[发明专利]一种煤层气专用井下直驱排采设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层气排采设备，尤其是一种煤层气专用井下直驱排采设备，属于采矿技术领域。

背景技术

    煤层气（俗称瓦斯），一种新型洁净能源，它是一种与煤伴生并以吸附状态自生自储于煤层中的非常规天然气。现阶段煤层气的开采一般遵循“排水-降压-采气”的采集机理进行，也就是通过机械设备将煤层中的水排出以降低井下压力，使吸附在煤基质孔隙内表面的煤层气被解吸出来，并通过扩散和流动两种不同的方式运移到井筒，这样不仅使煤层气这一洁净能源得到利用，而且在后期煤炭开采作业时，会大大减少瓦斯爆炸事故发生的几率。

目前国内普遍采用的煤层气排采设备为抽油机和地面驱动采油螺杆泵，二者都属于地面驱动排采设备，通常用于直井和小斜度井（井斜＜50o）排采生产方式；对于大斜度井（井斜＞50o）排采方式来讲，传统的抽油机和地面驱动螺杆泵普遍存在抽油杆和油管磨损严重问题，在较短时间内抽油杆就会磨断，发生故障率极高；而针对多分支水平井排采方式，传统的抽油机和地面驱动螺杆泵则完全无能为力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能解决传统的抽油机和地面驱动螺杆泵杆管磨损及井斜度大排采困难的问题、适用于多分支水平井和大斜度井排采方式的煤层气专用井下直驱排采设备。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种煤层气专用井下直驱排采设备，它与地面控制系统及专用井口配合完成煤层气的排采作业，它包括套管、电机、电机保护器、扶正轴承组件、螺杆泵、专用连接器、专用轴向力承载机构和油管，所述电机布置在井筒底部，电机通过电缆与地面控制系统连接，电机输出轴通过电机保护器、扶正轴承组件与螺杆泵转子输入端连接，所述螺杆泵转子输出端与专用轴向力承载机构连接，所述专用连接器由内轴和外壳组成，它将螺杆泵定子和专用轴向力承载机构连接起来，所述油管连接在专用井口与专用轴向力承载机构之间，所述套管嵌装在井筒内壁上，电机、电机保护器、扶正轴承组件、螺杆泵、专用连接器、专用轴向力承载机构和油管均套装在套管的内部。

上述煤层气专用井下直驱排采设备，所述专用轴向力承载机构包括专用轴向力承载机构壳体、承重轴承组件、空心传动轴和专用轴向力承载机构机械密封单元，所述专用轴向力承载机构壳体一端与油管连接，另一端与专用连接器的外壳连接，所述空心传动轴布置在专用轴向力承载机构壳体内部，它与螺杆泵转子输出端连接，在专用轴向力承载机构壳体与空心传动轴之间设置承重轴承组件和专用轴向力承载机构机械密封单元，所述承重轴承组件用于承担由螺杆泵转子传递的轴向拉力，并通过专用轴向力承载机构壳体、专用连接器的外壳将轴向拉力传递给螺杆泵的定子。

上述煤层气专用井下直驱排采设备，所述扶正轴承组件包括花键套、扶正轴承组件机械密封单元、扶正轴承、扶正轴承组件壳体、传动轴和连接座，所述扶正轴承组件壳体一端与螺杆泵的进液管连接，另一端通过连接座与电机保护器连接，所述传动轴布置在扶正轴承组件壳体内部，在其输出端设置与螺杆泵转子输入端装配的花键套，其输入端通过电机保护器与电机输出轴连接，在扶正轴承组件壳体与传动轴之间设置扶正轴承和扶正轴承组件机械密封单元，所述扶正轴承用于校正螺杆泵转子在运转过程中的偏心问题，保证电机动力能够平稳地传递到螺杆泵转子上。

上述煤层气专用井下直驱排采设备，所述螺杆泵为左旋螺杆泵结构。

上述煤层气专用井下直驱排采设备，所述电机为低速大扭矩电机。