一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置的制作方法

本发明涉及煤层气开采，具体是一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置。

背景技术：

1、在进行煤层气开采时，目前广泛采用的一种方法是利用注水置换的方式。这种方法通过向岩层中注入水来增加地层中的压力，使得岩层产生裂隙，从而使煤层中的煤层气体得以释放出来。然而，传统的注水设备往往位于地表上，这就导致了一些问题，传统的注水设备位于地表上，当水体进入地层后，由于水的压力损失较大，无法形成高压脉冲，从而无法实现最佳的注水效果。这使得注水置换的效率受到了限制，无法充分释放煤层气体。

2、因此，有必要提供一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，包括：

2、钻杆，其包括多个依次铰接的万向接头；

3、钻头，用于构建钻孔；

4、连接杆，其一端与所述钻头相连，另一端与钻杆相连；

5、两个呈对称设置的空间构建组件，用于在连接杆与所述钻孔之间构成一环形空间；以及

6、脉冲注水组件，其设置于所述连接杆中，且在所述连接杆中对水体产生脉冲压力，进而在环形空间将水体送入至岩层中。

7、进一步，作为优选，所述脉冲注水组件包括：

8、脉冲仓，其固定于所述连接杆中；

9、活塞板，其滑动设置于所述脉冲仓中，且将所述脉冲仓分隔为注水区和脉冲发生区；

10、油气管，其连通于所述脉冲仓中且对应于所述脉冲发生区；

11、进水管，其连通于所述脉冲仓中且对应于所述注水区；

12、注水管，其连通于所述脉冲仓中且对应于注水区，且所述注水管中还设置有泄压阀；以及

13、设置于所述脉冲仓中且对应于脉冲发生区的点火器。

14、进一步，作为优选，所述脉冲仓中还连通有对应于脉冲发生区的排废管，所述排废管中设置有电磁阀，所述油气管和进水管中均设置有单向阀，用于阻碍所述脉冲仓中的流体回流。

15、进一步，作为优选，所述注水管上还设置有供砂仓，所述供砂仓用于向所述注水管中供给砂砾。

16、进一步，作为优选，所述脉冲注水组件还包括连续控制组件，所述连接控制组件包括：

17、驱动杆，其滑动设置于所述脉冲仓中；

18、缓冲弹簧，其一端与所述驱动杆相连，另一端与所述活塞板相连；

19、轮体，其转动设置于所述连接杆中；

20、连杆，其一端与所述轮体向铰接，另一端与所述驱动杆相铰接；以及

21、驱动控制组件，用于驱动所述轮体旋转。

22、进一步，作为优选，所述驱动控制组件包括：

23、驱动仓，其固定于所述连接杆中，且所述驱动仓的内壁上嵌入有定子；

24、转子，其转动设置于所述驱动仓中，且当水体穿过转子与定子之间的间隙时能够驱动所述转子转动；

25、延伸轴，其一端与所述转子相连，另一端采用锥齿轮组与轮体传动相连；以及

26、供水管，其与所述驱动仓相连通，用于接收穿过所述转子与定子之间间隙的水体，并为所述进水管供水。

27、进一步，作为优选，所述供水管与进水管之间设置有暂存仓，所述暂存仓包括：

28、仓体，其一端与所述供水管相连，另一端与所述进水管相连；

29、滑座，其滑动贯穿所述舱体的一端；以及

30、连接于所述仓体与滑座之间的复位弹簧。

31、进一步，作为优选，所述复位弹簧的可压缩性小于缓冲弹簧的可压缩性。

32、进一步，作为优选，所述空间构建组件包括：

33、环槽，其固定于所述连接杆的外部；

34、多个径向滑动设置于所述环槽中的上滑块，所述上滑块靠近环槽的槽底一侧为下楔面，相邻两个上滑块之间采用弹性垫体相连；

35、多个对应于所述上滑块的支撑板，其固定于所述环槽中；

36、多个对应于所述上滑块的下滑块，其水平滑动设置于所述支撑板上，且所述下滑块靠近上滑块的一侧为上楔面，所述上楔面与下楔面之间呈楔面配合，且所述环槽相互靠近的一侧开设有对应于下滑块的孔体；以及

37、囊体，其为环形结构且由上滑块、弹性垫体共同支撑连接。

38、进一步，作为优选，所述囊体由外部液压控制器调节涨缩程度，所述囊体中固定有多个支撑件，所述支撑件为椭圆形的弹性结构，所述支撑件中支撑连接有多个支撑弹簧。

39、与现有技术相比，本发明提供了一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，具备以下有益效果：

40、本发明实施例中，通过两个空间构建组件能够构成一环形空间，环形空间能够限制水体，将水体限制在有限的空间内，保证水体能够更有效的进入至指定的岩层中；

41、本发明实施例中，脉冲注水组件是设置在连接杆中，脉冲注水组件更接近于待注水的岩层中，相比于将脉冲设备设置于地表上，本发明实施例中的脉冲注水组件能够减少大量的脉冲损失，保证脉冲的效果。

技术特征：

1.一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述脉冲注水组件(5)包括：

3.根据权利要求2所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述脉冲仓(51)中还连通有对应于脉冲发生区的排废管(57)，所述排废管(57)中设置有电磁阀，所述油气管(53)和进水管(54)中均设置有单向阀，用于阻碍所述脉冲仓(51)中的流体回流。

4.根据权利要求2所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述注水管(55)上还设置有供砂仓(56)，所述供砂仓(56)用于向所述注水管(55)中供给砂砾。

5.根据权利要求2所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述脉冲注水组件(5)还包括连续控制组件(58)，所述连接控制组件(58)包括：

6.根据权利要求5所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述驱动控制组件包括：

7.根据权利要求6所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述供水管(588)与进水管(54)之间设置有暂存仓(59)，所述暂存仓(59)包括：

8.根据权利要求7所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述复位弹簧(593)的可压缩性小于缓冲弹簧(587)的可压缩性。

9.根据权利要求1所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述空间构建组件(3)包括：

10.根据权利要求9所述的一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，其特征在于：所述囊体(33)由外部液压控制器调节涨缩程度，所述囊体(33)中固定有多个支撑件(34)，所述支撑件(34)为椭圆形的弹性结构，所述支撑件(34)中支撑连接有多个支撑弹簧(35)。

技术总结
本发明公开了一种用于煤层气开采的高压脉冲注水装置，包括：钻杆，其包括多个依次铰接的万向接头；钻头，用于构建钻孔；连接杆，其一端与所述钻头相连，另一端与钻杆相连；两个呈对称设置的空间构建组件，用于在连接杆与所述钻孔之间构成一环形空间；以及脉冲注水组件，其设置于所述连接杆中，且在所述连接杆中对水体产生脉冲压力，进而在环形空间将水体送入至岩层中。

技术研发人员：喻廷旭,阳伟,谭节庆
受保护的技术使用者：四川省地质调查研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16