一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置的制作方法

1.本发明涉及煤层开采装置技术领域，特别涉及一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置。


背景技术：

2.煤层气是与煤伴生且主要以吸附状态储集于煤层中的一种非常规天然气，在我国储量丰富，其开发和利用对于调整能源结构、改善煤矿安全和保护生态环境具有举足重轻的作用，而煤层开采需要先把煤层气抽取出来，而抽取煤层气前可以使用目前较好的水力割缝联合压裂综合增透装置来对煤层进行处理。
3.现有的水力割缝联合压裂综合增透装置在使用时，水力割缝后需要把装置抽出钻孔并进行长时间的封孔操作，才能够继续对钻孔内的裂缝进行压裂增透操作，导致煤层开采过程费时费力，降低了煤层开采的速度，因此，本技术提出了一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置来满足需求。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置，水力割缝联合压裂综合增透装置在使用时，对煤层进行割缝后，无需把装置从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置，包括移动台车、安装于所述移动台车底部的四个均匀设置的移动机构、安装于所述移动台车顶部的抽气泵和喷水泵和加压泵，所述移动台车的顶部安装有用于对煤层进行割缝并压裂的动力组件，所述动力组件上安装有用于对钻孔进行密封的封孔组件和用于钻孔的割缝压裂单元，所述抽气泵、所述喷水泵、所述加压泵均与所述割缝压裂单元相连接，所述封孔组件与所述割缝压裂单元适配安装；所述封孔组件用于对所述割缝压裂单元钻出的孔进行密封，所述动力组件用于控制所述割缝压裂单元和所述封孔组件对煤层进行工作。
6.借由上述结构，通过动力组件，能够控制割缝压裂单元的位置，使割缝压裂单元对煤层进行钻孔的同时，使封孔组件能够把钻孔密封好，使割缝压裂单元对煤层进行割缝后，无需把割缝压裂单元从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度。
7.优选地，所述动力组件包括安装于所述移动台车顶部的四个固定支杆，四个所述固定支杆的顶部安装有安装底座，所述安装底座的顶部安装有两个固定耳板，两个所述固定耳板的侧壁上转动安装有转动丝杆，所述转动丝杆上螺纹套接有移动底板，所述移动底板的顶部安装有支撑卡块，所述支撑卡块的侧壁上开设有转动孔，所述转动孔的内壁上转动安装有连接套管，所述割缝压裂单元、所述封孔组件均安装在所述连接套管上，所述连接套管与所述抽气泵、所述喷水泵、所述加压泵相连接。
8.进一步地，通过动力组件，使转动丝杆发生转动时，能够带动移动底板发生移动，使支撑卡块移动时更加稳定，使水力割缝联合压裂综合增透装置在使用时更加稳定顺畅，能够更好更快的把煤层中的煤层气抽出，提高煤层开采的速度。
9.优选地，所述抽气泵、所述喷水泵、所述加压泵的输出端均安装有伸缩套管，三个所述伸缩套管的一端均安装有固定螺纹套，所述连接套管的一端侧壁上开设有连接螺纹槽，三个所述固定螺纹套均与所述连接螺纹槽适配安装。
10.进一步地，通过伸缩套管，使连接套管位置发生变化时，伸缩套管能够发生弯曲延长等形变，使固定螺纹套能够稳定的与连接螺纹槽相连接，使装置能够更好的把煤层中的煤层气抽出，使人员开采煤层时更加安全。
11.优选地，所述安装底座的顶部安装有调节电机，所述转动丝杆的一端安装于所述调节电机的输出端，所述移动底板的底部与所述安装底座的顶部相接触。
12.进一步地，通过安装底座，使调节电机启动时，使转动丝杆发生转动，使移动底板移动时更加稳定，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加安全稳定。
13.优选地，移动底板的侧壁上安装有电机支架，所述电机支架的顶部安装有动力电机，所述动力电机的输出端上套接安装有主动带轮，所述连接套管上套接安装有从动带轮，所述主动带轮和所述从动带轮上张紧有连接皮带。
