[实用新型]煤层气排采井井口气水快速高效分离装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤层气安全生产技术领域，特别涉及一种煤层气排采井井口气水快速高效分离装置。

背景技术

随着经济发展对能源需求的加大以及煤矿安全生产的需要，煤层气开发引起了越来越多人们的关注。煤层气的大规模开发不仅可以缓解能源危机，在一定程度上还可以减少瓦斯直接排放对环境的污染，更重要的是降低了煤矿煤与瓦斯突出的危险性。随着煤层气开发工艺技术的不断成熟投入规模的不断加大，煤层气井规模急剧增加。煤层气主要赋存在煤储层中，其赋存特点决定了目前地面主要通过排水进行采气的。由于排出的水和气共用一个井筒，排采时，当产气量比较高时，地面排水管路中有部分的气体混杂其中被排出，造成了资源浪费。目前，所用的气、水分离装置无法把水管路中的水和甲烷气体分离出来。因此迫切需要一种装置或工艺可以对井口排水过程中气水进行快速分离，这样可以有效减少不必要的资源浪费，同时还可以降低甲烷直接排放到空气引起温室效应。

实用新型内容

本实用新型针对目前煤层气井排采过程中难以将水管路中含有的煤层气进行分离，导致资源浪费、温室效应增加等一系列问题，提供一种煤层气井井口气水快速高效分离装置，通过该装置可以将水中含有的煤层气进行快速的分离并收集再利用，减少直接排空造成的资源浪费和引起的温室效应。

为实现上述目的，本实用新型提出以下技术方案：煤层气排采井井口气水快速高效分离装置，包括水箱1，水箱1内设有气水分离系统、水箱1上侧部设有伸入到水箱1内的进水管2，水箱1顶部设有负压抽气系统，水箱1下侧部设有自动排水系统，气水分离系统外部设有密封系统。

所述气水分离系统包括设在水箱1底部的电动机6和立柱3，立柱3上端设有碗状的储水容器4，进水管2的出水口位于储水容器4上方，立柱3上穿设有轴承5，电动机6的主轴与轴承5下部之间带传动连接，轴承5上部沿径向均匀设有三根连接杆7，每根连接杆7的外端分别设有一片扇叶8，扇叶8位于储水容器4上边沿的正下方。

所述负压抽气系统包括设在水箱1顶部的管接头9、抽气管10、负压泵11、压力表12和气体干燥器13，抽气管10通过进气接头14与管接头9连接，负压泵11设在抽气管10上，压力表12设在临近进气接头14的抽气管10上，负压泵11的出气口通过干燥管15与气体干燥器13的进气口连接。

所述自动排水系统包括设在水箱1下侧部的并伸入到水箱1内的出水管16、设在水箱1内壁上并位于出水管16上方的固定板17以及设在水箱1内壁上并位于固定板17上方的限高板18，固定板17竖向穿设有用于开闭出水管16的闸板阀19，闸板阀19的上端设有位于固定板17和限高板18之间的漂浮体20。

所述密封系统包括外密封罩21和内密封罩22，外密封罩21的顶部设在扇叶8下方，外密封罩21的顶部与轴承5外周面之间设有密封件A，外密封罩21下侧部设有压差开闭结构B，内密封罩22设在电动机6外部，内密封罩22的上端设有用于通过电动机6的主轴的圆管节23。

所述密封件A包括径向截面为内侧开口管状的上环绕体24和径向截面为外侧开口管状的下环绕体25，上环绕体24的上部与轴承5外圆固定连接，下环绕体25的下部与外密封罩21固定连接，上环绕体24的下部插设在下环绕体25内，上环绕体24的下部与下环绕体25的上部之间设有环形密封橡胶垫26。

所述压差开闭结构B包括一块活动板27、两根活动杆28、两个限位块29和外密封罩21上开设的一个通孔30，两根活动杆28分别穿设在通孔30上部和下部的外密封罩21上，活动杆28的内端与限位块29连接，活动杆28的外端与活动板27连接，活动板27的表面积大于通孔30面积。

所述水箱1内设有位于进水管2上方的气水二次分离系统，气水二次分离系统包括设在水箱1内壁上的夹持体31，夹持体31上夹持有由纱窗折叠而成的过滤网32。

所述电动机6通过导线33连接有位于水箱1外部的电源34和变速开关35。

采用上述技术方案，本实用新型中的气水分离系统主要是实现气水分离，是整个装置的核心。进水管将进口抽出的水输送到水箱内的储水容器中，该系统通过储水容器将柱状水流转换成球面状水流，增大水流与空气接触面积，易于气体从水流中分离出来。在水流呈面状流下过程中，通过快速转动的扇叶对水流进行冲击，击碎水流，在负压抽气系统作用下使气、水分离。其中电动机为无极调速电动机，可以实现转速0-500r/min任意调节，可以根据煤层气井产水量的大小，设置不同的转速。