[实用新型]煤矿井下压裂泵组专用惰性气体换档调速系统

说明书

技术领域

本实用新型技术涉及到煤矿井下压裂工艺中变速箱的换档调速。

背景技术

国内各煤田用煤矿井下压裂泵组对岩层、煤层增透压裂后抽采瓦斯，以利于煤矿安全生产和利用瓦斯。由于不同煤田的煤层深度不同，地应力也不同，要求煤矿井下压裂泵组能进行换档调速，以扩展机组的使用范围，煤矿井下压裂泵组专用氮气换档调速系统是保证机组安全换档调速实施的必要系统。

为了实施各煤与瓦斯突出矿井的压裂工艺，要求对不同深度、不同岩体、不同地应力的的煤层进行增透压裂，这就需要一种换档调速系统，既能安全可靠的对泵组进行调速，又能降低劳动强度，利用煤矿井下压裂泵组专用氮气换档调速系统能稳定、便捷的对进行机组的档位转换，提高机组压裂裂缝延伸效果为势在必行的发展趋势。

目前，国内煤田用煤矿井下压裂泵组将煤体、岩体压裂是一种新技术，面对不同深度、不同岩体、不同地应力的压裂需求，一直采用变速箱变速换档解决，但是就地换档要求操作人员始终站在机组变速箱附近换档，无法避开煤矿井下特殊的“双高危”环境，电器换档系统目前也无法满足煤矿井下对电路隔爆的要求，这样整个压裂过程机组由于不能及时换档而工作效率低，且对于操作者劳动强度大，在机组变速箱附近操作时安全系数低。

实用新型内容

本实用新型技术的目的，是针对现有煤矿井下下压裂泵组在压裂过程中变速箱换档调速问题上的不足，从安全、可靠等方面设计的全新系统,以提高机组的使用范围和工作效率，减轻劳动强度，使操作者有效的避开煤矿井下下压裂泵组附近的“高瓦斯突出、高压力”的环境。

实现上述目的的方案是:

煤矿井下压裂泵组专用惰性气体换档调速系统，其具有提供惰性压力气体的储气罐，该储气罐通过气路与防爆电磁阀相连接，防爆电磁阀通过快速排气阀与变速器升档接头、变速器降档接头相连接。

本实用新型根据变速箱机械换档机构的接口，将整套系统的两个排气口分别与变速箱升档、降档连接，系统采用惰性气体（氮气）瓶作为气源，将氮气输送到储气罐中，通过对防爆电磁阀的控制动作，完成对气路的控制，从而完成对变速箱升档、降档的动作，实现煤矿井下压裂泵组的远程换档调速。

主要结构特征是：

1) 根据变速箱换档机构的接口安装尺寸，确定使用的扣压式气动接头尺寸；根据储气罐的接口尺寸，确定安全阀、扣压式气动接头、放水塞及压力表的安装尺寸；

2) 连接处采用扣压式气动接头连接方式，过气部分采用PU管使气路连接便捷、密封可靠；

3) 采用具有矿用安全标志证书的防爆电磁阀来控制执行力（氮气），解决了电气换档系统无法满足煤矿井下使用要求标准，达到远程控制换档要求；

4) 在压力容器（储气罐）上安装了安全阀、压力表及放水塞，便于充气时观察，提高了系统的安全可靠性。

上述方案的特点是:

(1) 系统内各连接处尺寸基本统一一致，采用扣压式气动接头既满足快速方便连接，同时互换性强，密封可靠；

(2) 系统气源采用氮气瓶（16L、16MPa），充满一次气，可执行500多次换档。避免气源不足，提高了产品的操作效率；

(3) 系统中使用的两个防爆电磁阀接口分别与升档、降档执行机构相连，电源直接与远程操作系统相连，这样通过控制电磁阀的动作，达到对变速箱升档或降挡的控制，解决了远程换档的问题；

附图说明

图为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

煤矿井下压裂泵组专用惰性气体换档调速系统见附图，各部件包括：1-惰性气体，选择氮气瓶，压力范围16MPa、容量16L。2-高压胶管、 3-气动单向阀  4-直角接头 5-储气罐，压力范围1.5MPa、容量16L 。6-弹簧微启式安全阀、7-放水塞 、8-压力表，压力范围0~1.6 MPa）、9-PU管、  10-气动三联体、11-气动管接头、 12-气动三通接头、 13-防爆电磁阀、14-变速器升档接头、15-变速器降档接头、16-快速排气阀。

（1）、连接结构：煤矿井下压裂泵组专用惰性气体换档调速系统，其具有提供惰性压力气体的储气罐5，该储气罐5通过气路与防爆电磁阀13相连接，防爆电磁阀13通过快速排气阀16与变速器升档接头14、变速器降档接头15相连接。  储气罐5通过直角接头4、气动单向阀3、高压胶管2与惰性气体气瓶1相连。储气罐5上还装有弹簧微启式安全阀6、放水塞7、压力表8。储气罐5与防爆电磁阀13之间气路采用PU管9，并且依次通过气动三联10、气动管接头11、气动三通接头12与防爆电磁阀13相连。

(2)主要原理简述:

在进行压裂工作前，将惰性气体（氮气）瓶打开，对储气罐充气，通过调压阀将储气罐内气压控制为0.5~0.8MPa，机组进行压裂工作，需要升档时，操作远程升档按钮，此时与升档气路相连的防爆电磁阀动作一次，变速箱档位升高一档，需要进行降档时，操作远程降档按钮，此时与降档气路相连的防爆电磁阀动作一次，变速箱档位降低一档。