一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备及其方法

1.本发明涉及煤层气抽采技术领域，具体为一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备及其方法。


背景技术：

2.煤层气(俗称煤矿瓦斯)，既是煤炭安全生产的隐患，又是一种清洁优质能源，同时也是一种温室气体，然而，我国大多数煤层气储层渗透性低、解吸量小，煤层气抽采效率低，加之不合理的煤层气抽采工艺及控制方法往往造成重大煤矿灾害事故和煤层气资源的浪费，因此如何高效抽采与利用煤层气资源成为当今我国能源行业急需解决的关键问题。
3.现有的煤层气抽采设备使用时，需要将根据钻孔长度确定插入的管道长度与节数，管道之间需要临时进行组装，使用完毕还需要拆卸收纳，这种方式费时费力，降低了工作效率，另外现有的致裂煤层抽采煤层气装置在使用时还需要将装置固定在钻孔附近，一般通过相应其他工具进行固定，固定位置过近，可能会因为煤层致裂后煤层结构的松动导致装置掉落，造成装置的损坏，为此我们提出了一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备及其方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备及其方法，解决了上述背景中提出的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备，包括安装板、气泵和抽采管，所述安装板的上表面固定连接有所述气泵，所述安装板的下表面固定连接有所述抽采管，所述气泵的输入端底端贯穿所述安装板，且与所述抽采管的顶端固定连通，所述安装板的内部开始有安装槽，所述安装槽的内侧下表面对称开设有限位槽，所述安装板的内部位于所述安装槽的下方对称开设有横槽，两个所述横槽的顶部分别与两个所述限位槽的底部相连通，所述安装板的下表面两侧均开始有收纳缺口，两个所述收纳缺口的相背侧分别贯穿所述安装板的两侧，两个所述收纳缺口的相对侧分别与两个所述横槽的相背侧相连通，所述安装槽的内部两侧均通过转轴转动连接有螺管，所述螺管的外侧壁螺纹连接有螺套，所述螺套的底部位于所述限位槽的内侧固定连接有限位块，所述限位块与所述限位槽滑动连接，所述限位块的底部位于所述横槽的内部固定连接有横杆，所述横杆与所述横槽滑动连接，两个所述横杆的相背端分别延伸至两个所述收纳缺口的内部，且均固定连接有u形插杆，两个所述螺管的相对端均固定连接有空心圆块，所述空心圆块的内部滑动连接有活动块，所述活动块与所述空心圆块的内部相对侧之间共同固定连接有多个弹簧一，左侧的所述活动块的右侧上方和右侧的所述活动块的左侧下方均固定连接有连接柱，两个所述空心圆块的相对侧均开始有多个贯穿式的连接孔一，所述活动块
靠近所述连接孔一的一侧开始有多个贯穿式的连接孔二，所述连接柱与所述连接孔一和所述连接孔二相适配，多个所述连接孔一和多个所述连接孔二大小相同，且位置一一对应，均呈圆周分布，所述螺管的内侧滑动连接有推杆，两个所述推杆的相对端分别延伸至两个所述空心圆块的内部，且分别与两个所述活动块的相背侧固定连接，两个所述推杆的相背端分别贯穿所述安装板的两侧，且固定连接有转动片，所述推杆与所述安装板通过转轴转动连接，所述转动片远离所述推杆的一侧下方固定连接有握把。
8.优选的，所述抽采管的外侧壁位于所述安装板的下方固定连接有密封盖板，所述密封盖板的内部对称开设有移动腔，所述移动腔的内侧下表面开设有贯穿式的移动槽，所述移动腔的内侧滑动连接有移动块，所述移动块的底部一体成型有弧形内抵板，所述弧形内抵板的底部穿过所述移动槽，且与所述移动槽滑动连接，两个所述移动块的相背侧均固定连接有两个所述连杆，两侧的两个所述连杆的相背端分别贯穿所述密封盖板的两侧，且分别与两个所述u形插杆的相对侧固定连接。
9.优选的，所述弧形内抵板的相背侧固定连接有防滑垫。
