一種井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，它包括套管、電機(jī)、電機(jī)保護(hù)器、扶正軸承組件、螺桿泵、專用連接器、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)和油管，所述電機(jī)布置在井筒底部，電機(jī)輸出軸通過電機(jī)保護(hù)器、扶正軸承組件與螺桿泵轉(zhuǎn)子輸入端連接，所述螺桿泵轉(zhuǎn)子輸出端與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)連接，所述專用連接器由內(nèi)軸和外殼組成，它將螺桿泵定子和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)連接起來，所述油管連接在專用井口與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)之間，所述套管嵌裝在井筒內(nèi)壁上，上述各組成元件均套裝在套管的內(nèi)部。本實用新型專利技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)在煤層氣大斜度井和水平井排采技術(shù)方面的空白，與地面排采方式相比，實現(xiàn)了采氣量的成倍增加，同時減少了排采設(shè)備的地面占用面積。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種煤層氣排采設(shè)備，尤其是一種井下直驅(qū)煤層氣專用排采設(shè) 備，屬于采礦
。 一種井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備
技術(shù)介紹
煤層氣(俗稱瓦斯)，一種新型潔凈能源，它是一種與煤伴生并以吸附狀態(tài)自生自 儲于煤層中的非常規(guī)天然氣。現(xiàn)階段煤層氣的開采一般遵循排水-降壓-采氣的采集 機(jī)理進(jìn)行，也就是通過機(jī)械設(shè)備將煤層中的水排出以降低井下壓力，使吸附在煤基質(zhì)孔隙 內(nèi)表面的煤層氣被解吸出來，并通過擴(kuò)散和流動兩種不同的方式運移到井筒，這樣不僅使 煤層氣這一潔凈能源得到利用，而且在后期煤炭開采作業(yè)時，會大大減少瓦斯爆炸事故發(fā) 生的幾率。 目前國內(nèi)普遍采用的煤層氣排采設(shè)備為抽油機(jī)和地面驅(qū)動采油螺桿泵，二者都屬 于地面驅(qū)動排采設(shè)備，通常用于直井和小斜度井(井斜< 50° )排采生產(chǎn)方式；對于大斜度 井(井斜> 50° )排采方式來講，傳統(tǒng)的抽油機(jī)和地面驅(qū)動螺桿泵普遍存在抽油桿和油管磨 損嚴(yán)重問題，在較短時間內(nèi)抽油桿就會磨斷，發(fā)生故障率極高；而針對多分支水平井排采方 式，傳統(tǒng)的抽油機(jī)和地面驅(qū)動螺桿泵則完全無能為力。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種能解決傳統(tǒng)的抽油機(jī)和地 面驅(qū)動螺桿泵桿管磨損及井斜度大排采困難的問題、適用于多分支水平井和大斜度井排采 方式的井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備。 本技術(shù)所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的： -種井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，它與地面控制系統(tǒng)及專用井口配合完成煤層氣的 排采作業(yè)，它包括套管、電機(jī)、電機(jī)保護(hù)器、扶正軸承組件、螺桿泵、專用連接器、專用軸向力 承載機(jī)構(gòu)和油管，所述電機(jī)布置在井筒底部，電機(jī)通過電纜與地面控制系統(tǒng)連接，電機(jī)輸出 軸通過電機(jī)保護(hù)器、扶正軸承組件與螺桿泵轉(zhuǎn)子輸入端連接，所述螺桿泵轉(zhuǎn)子輸出端與專 用軸向力承載機(jī)構(gòu)連接，所述專用連接器由內(nèi)軸和外殼組成，它將螺桿泵定子和專用軸向 力承載機(jī)構(gòu)連接起來，所述油管連接在專用井口與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)之間，所述套管嵌 裝在井筒內(nèi)壁上，電機(jī)、電機(jī)保護(hù)器、扶正軸承組件、螺桿泵、專用連接器、專用軸向力承載 機(jī)構(gòu)和油管均套裝在套管的內(nèi)部。 上述井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，所述專用軸向力承載機(jī)構(gòu)包括專用軸向力承載機(jī) 構(gòu)殼體、承重軸承組件、空心傳動軸和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)機(jī)械密封單元，所述專用軸向力 承載機(jī)構(gòu)殼體一端與油管連接，另一端與專用連接器的外殼連接，所述空心傳動軸布置在 專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體內(nèi)部，它與螺桿泵轉(zhuǎn)子輸出端連接，在專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體 與空心傳動軸之間設(shè)置承重軸承組件和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)機(jī)械密封單元。 