14.进一步地，通过动力电机，使主动带轮发生转动时，在连接皮带的带动下，使从动带轮同时发生转动，使连接套管能够更加稳定的发生转动，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加稳定省力。
15.优选地，所述割缝压裂单元包括安装于所述连接套管一端的连接钻头，所述连接钻头的侧壁上开设有导通孔，所述连接套管的侧壁上开设有多个均匀设置的割缝孔，多个所述割缝孔的内壁上均安装有单向割缝头。
16.进一步地，通过割缝压裂单元，使连接钻头能够对煤层进行钻孔，并使单向割缝头在钻孔内喷射水，使钻孔内被水力喷射出裂缝，使水力割缝联合压裂综合增透装置能够更加快捷稳定的对煤层进行割缝压裂，使煤层气更好的被抽出。
17.优选地，所述封孔组件包括滑动套接于所述连接套管上的移动滑套，所述移动滑套的侧壁上套接安装有密封板，所述密封板的侧壁上开设有多个均匀设置的安装孔，多个所述安装孔的内壁上均转动安装有螺旋钉，多个所述螺旋钉的侧壁上均开设有密封螺纹，多个所述螺旋钉均与所述连接套管适配安装。
18.进一步地，通过封孔组件，使多个螺旋钉钻进煤层中，使移动滑套进入钻孔内，使密封板与煤层贴的越来越紧，使水力割缝联合压裂综合增透装置对煤层进行割缝后，无需把装置从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度。
19.优选地，所述密封板的侧壁上安装有两个相对于所述密封板的中心呈上下对称设置的限位卡板，所述支撑卡块靠近所述密封板的一侧侧壁上开设有两个限位卡槽，两个所述限位卡板分别适配安装于两个限位卡槽的内壁上。
20.进一步地，通过限位卡板，使水力割缝联合压裂综合增透装置在钻孔时，在两个限位卡槽的作用下，使限位卡板不会发生转动，使水力割缝联合压裂综合增透装置对煤层进行割缝压裂时更加稳定。
21.优选地，多个所述螺旋钉上均套接安装有从动齿轮，所述连接套管上套接安装有主动齿轮，多个所述从动齿轮均与所述主动齿轮适配安装。
22.进一步地，通过螺旋钉，使主动齿轮带动多个从动齿轮同时发生转动，使多个螺旋钉能够同时螺进煤层中，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加稳定。
23.综上，本技术的技术效果和优点：
24.1、本发明结构合理，通过动力组件，能够控制割缝压裂单元的位置，使割缝压裂单元对煤层进行钻孔的同时，使封孔组件能够把钻孔密封好，使割缝压裂单元对煤层进行割缝后，无需把割缝压裂单元从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度；
25.2、本发明中，钻孔时，在两个限位卡槽的作用下，使限位卡板不会发生转动，使连接套管发生转动时，密封板不会发生转动，使主动齿轮能够带动从动齿轮稳定的发生转动，使螺旋钉能够更加稳定顺畅的螺进煤层中，使密封板和移动滑套能够把钻孔密封的更好，使水力割缝联合压裂综合增透装置能够更好的把钻孔内的裂缝压裂扩大，使煤层中的煤层气更加容易抽出，加快煤层气的抽取速度，进而提高人员对煤层的开采速度；
26.3、本发明中，煤层气抽取完后，启动调节电机，使两个限位卡板重新插入两个限位卡槽中，控制动力电机反向转动，使连接套管反向转动，使主动齿轮带动多个从动齿轮均反向转动，使多个螺旋钉均反向转动从煤层中螺出，控制调节电机反向转动，使水力割缝联合压裂综合增透装置从煤层中取出，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加方便快捷，使人员能够更好的对煤层进行开采；
27.4、本发明中，伸缩套管使连接套管位置发生变化时，伸缩套管能够发生弯曲延长等形变，使固定螺纹套能够稳定的与连接螺纹槽相连接，使装置能够更好的把煤层中的煤层气抽出，使人员开采煤层时更加安全，转动丝杆转动时，移动底板能够稳定的贴在安装底座上发生移动，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加安全稳定；