10.优选的，所述抽采管包括外管、内管和防脱环，所述外管的内部设置有所述内管，所述内管的底端延伸至所述外管的下方，所述内管的外侧壁上方固定连接有防脱环，所述防脱环与所述外管的内侧滑动连接，所述外管的内部右侧开设有伸缩腔，所述外管的内部右侧位于所述伸缩腔的上方开设有气压腔，所述伸缩腔与所述气压腔之间连通有通气孔，所述外管的右侧位于所述气压腔的上方开设有贯穿式的活动孔，所述伸缩腔的内侧滑动连接有抵条，所述抵条与所述伸缩腔之间固定连接有多个弹簧二，所述抵条远离所述弹簧二的一侧延伸至所述外管的内侧，且与所述内管的外侧壁相贴合，所述气压腔的内侧滑动连接有活塞，所述活塞的上表面固定连接有牵引绳，所述内管的右侧上方开设有定位孔，所述活动孔的内侧滑动连接有定位杆，所述定位杆的左端插接于所述定位孔的内部，所述定位杆的右端固定连接有拉环，所述牵引绳远离所述活塞的一端贯穿所述外管的右侧，且与所述拉环固定连接，所述定位杆的前表面开设有贯穿式的防脱槽，所述定位孔的内部位于所述防脱槽的内侧固定连接有防脱块。
11.优选的，所述内管的外侧壁下方开设有多个贯穿式的抽采孔一，所述内管的内部滑动连接有筒体，所述筒体的外侧壁下方开设有多个贯穿式的抽采孔二，所述筒体的底部固定连接有两个竖杆，两个所述竖杆的底端共同固定连接有一个下抵板，所述竖杆的外侧壁套设有弹簧三，所述弹簧三的两端分别与所述下抵板和内管的相对侧固定连接。
12.优选的，所述抵条靠近所述内管的一侧固定连接有橡胶条。
13.优选的，所述拉环的内侧壁经过抛光打磨处理。
14.优选的，所述握把的外侧壁固定连接有海绵套。
15.一种地面钻井卸压的煤层气抽采其方法，包括以下步骤：
16.s1、对煤层气井进行分段水力压裂；
17.s2、将煤层气井内的水体抽出；
18.s3、将300℃-400℃的气体通入煤层气井内，然后封闭煤层气井，进行闷井操作，煤层气井闷井时，煤层气井内的气压高于标准大气压力；
19.s4、接通煤层气井，向煤层气井内接入抽采管，并将抽采管与煤层气井壁之间进行密封处理。
20.(三)有益效果
21.本发明提供了一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备及其方法，具备以下
22.有益效果：
23.(1)、本发明使用时，将抽采管设置与钻井内，气泵与外部的储存装置连接，通过启动气泵进行采气储存，通过设置在安装板上的安装槽、限位槽、横槽、收纳缺口、螺管、螺套、限位块和横杆，使得转动螺管带动螺套移动，继而带动两个u形插杆向着相背或者相对的方向移动，从而可以根据钻井口大小调整定位插接的位置，并且螺管通过设置的空心圆块、活动块、弹簧一、连接柱、连接孔一、连接孔二、推杆、转动片和握把，使得可以手持握把、推动推杆，带动活动块在空心圆块内活动，继而推动连接柱插接到连接孔一内，此时手握握把转动，两个螺管会一同转动，从而可以同时调整两个螺套的位置，该设置，使得两个螺管可以一同转动，也可以单端转动，继而可以根据实际需求调整两个u形插杆的位置，调整更加方便。
24.(2)、本发明中的抽采管利用组成的外管、内管和防脱环，可以伸缩，继而不用在伸入钻井时，需要不断的拼接，且外管与内管之间通过设置的防脱槽、防脱块、定位孔、拉环、定位杆和活动孔，可以在收纳内管到外管内时，进行锁紧定位，且锁紧时，通过设置的伸缩腔、气压腔、通气孔、活动孔、抵条、弹簧二、活塞和牵引绳，使得定位杆插接在定位孔内时，抵条会紧密的抵住内管保证内管收纳到外管内后的稳定性，且拔出定位杆时，抵条会收缩到伸缩腔内，不影响内管沿着外管内侧下降伸长，结构简单，使用方便。
25.(3)、本发明通过设置的抽采孔一、筒体、抽采孔二、竖杆、下抵板和弹簧三，使得内管沿着外管下降后，下抵板的底端会与钻井底部接触，继而推动筒体延着内管内侧上升，使得抽采孔一与抽采孔二重合，此时内管处于连通状态，此时启动气泵、即可通过重合的抽采孔一与抽采孔二抽入煤层气，该设置使得正常状态下，内管处于外管内，下抵板不与钻井底部接触时，抽采管处于密闭状态，避免不使用时，杂物进入。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图；
27.图2为本发明中u形插杆的侧视结构示意图；
28.图3为本发明中抽采管的剖视结构示意图；
29.图4为本发明中图1的a处放大结构示意图；
30.图5为本发明中图3的b处放大结构示意图；
31.图6为本发明中图3的c处放大结构示意图。
