[發明專利]環保節能頁巖氣抽取設備

在審

• 申請號: 201610047874.1
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105545699A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 任云海
• 申請（專利權）人: 陳游
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B39/00;F04B39/10;F04B39/12;F04B49/06
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1.一種環保節能頁巖氣抽取設備，其特征在于：所述的環保節能頁巖氣抽取設備包括防護殼、上磁體、下磁體、泵氣殼、進氣孔、進氣管、密封球、限制帽、應磁活塞、限制孔板、內錐孔、通氣孔、出氣閥、磁場控制器；

在防護殼內安裝有上磁體和下磁體，上磁體固定在泵氣殼外面的上面部分，下磁體固定在泵氣殼外面的下面部分，防護殼固定在泵氣殼的外面保護上磁體和下磁體；在防護殼的外面的下面一面固定有腳架，腳架的下端低于泵氣殼下端的進氣孔的位置；

連接上磁體和下磁體的電路與磁場控制器連接，磁場控制器的電路與絕緣電線連接，磁場控制器安裝在防護殼內；

在泵氣殼內安裝有限制帽、應磁活塞、密封球、限制孔板，應磁活塞安裝在泵氣殼的內腔內能夠上下滑動；在應磁活塞上端的限位孔內固定有限制孔板，在應磁活塞的上面部分的內錐孔內安裝有密封球，密封球在內錐孔與限制孔板之間的分氣孔和應磁活塞的內錐孔內能夠上下移動；在泵氣殼內的下端的密封頸內的內錐孔內安裝有密封球，限制帽通過螺紋或卡簧固定在密封頸的外面，限制帽在應磁活塞的下端向上凹陷的容納孔內時，限制帽與容納孔有間隙；密封球與密封頸內的內錐孔配合而能夠密封或打開進入泵氣殼內的進氣通道；應磁活塞上行時，應磁活塞下面部分的泵氣殼的內腔部分是進氣腔；應磁活塞下行時，應磁活塞上面部分的泵氣殼的內腔部分是擠壓腔；在泵氣殼的下端的進氣孔處固定有進氣管，進氣管的內孔與進氣孔相通；在泵氣殼的上端安裝有出氣閥，出氣閥的下面部分固定在泵氣殼的上面一端的中心孔內；出氣閥的上端露出泵氣殼的上端面的部分通過軟管或硬管與輸送頁巖氣的管道連接；

所述的防護殼的材料是金屬、塑料、尼龍、玻璃鋼中的一種類型的材料或幾種類型的復合材料；空心閥體和泵氣殼的材料采用金屬、塑料、尼龍和玻璃鋼中的一種類型的材料或幾種類型的復合材料；密封球的材料采用金屬、塑料、尼龍和橡膠中的一種類型的材料或幾種類型的復合材料；應磁活塞的材料是能夠受磁場吸引的材料；

所述的防護殼是環形的空心腔體，空心腔體上有線孔，空心腔體內安裝有上磁體、下磁體和磁場控制器；空心腔體的環形腔體的內端固定在泵氣殼上；線孔是讓絕緣電線穿過的孔；

為了便于防護殼的加工和便于把配件裝入防護殼內，所述的防護殼是分段后的組合體，在防護殼的環形部位分成兩個部分后再組合在一起；

所述的泵氣殼的內腔是圓柱形腔體，圓柱形的腔體的圓柱面是光滑的曲面；在內腔的中心線上的上端有中心孔穿過泵氣殼、下端有進氣孔與內錐孔疊加穿破密封頸的上下端和密封頸下面的泵氣殼；在泵氣殼內的下端的中部有向上凸出的密封頸，密封頸的內部的上面部分是內錐孔、下面部分是進氣孔，在內錐孔內沒有安裝密封球時內錐孔與進氣孔相通；

所述的出氣閥包括空心閥體和密封球，空心閥體是空心管，內錐孔在空心管的內腔的中部或中下部，空心管內的內錐孔的上面部分的內徑大、下面部分的內徑小；空心閥體的下端有回氣密封端，回氣密封端的下端面在空心閥體的下端、上端面是內錐孔，內錐孔的大端與出氣閥的上端相通、小端與出氣閥的下端相通，在內錐孔的內錐面上安裝有密封球；在從空心閥體下端的內孔進入有壓力的頁巖氣時能夠打開內錐面與密封球的密封而形成通道；

