[發(fā)明專利]節(jié)能高效抽壓頁巖氣電磁設(shè)備

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• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105626468A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余登會
• 申請（專利權(quán)）人: 邱興倫
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B39/00;F04B39/10;F04B39/12;F04B49/06
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1.一種節(jié)能高效抽壓頁巖氣電磁設(shè)備，其特征在于：所述的節(jié)能高效抽壓頁巖氣電磁設(shè)備包括防護殼、上磁體、下磁體、氣泵殼、進氣孔、過氣密封板、密封錐、密封帽、應(yīng)磁活塞、固定塞、內(nèi)錐孔、通氣孔、出氣閥、進氣管、磁場控制器；

在防護殼內(nèi)安裝有上磁體和下磁體，上磁體固定在氣泵殼外面的上面部分，下磁體固定在氣泵殼外面的下面部分，防護殼固定在氣泵殼的外面保護上磁體和下磁體的線圈；在防護殼的外面的下面一面固定有腳架，腳架的下端低于氣泵殼下端而保護進氣管不被壓迫；

連接上磁體和下磁體的電路與磁場控制器的電路連接，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(nèi)；

在氣泵殼內(nèi)安裝有密封帽、過氣密封板、應(yīng)磁活塞、固定塞，應(yīng)磁活塞安裝在氣泵殼的內(nèi)腔內(nèi)能夠上下滑動；在應(yīng)磁活塞內(nèi)的塞孔的下面部分的凸出臺的上端面處安裝有過氣密封板，在塞孔內(nèi)安裝有固定塞來限制過氣密封板向上移動時的移動距離，固定塞在塞孔中的固定采用過盈配合固定或螺紋配合固定或采用卡簧卡在塞孔中的卡簧槽內(nèi)固定固定塞的兩端；過氣密封板安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺的上端的環(huán)形密封面的上面能夠上下移動，過氣密封板下面的密封面與環(huán)形密封面配合而密封時能夠關(guān)閉應(yīng)磁活塞上的進頁巖氣的通道，過氣密封板下面的密封面與環(huán)形密封面分開時能夠打開應(yīng)磁活塞上的進頁巖氣的通道；在氣泵殼內(nèi)的下端的密封頸的外圓面上套有密封帽，密封帽在氣泵殼內(nèi)的下端的密封頸的外圓面上能夠上下滑動，密封帽在應(yīng)磁活塞的下端向上凹陷的容納孔內(nèi)時，密封帽與容納孔有間隙；密封帽內(nèi)的內(nèi)密封面與密封頸端部的環(huán)形密封面配合能夠密封或打開進入氣泵殼內(nèi)的進頁巖氣的通道；應(yīng)磁活塞上行時，應(yīng)磁活塞下面部分的氣泵殼的內(nèi)腔部分是進氣腔；應(yīng)磁活塞下行時，應(yīng)磁活塞上面部分的氣泵殼的內(nèi)腔部分是擠壓腔；在氣泵殼的下端的進氣孔處固定有進氣管，進氣管的內(nèi)孔與進氣孔相通；在氣泵殼的上端安裝有出氣閥，出氣閥的下面部分固定在氣泵殼的上面一端的中心孔內(nèi)；出氣閥的上端露出氣泵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；

所述的防護殼是環(huán)形的空心腔體，空心腔體上有線孔，空心腔體內(nèi)安裝有磁場控制器、上磁體、下磁體和氣泵殼及氣泵殼內(nèi)安裝的部件，線孔是讓絕緣電線穿過的孔；空心腔體的環(huán)形腔體的內(nèi)端固定在氣泵殼上；

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

所述的氣泵殼的內(nèi)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(nèi)腔的中心線上的上端有中心孔穿過氣泵殼、下端有進氣孔穿過氣泵殼；在氣泵殼內(nèi)的下端的中部有向上凸出的密封頸，密封頸的上端部是環(huán)形密封面，密封頸的內(nèi)部是進氣孔，在密封帽的內(nèi)密封面沒有與環(huán)形密封面密封時進氣孔通過過氣孔與進氣腔相通，密封帽的內(nèi)密封面與密封頸的環(huán)形密封面配合；所述的密封帽是頂部密封的圓管式帽體，密封帽的內(nèi)頂部分是內(nèi)密封面，靠近內(nèi)密封面的圓管部分有過氣孔；

所述的出氣閥包括空心閥體和密封錐，空心閥體是空心管，內(nèi)錐孔在空心管的內(nèi)腔的中部或中下部，空心管內(nèi)的內(nèi)錐孔的上面部分的內(nèi)徑大、下面部分的內(nèi)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(nèi)錐孔，內(nèi)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(nèi)錐孔的內(nèi)錐面上安裝有密封錐；所述的內(nèi)錐孔是有錐度的圓孔，圓孔的面是內(nèi)錐面；內(nèi)錐孔的小端在下、大端在上，內(nèi)錐面與密封錐的外錐面配合，在密封錐自身的重力的作用下能夠密封內(nèi)錐面，在密封錐的上面有吸力時通過吸力能夠打開內(nèi)錐面與密封錐密封的通道；密封錐上面的氣壓越大，密封錐與內(nèi)錐面的貼合密封效果越好；在從空心閥體下端的內(nèi)孔進入有壓力的頁巖氣時能夠打開內(nèi)錐面與密封錐的密封而形成通道；

