[实用新型]适用于井下水力压裂的自动放水的排渣装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于井下水力压裂的自动放水的排渣装置，包括外筒和圆锥形内筒，圆锥形内筒呈大端朝上地位于外筒上部，圆锥形内筒大端设有抽采出气管，上部设有与圆锥形内筒内壁相切的抽采进气管，抽采进气管伸出外筒外部；外筒中部设有浮漂，外筒的筒壁上固定连接有用于与外界接通的常闭型单向进气阀；浮漂上方连接有橡胶球，浮漂在浮力和重力作用下的竖直升降过程中，橡胶球能够伸入或退出抽采出气管，以封堵和打开抽采出气管；并开启和关闭单向进气阀；外筒的筒底设有排渣门和常闭型单向放水阀，且单向放水阀通过过滤装置与外筒内部连通。本实用新型的有益效果是，水气渣分离效果好，放水阀无堵塞隐患，且结构简单，修复操作方便。

技术领域

本实用新型属煤层气开发领域，特别涉及一种适用于井下水力压裂抽采钻孔抽采管路的自动放水的排渣装置。

背景技术

在我国煤矿领域，出于环保和便捷排渣的目的，多采用水力钻进施工瓦斯抽采钻孔，为保证钻孔抽采效果由此发展出种类较多的排水除渣装置，采用电动、人工、负压自动等原理，在普通钻孔和抽采支管发挥较大作用，不同于一般的抽采钻孔，煤矿井下水力压裂钻孔为实现对煤体透气性改造往煤体注入较多水量，单孔注水量在100-600m³，压裂后进行抽采时采用常规放水器无法满足使用需求，同时出于煤层保压排采的原理需保证稳定持续排水，亟需研发一种大排量、操控性能好的负压自动排水排渣装置，以满足新形势下煤层增透的需要。目前，国内尚未开展过水力压裂专用排水排渣装置研究，本装置发明尚属首次。

虽然，目前市面上出现了很多井下自动放水器。但许多放水排渣装置瓦斯气体和水渣分离效率较低，且残渣易堵住排水排渣口，自动化水平较低，不利于现场应用。现有技术中出现了一种旋风分离的锥筒结构除水除渣器，用于井下气水渣混合物的分离效果较好，但排渣口易堵塞问题仍未得到很好解决。为此，需要进一步改进。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中井下自动放水的排渣装置出渣口和放水口易堵塞的问题，提供一种适用于井下水力压裂的自动放水的排渣装置，该装置通过浮漂自动上升到设定高度时，打开单向进气阀，使装置内部与外部大气接通，并利用单向放水阀形成自动放水，单向放水阀通过过滤器与装置内部连通，以消除放水堵塞问题。其结构简单、自动放水功能可靠。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种适用于井下水力压裂的自动放水的排渣装置，包括外筒，外筒内设有圆锥形内筒，圆锥形内筒呈大端朝上地位于外筒上部，圆锥形内筒大端设有抽采出气管，圆锥形内筒上部设有抽采进气管，抽采进气管与圆锥形内筒内壁呈相切设置，抽采进气管伸出外筒外部；所述外筒中部设有浮漂，外筒的筒壁上固定连接有用于与外界接通的常闭型单向进气阀；所述浮漂上方连接有橡胶球，浮漂在浮力和重力作用下的竖直升降过程中，橡胶球能够伸入或退出抽采出气管，以封堵和打开抽采出气管；并开启和关闭所述单向进气阀；所述外筒的筒底设有排渣门和常闭型单向放水阀，且单向放水阀通过过滤装置与所述外筒内部连通。

采用前述方案的本实用新型，通过圆锥形内筒对井下瓦斯抽采的水气渣形成旋风分离，水气渣混合物在负压作用下经与至少一个抽采孔抽采管连接的抽采进气管抽入圆锥形内筒，经旋风分离后，水和渣在重力作用下自然下坠并聚集在外筒内，气体由抽采出气管接入抽采系统；在持续抽采和分离过程中，外筒内聚集水通过浮力作用使浮漂持续上升，直至橡胶球形成对抽采出气管的封堵，停止抽采。与此同时，浮漂使单向进气阀打开，外筒内部与外部大气环境接通，自动放水阀在水压作用下，内部压力大于外部压力，从而自动打开放水，在放水过程中，渣子由过滤装置阻挡，水通过顾虑装置流出，可有效避免放水阀被堵塞；在抽采过程中，单向进气阀处于常闭状态；放水阀处于负压环境，其压力小于外部大气环境的压力，其处于关闭状态。其结构简单、自动放水功能可靠。

优选的，所述浮漂具有圆形锥面，该圆形锥面的小端朝上；所述单向进气阀通过其阀芯和自复位弹簧形成常闭结构，所述浮漂能够由所述圆形锥面推动所述阀芯移动，并打开单向进气阀。