為了便于泵氣殼的加工和便于把配件裝入泵氣殼內，所述的泵氣殼是分段后的組合體；在泵氣殼內的圓柱形腔體部分的上端處分成二段，分段處的上面部分是泵蓋、下面部分是泵氣殼的主體，中心孔在泵蓋上，進氣孔在泵氣殼的主體下端的中部，泵蓋與泵氣殼的主體組合成為一個組合整體；或者，在泵氣殼內的圓柱形腔體部分的下端處分成二段，分段處的下面部分是泵蓋、上面部分是泵氣殼的主體，進氣孔在泵蓋的中部，中心孔在泵氣殼的主體的上端的中部，泵蓋與泵氣殼的主體組合成為一個組合整體；

所述的應磁活塞是圓柱形的鐵芯，圓柱形的鐵芯的上端有限位孔，限位孔的下面是分氣孔，分氣孔的下面是內錐孔，內錐孔的下面是通氣孔，通氣孔的下面是容納孔，內錐孔、通氣孔和容納孔的中心線在圓柱形的鐵芯的柱體中心線上；圓柱形的鐵芯的中心線的部位有通氣孔和內錐孔，內錐孔在通氣孔的上面，在內錐孔內沒有安裝密封球時，內錐孔與通氣孔和分氣孔相通；圓柱形的鐵芯的下端有向上凹陷的容納孔，在應磁活塞到達泵氣殼內的下端時，容納孔用于容納限制帽并使限制帽不與應磁活塞發生碰撞；限位孔用于固定限制孔板，分氣孔用于分散通過的頁巖氣和引導頁巖氣進入限制孔板上的過氣孔；圓柱形的鐵芯的外圓面是光滑的外圓面，在光滑的外圓面上有凹陷的環槽，環槽內嵌有密封環；外圓面與泵氣殼的內腔配合能夠密封泵氣殼的內腔，并能夠在泵氣殼的內腔內滑動；所述的限位孔是圓孔圓孔的圓形面是鑲嵌限制孔板固定面，圓孔的環形底面是限制限制孔板鑲嵌深度的面；所述的分氣孔是與限位孔和內錐孔相通的圓孔；所述的通氣孔是與容納孔和內錐孔相通的孔；所述的容納孔是與通氣孔相通的、向上凹陷的圓孔；

所述的內錐孔是有錐度的圓孔，圓孔的面是內錐面，內錐面與密封球的球面配合，在密封球自身的重力的作用下能夠密封內錐面，在密封球的上面有吸力時通過吸力能夠打開內錐面與密封球的球面密封的通道；密封球上面的氣壓越大，密封球與內錐面的貼合密封效果越好；

所述的限制孔板是有過氣孔的板，鑲嵌在限位孔的環面上并貼緊限位孔的環形底面；過氣孔用于讓頁巖氣通過；

所述的密封球是圓球體或橢圓球體，圓球體或橢圓球體的外圓面是球面，球面是密封面；密封球的球面與內錐面密封時靠密封球的自身重力下壓而密封內錐面；

所述的限制帽是帽罩，帽罩的帽頂部份有讓氣通過的過氣孔，帽罩的帽圈部分固定在密封頸上能夠限制密封頸內的內錐面上安裝的密封球上移的距離；

所述的磁場控制器是控制上磁體和下磁體循環產生電磁場的控制器，控制著上磁體和下磁體電磁場產生的時間和產生電磁場的時間長短、及每次產生電磁場后到第二次再產生電磁場的間隔時間；

所述的上磁體和下磁體是能夠產生電磁場的電磁線圈；

所述的進氣管是連接泵氣殼的進氣孔和連接頁巖氣井內輸出頁巖氣的管道的空心管；

所述的進氣孔是頁巖氣進入泵氣殼內的擠壓腔內的經過孔，在密封頸的中心部位的下面部分，在密封頸內的進氣孔的上端的上面有內錐孔，在密封頸內的內錐孔內沒有安裝密封球時，內錐孔與進氣孔和進氣腔相通；