上述井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，所述扶正軸承組件包括花鍵套、扶正軸承組件機(jī) 械密封單元、扶正軸承、扶正軸承組件殼體、傳動軸和連接座,所述扶正軸承組件殼體一端 與螺桿泵的進(jìn)液管連接，另一端通過連接座與電機(jī)保護(hù)器連接，所述傳動軸布置在扶正軸 承組件殼體內(nèi)部，在其輸出端設(shè)置與螺桿泵轉(zhuǎn)子輸入端裝配的花鍵套，其輸入端通過電機(jī) 保護(hù)器與電機(jī)輸出軸連接，在扶正軸承組件殼體與傳動軸之間設(shè)置扶正軸承和扶正軸承組 件機(jī)械密封單元。 上述井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，所述螺桿泵為左旋螺桿泵結(jié)構(gòu)。 上述井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，所述電機(jī)為低速大扭矩電機(jī)。 本技術(shù)為一種適用于多分支水平井和大斜度井排采方式的煤層氣專用井下 直驅(qū)排采設(shè)備，它通過布置在井筒底部的電機(jī)驅(qū)動螺桿泵運轉(zhuǎn)，并在螺桿泵輸出端設(shè)置了 專用軸向力承載機(jī)構(gòu)，由承重軸承組件來承擔(dān)螺桿泵轉(zhuǎn)子傳遞的軸向拉力，并通過專用軸 向力承載機(jī)構(gòu)殼體、專用連接器將軸向拉力傳遞給螺桿泵的定子，因此避免了螺桿泵巨大 的軸向力對電機(jī)造成的損壞；本技術(shù)在電機(jī)保護(hù)器和螺桿泵之間設(shè)置了扶正軸承組 件，用以將電機(jī)的扭矩傳遞到螺桿泵上，因此解決了螺桿泵轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中的偏心問題， 保證了電機(jī)動力能夠平穩(wěn)地傳遞到螺桿泵轉(zhuǎn)子上；本技術(shù)采用左旋螺桿泵結(jié)構(gòu)，它與 右旋油管配合，有效地避免了傳統(tǒng)右旋螺桿泵轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中油管脫扣現(xiàn)象的發(fā)生，這 樣就不需在螺桿泵定子上設(shè)置錨定器，減少了零部件數(shù)量，降低了設(shè)備采購及維護(hù)成本；本 技術(shù)采用低速大扭矩電機(jī)作為動力源，具有優(yōu)異的低速大扭矩特性，能很好地解決螺 桿泵停泵后啟動困難的問題?？傊?，本技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)在煤層氣大斜度井和多分支水 平井排采技術(shù)方面的空白，經(jīng)現(xiàn)場使用取得了很好的效果，與地面排采方式相比，實現(xiàn)了采 氣量的成倍增加，而且減少了排采設(shè)備的地面占用面積。 【附圖說明】 下面結(jié)合附圖對本技術(shù)作進(jìn)一步說明。 圖1是本技術(shù)總體布置示意圖； 圖2是專用軸向力承載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是專用軸向力承載機(jī)構(gòu)、專用連接器、螺桿泵裝配關(guān)系示意圖； 圖4是扶正軸承組件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是螺桿泵、扶正軸承組件、電機(jī)保護(hù)器及電機(jī)裝配關(guān)系示意圖； 圖6是本技術(shù)的排水路線示意圖。 圖中各標(biāo)號清單為：1、電機(jī)，2、套管，3、電機(jī)保護(hù)器，4、扶正軸承組件，4-1、花鍵 套，4-2、扶正軸承組件機(jī)械密封單元，4-3、扶正軸承，4-4、扶正軸承組件殼體，4-5、傳動軸， 4-6、連接座，5、螺桿泵，5-1、轉(zhuǎn)子，5-2、定子，5-3、進(jìn)液管，6、專用連接器，6-1、內(nèi)軸，6-2、夕卜 殼，7、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)，7-1、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體，7-2、承重軸承組件，7-3、空心 傳動軸，7-4、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)機(jī)械密封單元，8、油管，9、專用井口，10、電纜，11、地面控 制系統(tǒng)。 【具體實施方式】 參看圖1、圖3,本技術(shù)與地面控制系統(tǒng)11及專用井口 9配合完成煤層氣的排 采作業(yè)，它包括套管2、電機(jī)1、電機(jī)保護(hù)器3、扶正軸承組件4、螺桿泵5、專用連接器6、專用 軸向力承載機(jī)構(gòu)7和油管8,所述電機(jī)1布置在井筒底部，電機(jī)1通過電纜10與地面控制系 統(tǒng)11連接，電機(jī)輸出軸通過電機(jī)保護(hù)器3、扶正軸承組件4與螺桿泵5的轉(zhuǎn)子5-1輸入端連 接，所述轉(zhuǎn)子5-1的輸出端與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)7連接，所述專用連接器6由內(nèi)軸6-1和 外殼6-2組成，它將螺桿泵的定子5-2和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)7連接起來，所述油管8連接 在專用井口 9與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)7之間，所述套管2嵌裝在井筒內(nèi)壁上，電機(jī)1、電機(jī)保 護(hù)器3、扶正軸承組件4、螺桿泵5、專用連接器6、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)7和油管8均套裝在 套管2的內(nèi)部。 