[发明专利]一种防卡孔的振动增透装置及其振动增透防卡孔方法

说明书

本发明公开了一种防卡孔的振动增透装置，包括振动增透单元和防卡孔旋转破碎单元；振动增透单元包括缸体，活塞腔和曲轴传动腔；曲轴传动腔内设置有电动机和曲轴，电动机和曲轴之间设置有第一棘轮机构；活塞腔内设置有活塞振动单元，防卡孔旋转破碎单元包括中空圆锥体，中空圆锥体的外表面上设置有螺旋切刀，中空圆锥体的中空腔体中设置有第二棘轮机构；电动机包括第一输出轴和第二输出轴。本发明还提供了一种该装置的振动增透防卡孔方法。本发明的防卡孔的振动增透装置可根据储层地质特点提供不同频率的振动，在煤层气开发过程中提供持续的振动能量，从振动扰动、致裂双重效应强化煤层气产出。

技术领域

本发明属于煤层气开发技术领域，具体涉及一种防卡孔的振动增透装置及其振动增透防卡孔方法。

背景技术

在煤层气开发或瓦斯抽采领域中，煤储层渗透率低，传统的水力压裂技术无法完全满足提高单井产量的要求。动载荷改造煤储层可形成较多微裂隙网络，促进甲烷气体解吸。机械振动是动态载荷的一种作用方式。

目前，机械振动改造煤储层的技术仍处于室内研究阶段，发现随着振动频率的增加，煤层甲烷解吸速率增加。然而，机械振动增产技术仍然缺少适用于煤层气钻孔或瓦斯抽采孔的设备与方案。本发明为机械振动增产技术的工业应用提供了一种装置设计样板，具有结构简单、振动幅值大、防止设备卡孔的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种防卡孔的振动增透装置及其振动增透防卡孔方法。该防卡孔的振动增透装置可根据储层地质特点提供不同频率的振动，在煤层气开发过程中提供持续的振动能量，从振动扰动、致裂双重效应强化煤层气产出。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种防卡孔的振动增透装置，其特征在于，包括振动增透单元和与所述振动增透单元连接的防卡孔旋转破碎单元；

所述振动增透单元包括缸体，所述缸体内设置有活塞腔和与活塞腔相连通的曲轴传动腔；所述曲轴传动腔内设置有电动机和带有偏心部的曲轴，所述电动机和曲轴之间设置有用于连接电动机和曲轴的第一棘轮机构；所述活塞腔内设置有与曲轴的偏心部转动连接的活塞振动单元；

所述防卡孔旋转破碎单元包括中空圆锥体，所述中空圆锥体的外表面上设置有螺旋切刀，所述中空圆锥体的中空腔体中设置有用于带动中空圆锥体转动的第二棘轮机构；

所述电动机包括与第一棘轮机构连接的第一输出轴和与第二棘轮机构连接的第二输出轴。

上述的一种防卡孔的振动增透装置，其特征在于，所述缸体的缸口内设置有卡槽，所述中空圆锥体且远离尖端的一端通过卡槽与缸体转动连接，所述中空圆锥体的尖端向远离缸体的一端延伸。

上述的一种防卡孔的振动增透装置，其特征在于，所述第一棘轮机构包括第一棘轮和与第一棘轮同心设置的第一转盘，所述第一转盘套设在第一输出轴上且可随第一输出轴同步转动，所述第一棘轮套设在曲轴上且与曲轴固定连接，所述第一转盘上铰接有第一棘爪，所述第一棘轮上设置有与第一棘爪的活动端啮合的第一内齿，所述第一内齿的齿形为不对称齿形。

上述的一种防卡孔的振动增透装置，其特征在于，所述第一棘爪通过铰接轴铰接在所述第一转盘上，所述铰接轴上还设置有用于将第一棘爪嵌入第一内齿的复位弹簧，所述复位弹簧的一端与第一转盘固定连接，所述复位弹簧的另一端与第一棘爪固定连接。

上述的一种防卡孔的振动增透装置，其特征在于，所述曲轴上还连接有用于向曲轴传动腔内鼓风的第一风扇，所述第一风扇位于曲轴传动腔内远离中空圆锥体的一端。

上述的一种防卡孔的振动增透装置，其特征在于，所述活塞振动单元包括活塞和活动设置于活塞腔中的撞锤，所述活塞包括活塞杆和头部，所述活塞杆转动套设于曲轴的偏心部上，所述活塞的头部与活塞腔和撞锤界定出空气弹簧。