在進氣腔內儲備頁巖氣，在擠壓腔內擠壓頁巖氣而產生氣壓；在擠壓腔內進頁巖氣時，進氣腔與擠壓腔相通；在擠壓腔內排出頁巖氣時，進氣腔通過密封球與應磁活塞內的內錐孔密封而斷開進入擠壓腔的進氣通道；

所述的環保節能頁巖氣抽取設備在抽壓頁巖氣的過程中，控制進頁巖氣通道和出頁巖氣通道的單向止逆閥中沒有回位彈簧；在進氣腔進頁巖氣時，應磁活塞上行產生的吸力打開密封球與泵氣殼下端的密封頸內的內錐孔的密封而打開進頁巖氣的通道，安裝在應磁活塞上的內錐孔上的密封球在自身重力的作用下自動下降回位而關閉進入擠壓腔內的進頁巖氣的通道來進行密封；在擠壓腔進頁巖氣時，安裝在出氣閥的內錐孔的密封球利用自身的重力使密封球自動下降回位而關閉出氣閥上的壓出頁巖氣的通道來進行密封，應磁活塞下行而使進氣腔內產生壓力推動密封球上行繼而打開進入擠壓腔內的進頁巖氣的通道；在擠壓腔出氣時，在出氣壓力的作用下推動出氣閥的內錐孔上的密封球上行而打開出氣閥的出氣的通道，安裝在應磁活塞的內錐孔上的密封球利用自身的重力使密封球自動下降回位而關閉應磁活塞上的進頁巖氣的通道來進行密封；

使用時，將環保節能頁巖氣抽取設備的進氣管的進氣端與頁巖氣井內的頁巖氣輸出的管道連接；接通與絕緣電線連接的電路開關與磁場控制器的通電電路，磁場控制器循環接通上磁體和下磁體的通電電路產生電磁場；上磁體電磁場產生的吸引力拉動應磁活塞向上移動，應磁活塞開始上行時，安裝在應磁活塞的內錐孔上的密封球在自身的重力的作用下下行回位而關閉了頁巖氣進入擠壓腔的進氣通道；在應磁活塞上行時，應磁活塞的上行而使擠壓腔內的頁巖氣產生了壓力，有壓力的頁巖氣從出氣閥下端的密封端的內孔進入到出氣閥內的內錐孔處推動密封球上行而打開出氣閥的密封通道，使擠壓腔內的頁巖氣經過出氣閥后進入到輸送頁巖氣的管道中或運輸頁巖氣的盛裝容器中；應磁活塞在上行時，應磁活塞還使進氣腔內產生了真空吸力，真空吸力吸動安裝在密封頸內的內錐孔的密封球與內錐孔分開，頁巖氣從進氣管經過進氣孔進入到內錐孔處，再經過限制帽上的過氣孔進入泵氣殼內的應磁活塞下面的進氣腔內；

應磁活塞上行移動到位時，磁場控制器斷開上磁體的通電電路后接通下磁體的通電電路，上磁體的電磁場消失，下磁體產生的電磁場拉動應磁活塞下行；應磁活塞開始下行時，密封頸內的內錐孔上的密封球在自身重力的作用下關閉進入進氣腔的進氣通道，出氣閥內的密封球在自身的重力的作用下下行回位而密封出氣閥的內錐面，切斷了擠壓腔的出氣通道；應磁活塞在下行時，應磁活塞推動進入進氣腔內的頁巖氣而使頁巖氣產生內部壓力，有壓力的頁巖氣從應磁活塞的通氣孔進入到應磁活塞的內錐孔處向上沖開與內錐孔密封的密封球移位后繼續上行，經過分氣孔和限制孔板上的過氣孔后進入擠壓腔內；

應磁活塞在下磁體產生的電磁場的拉動下下行到位時，應磁活塞的內錐面上的密封球在自身的重力的作用下下行把內錐面封死而使頁巖氣不返回進氣腔，此時，磁場控制器又接通上磁體的通電電路再次產生電磁場而使應磁活塞上行；如此循環的接通和切斷上磁鐵和下磁體的通電電路，使上磁體產生電磁場拉動應磁活塞上行、下磁體產生的電磁場拉動應磁活塞下行，不斷地把頁巖氣泵出而輸送到輸送頁巖氣的管道中或運輸頁巖氣的盛裝容器中。