28.5、本发明中，控制移动底板在不同的位置，使连接钻头和连接套管钻进煤层中的深度发生变化，使人员对不同煤层进行开采时，能够更好的控制水力割缝联合压裂综合增透装置对煤层中的煤层气进行抽取，使煤层开采过程更加顺利，提高煤层开采速度，使水力割缝联合压裂综合增透装置实用性更强。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术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是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为煤层水力割缝联合压裂综合增透装置的第一视角立体结构示意图；
31.图2为煤层水力割缝联合压裂综合增透装置的第二视角立体结构示意图；
32.图3为煤层水力割缝联合压裂综合增透装置的部分剖切立体结构示意图；
33.图4为煤层水力割缝联合压裂综合增透装置的部分立体结构示意图；
34.图5为图4中部分放大立体结构示意图；
35.图6为割缝压裂单元放大立体结构示意图；
36.图7为封孔组件放大立体结构示意图；
37.图8为图3中a处放大立体结构示意图。
38.图中：1、移动台车；2、安装底座；3、移动机构；4、螺旋钉；5、连接套管；6、密封板；7、支撑卡块；8、抽气泵；9、喷水泵；10、加压泵；11、固定支杆；12、伸缩套管；13、固定螺纹套；14、连接钻头；15、主动齿轮；16、从动齿轮；17、移动底板；18、转动丝杆；19、动力电机；20、调节电机；21、连接皮带；22、电机支架；23、主动带轮；24、从动带轮；25、连接螺纹槽；26、限位卡槽；27、固定耳板；28、单向割缝头；29、限位卡板；30、移动滑套。
具体实施方式
39.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。
40.实施例：参考图1
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8所示的一种煤层水力割缝联合压裂综合增透装置，包括移动台车1、安装于移动台车1底部的四个均匀设置的移动机构3、安装于移动台车1顶部的抽气泵8和喷水泵9和加压泵10，移动台车1可以是现有技术中的任意一种金属板，例如铁板。
41.抽气泵8、喷水泵9和加压泵10可以是现有技术中的任意一种安装方式与移动台车1连接，例如螺接。
42.移动台车1的顶部安装有用于对煤层进行割缝并压裂的动力组件，动力组件上安装有用于对钻孔进行密封的封孔组件和用于钻孔的割缝压裂单元，抽气泵8、喷水泵9、加压泵10均与割缝压裂单元相连接，封孔组件与割缝压裂单元适配安装；封孔组件用于对割缝压裂单元钻出的孔进行密封，动力组件用于控制割缝压裂单元和封孔组件对煤层进行工作。通过动力组件的设置，能够控制割缝压裂单元的位置，使割缝压裂单元对煤层进行钻孔的同时，使封孔组件能够把钻孔密封好，使割缝压裂单元对煤层进行割缝后，无需把割缝压裂单元从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度。
43.作为本实施例的一种优选的实施方式，如图1
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图5所示，动力组件包括安装于移动台车1顶部的四个固定支杆11，固定支杆11可以是现有技术中的任意一种金属杆，例如铁杆，其与移动台车1的顶部焊接进行固定。四个固定支杆11的顶部安装有安装底座2，安装底座2可以是现有技术中的任意一种金属板，例如铁板，其与固定支杆11的顶部焊接进行固定。安装底座2的顶部安装有两个固定耳板27，固定耳板27可以是现有技术中的任意一种金属板，例如铁板，其与安装底座2的顶部焊接进行固定。两个固定耳板27的侧壁上转动安装有转动丝杆18，转动丝杆18上螺纹套接有移动底板17，移动底板17的顶部安装有支撑卡块7，支撑卡块7可以是现有技术中的任意一种金属块，其与移动底板17的顶部焊接进行固定。支撑卡块7的侧壁上开设有转动孔，转动孔的内壁上转动安装有连接套管5，割缝压裂单元、封孔组件均安装在连接套管5上，连接套管5与抽气泵8、喷水泵9、加压泵10相连接。通过动力组件的设置，使转动丝杆18发生转动时，能够带动移动底板17发生移动，使支撑卡块7移动时更加稳定，使水力割缝联合压裂综合增透装置在使用时更加稳定顺畅，能够更好更快