32.图中：1、安装板；2、气泵；3、抽采管；4、安装槽；5、限位槽；6、横槽；7、收纳缺口；8、螺管；9、螺套；10、限位块；11、横杆；12、u形插杆；13、空心圆块；14、活动块；15、弹簧一；16、连接柱；17、连接孔一；18、连接孔二；19、推杆；20、转动片；21、握把；22、密封盖板；23、移动腔；24、移动槽；25、移动块；26、弧形内抵板；27、连杆；28、防滑垫；29、伸缩腔；30、气压腔；31、通气孔；32、活动孔；33、抵条；34、弹簧二；35、活塞；36、牵引绳；37、定位孔；38、定位杆；39、拉环；40、抽采孔一；41、筒体；42、抽采孔二；43、竖杆；44、下抵板；45、弹簧三；46、橡胶条；47、海绵套；48、防脱槽；49、防脱块；301、外管；302、内管；303、防脱环。
具体实施方式
33.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。
34.如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种地面钻井卸压的煤层气抽采设备，包括安装板1、气泵2和抽采管3，安装板1的上表面固定连接有气泵2，安装板1的下表面固定连接有抽采管3，气泵2的输入端底端贯穿安装板1，且与抽采管3的顶端固定连通，安装板1的内部开始有安装槽4，安装槽4的内侧下表面对称开设有限位槽5，安装板1的内部位于安装槽4的下方对称开设有横槽6，两个横槽6的顶部分别与两个限位槽5的底部相连通，安装板1的下表面两侧均开始有收纳缺口7，两个收纳缺口7的相背侧分别贯穿安装板1的两侧，两个收纳缺口7的相对侧分别与两个横槽6的相背侧相连通，安装槽4的内部两侧均通过转轴转动连接有螺管8，螺管8的外侧壁螺纹连接有螺套9，螺套9的底部位于限位槽5的内侧固定连接有限位块10，限位块10与限位槽5滑动连接，限位块10的底部位于横槽6的内部固定连接有横杆11，横杆11与横槽6滑动连接，两个横杆11的相背端分别延伸至两个收纳缺口7的内部，且均固定连接有u形插杆12，两个螺管8的相对端均固定连接有空心圆块13，空心圆块13的内部滑动连接有活动块14，活动块14与空心圆块13的内部相对侧之间共同固定连接有多个弹簧一15，左侧的活动块14的右侧上方和右侧的活动块14的左侧下方均固定连接有连接柱16，两个空心圆块13的相对侧均开始有多个贯穿式的连接孔一17，活动块14靠近连接孔一17的一侧开始有多个贯穿式的连接孔二18，连接柱16与连接孔一17和连接孔二18相适配，多个连接孔一17和多个连接孔二18大小相同，且位置一一对应，均呈圆周分布，螺管8的内侧滑动连接有推杆19，两个推杆19的相对端分别延伸至两个空心圆块13的内部，且分别与两个活动块14的相背侧固定连接，两个推杆19的相背端分别贯穿安装板1的两侧，且固定连接有转动片20，推杆19与安装板1通过转轴转动连接，转动片20远离推杆19的一侧下方固定连接有握把21，本发明使用时，将抽采管3设置与钻井内，气泵2与外部的储存装置连接，通过启动气泵2进行采气储存，通过设置在安装板1上的安装槽4、限位槽5、横槽6、收纳缺口7、螺管8、螺套9、限位块10和横杆11，使得转动螺管8带动螺套9移动，继而带动两个u形插杆12向着相背或者相对的方向移动，从而可以根据钻井口大小调整定位插接的位置，并且螺管8通过设置的空心圆块13、活动块14、弹簧一15、连接柱16、连接孔一17、连接孔二18、推杆19、转动片20和握把21，使得可以手持握把21、推动推杆19，带动活动块14在空心圆块13内活动，继而推动连接柱16插接到连接孔一17内，此时手握握把21转动，两个螺管8会一同转动，从而可以同时调整两个螺套9的位置，该设置，使得两个螺管8可以一同转动，也可以单端转动，继而可以根据实际需求调整两个u形插杆12的位置，调整更加方便。
35.进一步的，抽采管3的外侧壁位于安装板1的下方固定连接有密封盖板22，密封盖板22的内部对称开设有移动腔23，移动腔23的内侧下表面开设有贯穿式的移动槽24，移动腔23的内侧滑动连接有移动块25，移动块25的底部一体成型有弧形内抵板26，弧形内抵板26的底部穿过移动槽24，且与移动槽24滑动连接，两个移动块25的相背侧均固定连接有两个连杆27，两侧的两个连杆27的相背端分别贯穿密封盖板22的两侧，且分别与两个u形插杆12的相对侧固定连接，，，，，，。
36.进一步的，弧形内抵板26的相背侧固定连接有防滑垫28，，，，，，。