參看圖1、圖2、圖3,本技術(shù)的專用軸向力承載機(jī)構(gòu)7包括專用軸向力承載機(jī) 構(gòu)殼體7-1、承重軸承組件7-2、空心傳動軸7-3和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)機(jī)械密封單元7-4， 所述專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體7-1 -端與油管8連接，另一端與專用連接器6的外殼6-2連 接，所述空心傳動軸7-3布置在專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體7-1內(nèi)部，它與螺桿泵的轉(zhuǎn)子5-1 輸出端連接，在專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體7-1與空心傳動軸7-3之間設(shè)置承重軸承組件7-2 和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)機(jī)械密封單元7-4。 參看圖1、圖4、圖5,本技術(shù)的扶正軸承組件4包括花鍵套4-1、扶正軸承組件 機(jī)械密封單元4-2、扶正軸承4-3、扶正軸承組件殼體4-4、傳動軸4-5和連接座4-6,所述扶 正軸承組件殼體4本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，它與地面控制系統(tǒng)（11）及專用井口（9）配合完成煤層氣的排采作業(yè)，其特征是，它包括套管（2）、電機(jī)（1）、電機(jī)保護(hù)器（3）、扶正軸承組件（4）、螺桿泵（5）、專用連接器（6）、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7）和油管（8），所述電機(jī)（1）布置在井筒底部，電機(jī)（1）通過電纜（10）與地面控制系統(tǒng)（11）連接，電機(jī)輸出軸通過電機(jī)保護(hù)器（3）、扶正軸承組件（4）與螺桿泵（5）的轉(zhuǎn)子（5?1）輸入端連接，所述轉(zhuǎn)子（5?1）的輸出端與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7）連接，所述專用連接器（6）由內(nèi)軸（6?1）和外殼（6?2）組成，它將螺桿泵的定子（5?2）和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7）連接起來，所述油管（8）連接在專用井口（9）與專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7）之間，所述套管（2）嵌裝在井筒內(nèi)壁上，電機(jī)（1）、電機(jī)保護(hù)器（3）、扶正軸承組件（4）、螺桿泵（5）、專用連接器（6）、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7）和油管（8）均套裝在套管（2）的內(nèi)部。
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，它與地面控制系統(tǒng)（11)及專用井口（9)配合完成煤 層氣的排采作業(yè)，其特征是，它包括套管（2)、電機(jī)（1)、電機(jī)保護(hù)器（3)、扶正軸承組件（4)、 螺桿泵（5)、專用連接器（6)、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7)和油管（8)，所述電機(jī)（1)布置在井筒 底部，電機(jī)（1)通過電纜（10)與地面控制系統(tǒng)（11)連接，電機(jī)輸出軸通過電機(jī)保護(hù)器（3)、 扶正軸承組件（4)與螺桿泵（5)的轉(zhuǎn)子（5-1)輸入端連接，所述轉(zhuǎn)子（5-1)的輸出端與專用 軸向力承載機(jī)構(gòu)（7)連接，所述專用連接器（6)由內(nèi)軸（6-1)和外殼（6-2)組成，它將螺桿 泵的定子（5-2 )和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7 )連接起來，所述油管（8 )連接在專用井口（ 9 )與 專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7)之間，所述套管（2)嵌裝在井筒內(nèi)壁上，電機(jī)（1)、電機(jī)保護(hù)器（3)、 扶正軸承組件（4)、螺桿泵（5)、專用連接器（6)、專用軸向力承載機(jī)構(gòu)（7)和油管（8)均套裝 在套管（2)的內(nèi)部。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下直驅(qū)煤層氣排采設(shè)備，其特征是，所述專用軸向力 承載機(jī)構(gòu)（7 )包括專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體（7-1 )、承重軸承組件（7-2 )、空心傳動軸（7-3 ) 和專用軸向力承載機(jī)構(gòu)機(jī)械密封單元（7-4)，所述專用軸向力承載機(jī)構(gòu)殼體（7-1) -端與 油管（...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉欣春，尚友杰，韓軍，
申請(專利權(quán))人：唐山玉聯(lián)機(jī)電有限公司，
類型：新型
國別省市：河北;13
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