的把煤层中的煤层气抽出，提高煤层开采的速度。
44.在本实施例中，如图1
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图4所示，抽气泵8、喷水泵9、加压泵10的输出端均安装有伸缩套管12，三个伸缩套管12的一端均安装有固定螺纹套13，连接套管5的一端侧壁上开设有连接螺纹槽25，三个固定螺纹套13均与连接螺纹槽25适配安装。通过伸缩套管12的设置，使连接套管5位置发生变化时，伸缩套管12能够发生弯曲延长等形变，使固定螺纹套13能够稳定的与连接螺纹槽25相连接，使装置能够更好的把煤层中的煤层气抽出，使人员开采煤层时更加安全。
45.在本实施例中，如图4、图5所示，安装底座2的顶部安装有调节电机20，调节电机20可以是现有技术中的任意一种伺服电机，例如型号为80st
‑
m02430的伺服电机，其与安装底座2的顶部螺接进行固定。转动丝杆18的一端安装于调节电机20的输出端，移动底板17的底部与安装底座2的顶部相接触。通过安装底座2的设置，使调节电机20启动时，使转动丝杆18发生转动，使移动底板17移动时更加稳定，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加安全稳定。
46.在本实施例中，如图5所示，移动底板17的侧壁上安装有电机支架22，电机支架22可以是现有技术中的任意一种金属板，例如铁板，其与移动底板17的侧壁焊接进行固定。电机支架22的顶部安装有动力电机19，动力电机19可以是现有技术中的任意一种伺服电机，例如型号为80st
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m02430的伺服电机，其与电机支架22的顶部螺接进行固定。动力电机19的输出端上套接安装有主动带轮23，连接套管5上套接安装有从动带轮24，主动带轮23和从动带轮24上张紧有连接皮带21。通过动力电机19的设置，使主动带轮23发生转动时，在连接皮带21的带动下，使从动带轮24同时发生转动，使连接套管5能够更加稳定的发生转动，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加稳定省力。
47.在本实施例中，如图6所示，割缝压裂单元包括安装于连接套管5一端的连接钻头14，连接钻头14的侧壁上开设有导通孔，连接套管5的侧壁上开设有多个均匀设置的割缝孔，多个割缝孔的内壁上均安装有单向割缝头28。通过割缝压裂单元的设置，使连接钻头14能够对煤层进行钻孔，并使单向割缝头28在钻孔内喷射水，使钻孔内被水力喷射出裂缝，使水力割缝联合压裂综合增透装置能够更加快捷稳定的对煤层进行割缝压裂，使煤层气更好的被抽出。
48.在本实施例中，如图7所示，封孔组件包括滑动套接于连接套管5上的移动滑套30，移动滑套30的侧壁上套接安装有密封板6，密封板6的侧壁上开设有多个均匀设置的安装孔，多个安装孔的内壁上均转动安装有螺旋钉4，多个螺旋钉4的侧壁上均开设有密封螺纹，多个螺旋钉4均与连接套管5适配安装。通过封孔组件的设置，使多个螺旋钉4钻进煤层中，使移动滑套30进入钻孔内，使密封板6与煤层贴的越来越紧，使水力割缝联合压裂综合增透装置对煤层进行割缝后，无需把装置从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度。
49.在本实施例中，如图7、图8所示，密封板6的侧壁上安装有两个相对于密封板6的中心呈上下对称设置的限位卡板29，限位卡板29可以是现有技术中的任意一种金属板，例如铁板，其与密封板6的侧壁焊接进行固定。支撑卡块7靠近密封板6的一侧侧壁上开设有两个限位卡槽26，两个限位卡板29分别适配安装于两个限位卡槽26的内壁上。通过限位卡板29
的设置，使水力割缝联合压裂综合增透装置在钻孔时，在两个限位卡槽26的作用下，使限位卡板29不会发生转动，使水力割缝联合压裂综合增透装置对煤层进行割缝压裂时更加稳定。