37.进一步的，抽采管3包括外管301、内管302和防脱环303，外管301的内部设置有内管302，内管302的底端延伸至外管301的下方，内管302的外侧壁上方固定连接有防脱环303，防脱环303与外管301的内侧滑动连接，外管301的内部右侧开设有伸缩腔29，外管301的内部右侧位于伸缩腔29的上方开设有气压腔30，伸缩腔29与气压腔30之间连通有通气孔31，外管301的右侧位于气压腔30的上方开设有贯穿式的活动孔32，伸缩腔29的内侧滑动连接有抵条33，抵条33与伸缩腔29之间固定连接有多个弹簧二34，抵条33远离弹簧二34的一侧延伸至外管301的内侧，且与内管302的外侧壁相贴合，气压腔30的内侧滑动连接有活塞35，活塞35的上表面固定连接有牵引绳36，内管302的右侧上方开设有定位孔37，活动孔32的内侧滑动连接有定位杆38，定位杆38的左端插接于定位孔37的内部，定位杆38的右端固定连接有拉环39，牵引绳36远离活塞35的一端贯穿外管301的右侧，且与拉环39固定连接，定位杆38的前表面开设有贯穿式的防脱槽48，定位孔37的内部位于防脱槽48的内侧固定连接有防脱块49，本发明中的抽采管3利用组成的外管301、内管302和防脱环303，可以伸缩，继而不用在伸入钻井时，需要不断的拼接，且外管301与内管302之间通过设置的防脱槽48、防脱块49、定位孔37、拉环39、定位杆38和活动孔32，可以在收纳内管302到外管301内时，进行锁紧定位，且锁紧时，通过设置的伸缩腔29、气压腔30、通气孔31、活动孔32、抵条33、弹簧二34、活塞35和牵引绳36，使得定位杆38插接在定位孔37内时，抵条33会紧密的抵住内管302保证内管302收纳到外管301内后的稳定性，且拔出定位杆38时，抵条33会收缩到伸缩腔29内，不影响内管302沿着外管301内侧下降伸长，结构简单，使用方便。
38.进一步的，内管302的外侧壁下方开设有多个贯穿式的抽采孔一40，内管302的内部滑动连接有筒体41，筒体41的外侧壁下方开设有多个贯穿式的抽采孔二42，筒体41的底部固定连接有两个竖杆43，两个竖杆43的底端共同固定连接有一个下抵板44，竖杆43的外侧壁套设有弹簧三45，弹簧三45的两端分别与下抵板44和内管302的相对侧固定连接，本发明通过设置的抽采孔一40、筒体41、抽采孔二42、竖杆43、下抵板44和弹簧三45，使得内管302沿着外管301下降后，下抵板44的底端会与钻井底部接触，继而推动筒体41延着内管302内侧上升，使得抽采孔一40与抽采孔二42重合，此时内管302处于连通状态，此时启动气泵2、即可通过重合的抽采孔一40与抽采孔二42抽入煤层气，该设置使得正常状态下，内管302处于外管301内，下抵板44不与钻井底部接触时，抽采管3处于密闭状态，避免不使用时，杂物进入。
39.进一步的，抵条33靠近内管302的一侧固定连接有橡胶条46，增大抵条33抵住内管302时的摩擦力。
40.进一步的，拉环39的内侧壁经过抛光打磨处理，方便手拉动拉环39，不易磨损手。
41.进一步的，握把21的外侧壁固定连接有海绵套47，柔软舒适，便于手持。
42.一种地面钻井卸压的煤层气抽采其方法，包括以下步骤：
43.s1、对煤层气井进行分段水力压裂；
44.s2、将煤层气井内的水体抽出；
45.s3、将300℃-400℃的气体通入煤层气井内，然后封闭煤层气井，进行闷井操作，煤层气井闷井时，煤层气井内的气压高于标准大气压力；
46.s4、接通煤层气井，向煤层气井内接入抽采管，并将抽采管与煤层气井壁之间进行
密封处理。
47.综上可得，本发明的工作流程：本发明使用时，将抽采管3设置与钻井内，气泵2与外部的储存装置连接，通过启动气泵2进行采气储存，通过设置在安装板1上的安装槽4、限位槽5、横槽6、收纳缺口7、螺管8、螺套9、限位块10和横杆11，使得转动螺管8带动螺套9移动，继而带动两个u形插杆12向着相背或者相对的方向移动，从而可以根据钻井口大小调整定位插接的位置，并且螺管8通过设置的空心圆块13、活动块14、弹簧一15、连接柱16、连接孔一17、连接孔二18、推杆19、转动片20和握把21，使得可以手持握把21、推动推杆19，带动活动块14在空心圆块13内活动，继而推动连接柱16插接到连接孔一17内，此时手握握把21转动，两个螺管8会一同转动，从而可以同时调整两个螺套9的位置，该设置，使得两个螺管8可以一同转动，也可以单端转动，继而可以根据实际需求调整两个u形插杆12的位置，调整更加方便。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。