤(巖)粉或顆粒在擋風(fēng)板的阻攔下會落在擋風(fēng)板下方并通過通煤孔進(jìn)入除塵器，擴(kuò)散管不但消除了氣柱也會使氣體產(chǎn)生絮流，還起到了分離氣體與一部分煤(巖)粉的作用；經(jīng)過降壓的攜帶有大量煤(巖)粉或顆粒的大體積氣體進(jìn)入除塵器，通過頂部淋水并旋流除塵，瞬間處理氣體能力達(dá)3000m3?6000m3，同時，除塵器擴(kuò)大的開放的空間可以降低、消除噪音。本發(fā)明設(shè)計合理，在實施氣體動力對煤儲層改造施工時，與井口裝置的液動閥門配套使用，可起到降壓、防爆、除塵的作用，消除了現(xiàn)有技術(shù)中因壓力釋放所產(chǎn)生的不安全因素。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中下面擋風(fēng)板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中支腿結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明中旋流板塔盤示意圖；
圖中:1、除塵器，2、擴(kuò)散管，3、進(jìn)氣管，4、擴(kuò)散管連接口，5、輔助通風(fēng)圓孔，6、通煤孔，7、旋流板塔盤，8、注水管，9、排水孔，10、進(jìn)氣口，11、法蘭盤，12、擋風(fēng)板，13、支腿。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實施方式如下:如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，主要是由除塵器1、擴(kuò)散管2、進(jìn)氣管3構(gòu)成；其中形狀為圓柱體的除塵器I采用IOmm厚鋼板焊接而成。除塵器I整體高度為7000mm，直徑尺寸為2400mm，分為上中下三段，每一段之間用螺栓連接在一起。除塵器I的下段高度尺寸為2600mm，下段的一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口 10，進(jìn)氣口 10與擴(kuò)散管2通過擴(kuò)散管連接口 4采用螺栓連接。除塵器I下段的底部焊有一個一級葉片式旋流板塔盤7，除塵器I中段高度尺寸為3000mm，在中段內(nèi)部焊有兩個二級葉片式旋流板塔盤7。除塵器I上段高度尺寸為1400mm，其底部焊有一個一級葉片式旋流板塔盤7，上部設(shè)置有直徑為50mm的注水管8。外形為四方錐體的擴(kuò)散管2采用IOmm厚鋼板焊接而成,長度為6000mm,四方錐體上底面邊長為150mm，下底面邊長為900mm。擴(kuò)散管2是由四段組成，擴(kuò)散管2的每一段之間使用螺栓連接。擴(kuò)散管2每一段管體內(nèi)上下面都焊有一塊長方形擋風(fēng)板12，共有8級擋風(fēng)板，前3級擋風(fēng)板上邊線與擴(kuò)散管中軸面重合，后5級擋風(fēng)板上邊線逐級超出擴(kuò)散管中軸面的距離分別為30mm、60mm、90mm、120mm、150mm ,使氣流受到8次減壓作用，擋風(fēng)板12上開有輔助通風(fēng)圓孔5，輔助通風(fēng)圓孔5直徑為25mm，孔距為25mm。擴(kuò)散管2下面擋風(fēng)板12的下端一個角處開有一個正方形通煤孔6，通煤孔6的邊長尺寸為120_，擴(kuò)散管2的內(nèi)表面、擋風(fēng)板12的表面上均涂有含玻璃鋼絲的PVC防爆樹脂材料薄層，以防止高速煤(巖)粉或顆粒碰撞產(chǎn)生火花，支腿13為三塊厚IOmm長方形鋼板焊接而成，與擴(kuò)散管2用螺栓連接。進(jìn)氣管3長度尺寸為10000_至18000_，直徑尺寸為139.7_。進(jìn)氣管3兩端都焊有配套的法蘭盤11，進(jìn)氣管3的一端通過法蘭盤11連接井口裝置上的液動閥門，另一端通過法蘭盤11與擴(kuò)散管2連接。在實際操作使用時，空氣壓縮機(jī)將3000m3?6000m3體積的空氣壓縮至煤層氣井內(nèi)，壓力達(dá)到IOMPa以上后，迅速開啟液動閥門，進(jìn)行壓力釋放。