50.在本实施例中，如图8所示，多个螺旋钉4上均套接安装有从动齿轮16，连接套管5上套接安装有主动齿轮15，多个从动齿轮16均与主动齿轮15适配安装。通过螺旋钉4的设置，使主动齿轮15带动多个从动齿轮16同时发生转动，使多个螺旋钉4能够同时螺进煤层中，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加稳定。
51.本发明工作原理：使用水力割缝联合压裂综合增透装置时，把装置移动到需要抽取煤层气的煤层旁，把喷水泵9上的固定螺纹套13与连接螺纹槽25相连接，启动喷水泵9和调节电机20，使转动丝杆18发生转动，进而使移动底板17发生移动，使支撑卡块7带动连接套管5发生移动，同时启动动力电机19，使主动带轮23发生转动，在连接皮带21的带动下，使从动带轮24同时发生转动，进而使连接套管5发生转动，使喷水泵9中的水从连接套管5内部通过，并从连接钻头14上的导通孔内喷出，使连接钻头14能够边转动边向煤层中移动，使煤层被钻出一定深度的孔，进而在使单向割缝头28开启，使水从单向割缝头28中喷出对孔周侧的煤层进行喷射，使钻孔周侧出现多个水力切割裂缝，连接套管5转动同时，带动主动齿轮15发生转动，进而使多个从动齿轮16均发生转动，使多个螺旋钉4均发生相同的转动，进而使螺旋钉4钻进煤层中，使移动滑套30能够进入钻孔内，当螺旋钉4上的密封螺纹持续深入煤层中时，使密封板6能够与煤层贴的越来越紧，进而停止动力电机19，使调节电机20反向转动，带动连接套管5和连接钻头14在钻孔内回退，进而把加压泵10上的固定螺纹套13与连接螺纹槽25相连接，启动加压泵10，使钻孔内部的压力值越来越大，持续控制好一定的压力后，使钻孔内的裂缝在压力下越来越大，当煤层有水渗出时，即可把抽气泵8上的固定螺纹套13与连接螺纹槽25相连接，启动抽气泵8，使煤层气被抽气泵8从钻孔内吸出，使水力割缝联合压裂综合增透装置在使用时，对煤层进行割缝后，无需把装置从钻孔中抽出，无需人员对钻孔进行长时间的封孔操作，可以对钻孔进行割缝后直接进行压裂增透操作，使煤层开采过程更加省时省力，提高煤层开采的速度。
52.对煤层进行钻孔的同时，限位卡板29处于限位卡槽26内，在两个限位卡槽26的作用下，使限位卡板29不会发生转动，进而使连接套管5发生转动时，密封板6不会发生转动，使主动齿轮15能够带动从动齿轮16稳定的发生转动，使螺旋钉4能够更加稳定顺畅的螺进煤层中，使密封板6和移动滑套30能够把钻孔密封的更好，使水力割缝联合压裂综合增透装置能够更好的把钻孔内的裂缝压裂扩大，使煤层中的煤层气更加容易抽出，加快煤层气的抽取速度，进而提高人员对煤层的开采速度。
53.当煤层中的煤层气抽取完了以后，需要把水力割缝联合压裂综合增透装置从煤层中取出时，使调节电机20启动，使两个限位卡板29重新插入两个限位卡槽26中，控制动力电机19反向转动，进而使连接套管5反向转动，使主动齿轮15同时发生反向转动，带动多个从动齿轮16均发生反向转动，使多个螺旋钉4均反向转动，使多个螺旋钉4均能够稳定的从煤层中螺出，进而控制调节电机20反向转动即可，使水力割缝联合压裂综合增透装置从煤层中取出，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加方便快捷，使人员能够更好的对煤层进行开采。
54.通过伸缩套管12，能够使连接套管5位置发生变化时，伸缩套管12能够发生弯曲延
长等形变，使固定螺纹套13能够稳定的与连接螺纹槽25相连接，使装置能够更好的把煤层中的煤层气抽出，使人员开采煤层时更加安全，转动丝杆18转动时，移动底板17能够稳定的贴在安装底座2上发生移动，使水力割缝联合压裂综合增透装置使用时更加安全稳定。
55.通过控制转动丝杆18转动，控制移动底板17在不同的位置，即可使连接钻头14和连接套管5钻进煤层中的深度发生变化，使人员对不同煤层进行开采时，能够更好的控制水力割缝联合压裂综合增透装置对煤层中的煤层气进行抽取，使煤层开采过程更加顺利，提高煤层开采速度，使水力割缝联合压裂综合增透装置实用性更强。
56.最后应说明的是：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。