為了便于氣泵殼的加工和便于把配件裝入氣泵殼內(nèi)，所述的氣泵殼是分段后的組合體；在氣泵殼內(nèi)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、下面部分是氣泵殼的主體，中心孔在泵蓋上，進氣孔在氣泵殼的主體下端的中部，泵蓋與氣泵殼的主體組合成為一個組合整體；或者，在氣泵殼內(nèi)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、上面部分是氣泵殼的主體，進氣孔在泵蓋的中部，中心孔在氣泵殼的主體的上端的中部，泵蓋與氣泵殼的主體組合成為一個組合整體；

所述的應(yīng)磁活塞是圓柱形的鐵芯，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(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)嵌有密封環(huán)；所述的外圓面與氣泵殼的內(nèi)腔配合能夠密封氣泵殼的內(nèi)腔，并能夠在氣泵殼的內(nèi)腔內(nèi)滑動；所述的圓柱形的鐵芯的柱體中心部位有貫穿孔和容納孔，容納孔貫穿鐵芯的下端面，貫穿孔貫穿鐵芯的上面，容納孔在貫穿孔的下面，容納孔與貫穿孔和進氣腔相通，貫穿孔與擠壓腔和容納孔相通；所述的貫穿孔的上面部分貫穿鐵芯的上端面、下面部分貫穿鐵芯下面部分的容納孔的頂部，貫穿孔的下面部分是通氣孔，貫穿孔的上面部分是塞孔，在塞孔的底部有向上凸出的環(huán)形的凸出臺，凸出臺部分的內(nèi)孔是通氣孔的上面部分，在凸出臺的外面與凸出臺部分的塞孔之間有環(huán)形的凹槽，環(huán)形的凹槽用于從通氣孔進入的頁巖氣緩存后分散經(jīng)過過氣密封板上的通過孔后進入擠壓腔；所述的凸出臺的上端面是光滑平整的環(huán)形密封面；在圓柱形的鐵芯的下端有向上凹陷的容納孔，所述的容納孔是與通氣孔相通的、向上凹陷的圓孔，在應(yīng)磁活塞到達氣泵殼內(nèi)的下端時，容納孔用于容納限制帽并使限制帽不與應(yīng)磁活塞發(fā)生碰撞；在容納孔的上面是通氣孔，通氣孔的上面是塞孔；所述的通氣孔是讓頁巖氣通過的過孔，在環(huán)形密封面的下面，與容納孔和塞孔相通；所述的塞孔是安裝和固定固定塞的孔，在凸出臺的上面和凸出臺外面，與容納孔和擠壓腔相通定；

所述的固定塞是限制安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺上端的過氣密封板向上移動的距離的、中間有通氣孔的堵頭，所述的堵頭是中間有通孔的柱體或環(huán)形圈或卡簧圈；固定塞是中間有通孔的柱體時，在塞孔中的固定采用過盈配合固定或螺紋配合固定或采用卡簧卡在塞孔中的卡簧槽內(nèi)固定柱體的兩端；固定塞是環(huán)形圈時，在塞孔中的固定采用過盈配合固定或采用卡簧卡在塞孔中的卡簧槽內(nèi)固定環(huán)形圈的兩端；固定塞是卡簧圈時，直接將卡簧卡在塞孔中。

所述的環(huán)形密封面是圓環(huán)形的平整光滑的密封面，環(huán)形密封面分別在應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺的上端與過氣密封板下面的密封面配合和在氣泵殼的內(nèi)腔的下端中部的密封頸的上端與密封帽內(nèi)的內(nèi)密封面配合；

所述的過氣密封板是平板，平板的下面一面的中間部分與環(huán)形密封面配合的部分是密封面，平板的密封面與環(huán)形密封面配合以外的部分上有通過孔，通過孔用于讓氣通過；

所述的密封錐是圓錐體或錐柱體，圓錐體或錐柱體的環(huán)形表面是有錐度的外錐面；密封錐的外錐面與內(nèi)錐面密封時靠密封錐自身的重力下壓而密封內(nèi)錐面；

所述的磁場控制器是控制上磁體和下磁體產(chǎn)生電磁場的控制器，控制著上磁體和下磁體產(chǎn)生電磁場的時間和產(chǎn)生電磁場的時間長短、及每次產(chǎn)生電磁場后到第二次再產(chǎn)生電磁場的間隔時間；

所述的上磁體和下磁體是能夠產(chǎn)生電磁場的電磁線圈；

所述的進氣管是連接氣泵殼的進氣孔和連接頁巖氣井內(nèi)輸出頁巖氣的管道的空心管；

所述的進氣孔是頁巖氣進入氣泵殼的內(nèi)腔的經(jīng)過氣孔，在密封頸的中心部位；在密封頸內(nèi)的進氣孔的上端有環(huán)形密封面，在防護殼下端的密封頸的環(huán)形密封面上沒有安裝密封帽時，進氣腔與進氣孔相通；