高速氣體攜帶煤(巖)粉或顆粒在進(jìn)氣管3的引導(dǎo)下進(jìn)入擴(kuò)散管2，在擴(kuò)散管2內(nèi)八個擋風(fēng)板12的作用下，高速氣流受到8次減壓作用，氣體壓力瞬間接近大氣壓，同時，氣體通過擋風(fēng)板12上的輔助通風(fēng)圓孔5流向除塵器1，氣體中的一部分煤(巖)粉或顆粒在擋風(fēng)板12的阻攔下會掉落在擋風(fēng)板12的下方，在氣體的吹動下通過通煤孔6進(jìn)入除塵器I。擴(kuò)散管2不但清除了氣柱，使氣體產(chǎn)生絮流，還起到了分離氣體和一部分煤(巖)粉或顆粒的作用。氣體進(jìn)入除塵器I后，除塵器I內(nèi)有4級葉片式旋流板塔盤7強(qiáng)制氣流作螺旋上升運動，氣流與通過注水管8注入的水流形成液流并從盲板分配到旋流板塔盤7的各葉片上，形成液膜并被氣流噴散成液霧。液霧潤濕煤(巖)粉或顆粒后一起隨氣流旋轉(zhuǎn)，被離心力甩至旋流板塔盤7的塔壁上,流入排水孔9中。
【權(quán)利要求】
1.一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，主要是由除塵器(I)、擴(kuò)散管(2)、進(jìn)氣管(3)構(gòu)成；其中形狀為圓柱體的除塵器(I)采用IOmm厚鋼板焊接而成，除塵器(I)分上中下三段，每一段之間用螺栓連接在一起，除塵器(I)的下段高度尺寸為2600_，除塵器(I)下段的一側(cè)設(shè)有一個與擴(kuò)散器(2)連接的進(jìn)氣口(10)，在除塵器(I)下段的底部焊有一個一級葉片式旋流板塔盤(7);除塵器(I)中段高度尺寸為3000_，除塵器(I)中段內(nèi)部焊有兩個二級葉片式旋流板塔盤(7);除塵器(I)上段高度尺寸為1400_，其底部焊有一個一級葉片式旋流板塔盤(7)，上部設(shè)置有直徑為50mm的注水管(8);外形為四方錐體的擴(kuò)散管(2)用IOmm厚鋼板焊接而成，其橫截面為正方形，擴(kuò)散管(2)由四段組成，每一段之間使用螺栓連接，擴(kuò)散管(2)管體內(nèi)部上下面上的擋風(fēng)板(12)上開有輔助通風(fēng)圓孔(5)，下面擋風(fēng)板(12)下端一個角處開有一個正方形通煤孔(6)，擴(kuò)散管(2)下部有兩個支腿(13);進(jìn)氣管(3)兩端焊有法蘭盤(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:除塵器(I)高度尺寸為7000_，直徑尺寸為2400_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:擴(kuò)散管(2)長度尺寸為6000mm，四方錐體上底面邊長尺寸為150mm，下底面邊長為900mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:擋風(fēng)板(12)上輔助通風(fēng)圓孔(5)直徑尺寸為25mm，孔距為25mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:通煤孔(6)邊長尺寸為120mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:擋風(fēng)板(12)共有8級，前3級擋風(fēng)板上邊線與擴(kuò)散管中軸面重合，后5級擋風(fēng)板上邊線逐級超出擴(kuò)散管中軸面的距離分別為30mm、60mm、90mm、120mm、150mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:進(jìn)氣管(3)長度尺寸為IOOOOmm至18000mm，直徑尺寸為139.7mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井空氣動力儲層改造減壓防爆除塵裝置，其特征是:擴(kuò)散管(2)的內(nèi)表面、擋風(fēng)板(12)的表面上涂有含玻璃鋼絲的PVC防爆樹脂材料薄層。
【文檔編號】E21F5/00GK103821551SQ201410058301
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】張建奇, 雷華友, 羅銳, 馮躍封, 任貴陽, 高永斌, 朱玉新, 房雪峰 申請人:河南省煤田地質(zhì)局二隊