[發明專利]鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置及清理方法

在審

• 申請號: 202211464427.8
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115822710A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 於昌峰;包宏亮;平立華;陳峰;宋延超;郭明輝
• 申請（專利權）人: 江蘇煤炭地質勘探三隊
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16;B08B9/093
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松;張康

1.一種鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，包括：

管柱(10)，為雙層結構，內部設有安裝通道和供液通道；

抽渣管(20)，同軸安裝在所述管柱(10)內部的安裝通道內，用于向上輸送殘渣；

環形射流泵(30)，同軸安裝在所述抽渣管(20)的第一端，并位于所述管柱(10)的外側，用于抽取殘渣；

兩個連接管(40)，位于所述抽渣管(20)的兩側，并與所述管柱(10)內部的所述供液通道連接，兩個所述連接管(40)的第一端均安裝有用于噴射水流破碎殘渣的高壓噴頭(41)；

其中，兩個所述連接管(40)具有張開狀態和閉合狀態：

所述連接管(40)下沉至鹵水中后，兩個所述連接管(40)呈張開狀態，使得兩個所述連接管(40)之間形成供所述環形射流泵(30)抽取殘渣的通道，并增加所述高壓噴頭(41)的破碎范圍；

當所述連接管(40)上升至完全脫離鹵水時，在重力作用下，兩個所述連接管(40)呈閉合狀態，使兩個所述連接管(40)的間隔距離縮短。

2.根據權利要求1所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述抽渣管(20)為雙層結構，內部設有供殘渣向上輸送的排渣通道(201)和供工作流體輸送的工作流體輸送通道(202)。

3.根據權利要求2所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述環形射流泵(30)包括泵體(31)，所述泵體(31)內部設有進液通道(301)和進液腔(302)；

所述進液腔(302)通過所述進液通道(301)與所述工作流體輸送通道(202)連通；所述泵體(31)內設有一組周向均勻布置的引流噴頭(32)，所述引流噴頭(32)的輸出方向朝向所述排渣通道(201)內部并向上傾斜，所述引流噴頭(32)與所述進液腔(302)連通，所述泵體(31)內部沿殘渣輸送方向依次設有吸入室(303)、喉管(304)和擴散室(305)。

4.根據權利要求3所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述環形射流泵(30)還包括有一組周向均勻布置的反沖噴頭(33)，所述反沖噴頭(33)位于所述引流噴頭(32)下方，所述反沖噴頭(33)的輸出方向朝向所述排渣通道(201)的內部并向下傾斜，所述反沖噴頭(33)與所述進液腔(302)連通，所述進液腔(302)的內部滑動有用于控制所述引流噴頭(32)或所述反沖噴頭(33)啟閉的浮動密封環(34)。

5.根據權利要求4所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述浮動密封環(34)上固定有用于調整所述浮動密封環(34)位置的控制桿(341)。

6.根據權利要求1所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述連接管(40)的第二端設有連接軟管(42)，所述連接管(40)通過所述連接軟管(42)與所述管柱(10)內部的所述供液通道連通。

7.根據權利要求1所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，兩個所述連接管(40)靠近所述高壓噴頭(41)的一端均固定有浮塊(50)，當所述連接管(40)下沉至鹵水中后，在所述浮塊(50)浮力作用下，兩個所述連接管(40)呈張開狀態。

8.根據權利要求1所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述連接管(40)的第二端設有連接鉸鏈(60)，使得所述連接管(40)的第二端能夠轉動連接在所述管柱(10)的底端。

9.根據權利要求8所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置，其特征在于，所述連接鉸鏈(60)包括支耳(61)、連接軸(62)和限位板(63)，所述支耳(61)的第一端固定在所述管柱(10)上，所述連接軸(62)轉動連接在所述支耳(61)的第二端，所述連接管(40)的第二端與所述連接軸(62)固定連接，所述限位板(63)固定在所述連接管(40)的第二端，所述支耳(61)上開設有用于限制所述限位板(63)擺動范圍的限位槽(601)，從而限制所述連接管(40)的擺動范圍。

10.根據權利要求1-9中任意一項所述的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理裝置的鹽穴儲氣庫腔底殘渣清理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、將管柱(10)與鉆機連接，并通過鉆機下放至鹽穴儲氣庫底部，此時，所述連接管(40)完全處于鹵水中，在所述浮塊(50)浮力的作用下，兩個所述連接管(40)呈張開狀態，并被所述連接鉸鏈(60)限位；

S2、殘渣破碎：高壓水泵送設備將高壓水依次通過所述管柱(10)內部的所述供液通道、所述連接軟管(42)和所述連接管(40)輸送至所述高壓噴頭(41)處，然后經由所述高壓噴頭(41)噴出，對鹽穴儲氣庫底部的殘渣進行破碎，同時，鉆機驅動所述管柱(10)緩慢轉動，所述連接管(40)和所述高壓噴頭(41)同步轉動，使兩個所述高壓噴頭(41)的破碎面積形成一個圓形區域；

S3、殘渣抽取：工作流體泵送設備將高壓工作流體依次沿所述工作流體輸送通道(202)、所述進液通道(301)和所述進液腔(302)輸送至所述引流噴頭(32)處，然后經由所述引流噴頭(32)噴出，此時高壓工作流體通過所述喉管(304)端面時，其速度能顯著增加，導致壓能顯著降低，從而在所述吸入室(303)周圍形成負壓區吸入流體，吸入流體與動力液經所述喉管(304)混合，再經所述擴散室(305)擴散，逐步恢復壓能，該壓能完成殘渣混合液的向上輸送，然后通過所述抽渣管(20)內部的所述排渣通道(201)輸送至地面；

S4、堵塞清理：當體型較大的殘渣堵塞所述吸入室(303)時，殘渣無法被抽取，所述抽渣管(20)內部的流量減小，通過流量監測設備檢測到流量減小時，外部伸縮液壓缸通過所述控制桿(341)將所述浮動密封環(34)向上提升，是的所述浮動密封環(34)堵塞所述引流噴頭(32)，此時，所述進液腔(302)內的工作流體經由所述反沖噴頭(33)輸出，通過高壓噴出的工作流體將堵塞在所述吸入室(303)處的殘渣沖出，恢復所述吸入室(303)的暢通，然后，伸縮液壓缸通過所述控制桿(341)將所述浮動密封環(34)向下推動，使所述浮動密封環(34)封堵所述反沖噴頭(33)，所述進液腔(302)內的工作流體經由所述引流噴頭(32)輸出；

S5、抽渣完成：抽渣完成后，所述管柱(10)和所述抽渣管(20)整體向上提升，所述環形射流泵(30)、所述連接管(40)和所述浮塊(50)同步上升，當所述浮塊(50)脫離鹵水后，兩個所述連接管(40)在重力作用下呈閉合狀態，橫向空間小，便于經由鹽穴儲氣庫井口進出。