在進氣腔內(nèi)儲備頁巖氣，在擠壓腔內(nèi)擠壓頁巖氣而產(chǎn)生氣壓；在擠壓腔內(nèi)進頁巖氣時，進氣腔與擠壓腔相通；在擠壓腔內(nèi)壓出頁巖氣時，進氣腔通過密封錐與應(yīng)磁活塞內(nèi)的內(nèi)錐孔密封而斷開進入擠壓腔的進頁巖氣的通道；

所述的節(jié)能高效抽壓頁巖氣電磁設(shè)備在頁巖氣井中抽取頁巖氣的過程中，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(yīng)磁活塞上行產(chǎn)生的吸力打開密封帽與氣泵殼下端的密封頸的密封而打開進頁巖氣的通道，安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的密封頸上的過氣密封板在自身重力的作用下自動下降回位而關(guān)閉進入擠壓腔內(nèi)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(nèi)錐孔上的密封錐利用自身的重力使密封錐自動下降回位而關(guān)閉出氣閥上的排出的通道來進行密封，應(yīng)磁活塞下行而使進氣腔內(nèi)產(chǎn)生壓力推動安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺上端的過氣密封板上行繼而打開進入擠壓腔內(nèi)的進頁巖氣的通道；在擠壓腔排出頁巖氣時，在出氣壓力的作用下推動出氣閥的內(nèi)錐孔上的密封錐上行而打開出氣閥的出氣的通道，安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺的上端面上的過氣密封板利用自身的重力使過氣密封板自動下降回位而關(guān)閉應(yīng)磁活塞上的進頁巖氣的通道來進行密封；

使用時，將節(jié)能高效抽壓頁巖氣電磁設(shè)備的腳架支撐并固定在地面上，進氣管與頁巖氣井中的出氣管連接；接通與絕緣電線連接的電路開關(guān)與磁場控制器連接的電路，磁場控制器接通循環(huán)接通上磁體和下磁體的通電電路產(chǎn)生電磁場；上磁體產(chǎn)生電磁場時，電磁場的吸引力拉動應(yīng)磁活塞向上移動，應(yīng)磁活塞開始上行時，安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺上端的過氣密封板在自身的重力的作用下下行而關(guān)閉了頁巖氣進入擠壓腔的進頁巖氣的通道；在應(yīng)磁活塞上行時，應(yīng)磁活塞的上行而使擠壓腔內(nèi)的頁巖氣產(chǎn)生了壓力，有壓力的頁巖氣從出氣閥下端的密封端的內(nèi)孔進入到出氣閥內(nèi)的內(nèi)錐孔處推動密封錐上行而打開出氣閥的密封通道，使擠壓腔內(nèi)的頁巖氣經(jīng)過出氣閥后進入到輸送頁巖氣的管道中；應(yīng)磁活塞在上行時，應(yīng)磁活塞還使進氣腔內(nèi)產(chǎn)生了真空吸力，真空吸力吸動密封帽上行而使氣泵殼下端的密封頸上端的環(huán)形密封面與密封帽的內(nèi)密封面分開，頁巖氣從進氣管經(jīng)過進氣口后再經(jīng)過密封帽上的過氣孔進入氣泵殼內(nèi)的應(yīng)磁活塞下面的進氣腔內(nèi)；

應(yīng)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(chǎn)生的電磁場拉動應(yīng)磁活塞下行；應(yīng)磁活塞開始下行時，安裝在氣泵殼內(nèi)下端的密封頸上的密封帽在自身重力的作用下下行回位而關(guān)閉進入進氣腔的進頁巖氣的通道，出氣閥內(nèi)的密封錐在自身的重力的作用下下行回位而密封出氣閥的內(nèi)錐面，切斷了擠壓腔的出氣通道；應(yīng)磁活塞在下行時，應(yīng)磁活塞推動進入進氣腔內(nèi)的頁巖氣而使頁巖氣產(chǎn)生內(nèi)部壓力，有壓力的頁巖氣從應(yīng)磁活塞內(nèi)的通氣孔進入到應(yīng)磁活塞內(nèi)的凸出臺的上端處向上沖開環(huán)形密封面與過氣密封板的密封而使過氣密封板移位后繼續(xù)上行，經(jīng)過過氣密封板上的通過孔后再經(jīng)過固定塞內(nèi)的通氣孔后進入擠壓腔內(nèi)；

應(yīng)磁活塞在下磁體產(chǎn)生的電磁場的引力拉動下下行到位時，安裝在應(yīng)磁活塞內(nèi)的密封頸上的過氣密封板在自身的重力的作用下下行而把密封頸上端的環(huán)形密封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鐵的通電電路再次產(chǎn)生電磁場而拉動應(yīng)磁活塞上行；如此循環(huán)的接通和切斷電路，使上磁體產(chǎn)生的電磁場拉動應(yīng)磁活塞上行和讓下磁體產(chǎn)生的電磁場拉動應(yīng)磁活塞下行，不斷地把頁巖氣井中的頁巖氣抽出而輸送到輸送頁巖氣的管道中。