【技术实现步骤摘要】
本申请涉及煤层气开采的，尤其是涉及一种多目的层二氧化碳注入装置及共注方法。
技术介绍
1、煤层中蕴藏一种可燃气体，即煤层气，俗称“瓦斯”，主要成分是甲烷，含量高达95%以上，是优质的能源。在煤层气开采工作中，由于二氧化碳的竞争吸附强度远远大于氮气，因此，二氧化碳作为置换或驱替煤层中的甲烷已成为新的煤层气强化开发方式。
2、为了提高煤层气的单井开采量，目前国内除了使用稳定的单层压裂开采方式外，还有多煤层压裂合采的模式进行了很多的探索。多层共采不仅能够降低单井投资，同时还能提高煤层气的采收率，提高经济效益。
3、在开采过程中，二氧化碳从注入井通向煤层的通道多为固定通道，无法根据煤层的厚度进行调整，单一煤层厚度较大时，若二氧化碳定点灌注至煤层内，会导致二氧化碳在煤层内扩散不均匀，从而存在有驱替效果差的缺陷。
技术实现思路
1、为了提高驱替效果，本申请提供一种多目的层二氧化碳注入装置及共注方法。
2、第一方面，本申请提供一种多目的层二氧化碳注入装置，采用如下技术方案：
3、一种多目的层二氧化碳注入装置，包括注入管道，注入管道内设置有移动座、封板和灌注管，封板、移动座和灌注管三者的数量均相同且一一对应，封板与移动座之间固设有连接杆，且封板与移动座之间设置有对注入管道内壁开设连通孔的打孔组件，注入管道的管体内开设有注入腔，注入腔与用于输送二氧化碳的外部设备连通，灌注管的一端与注入腔连通，灌注管的另一端贯穿封板并伸入封板和移动座之间，移动座的两侧均
4、采用上述技术方案，启动第一驱动组件后使移动座沿行走丝杠进行移动，从而调整打孔组件的位置，由此打孔位置在注入管道内壁的不同位置开设连通孔，外部设备向注入腔内输送二氧化碳，二氧化碳通过灌注管和连通孔灌注至煤层内部，通过多个连通孔向煤层内部灌注二氧化碳，从而使二氧化碳在煤层内部均匀扩散，由此实现了提高驱替效果的目的。
5、可选的，所述打孔组件包括安装板、打孔螺杆和打孔设备，安装板与移动座相连，打孔螺杆贯穿安装板且二者之间滑动适配，打孔螺杆的一端螺纹连接有打孔螺套，打孔螺套与安装板之间转动连接，打孔螺套上固设有从动齿轮，打孔螺套的一侧设置有传动辊，传动辊的一端与安装板转动连接，传动辊上固定连接有与从动齿轮啮合的主动齿轮，安装板的一侧安装有用于带动传动辊转动的第二驱动电机，打孔设备与打孔螺杆远离打孔螺套的一端相连接，打孔设备用于在注入管道的内壁开设连通孔。
6、采用上述技术方案，第二驱动电机启动通过主动齿轮和从动齿轮使打孔螺套转动，从而打孔螺套使打孔设备靠近注入管道的内壁，同时启动打孔设备，由此实现了在注入管道内壁开设连通孔的效果。
7、可选的，所述安装板内固定连接有输送管道，输送管道的一端能够与灌注管对齐，输送管道的另一端能够与打孔设备所开设的连通孔对齐，移动座与封板之间设置有将打孔设备与输送管道换位的换位组件。
8、采用上述技术方案，连通孔开设完成后，通过换位组件将输送管道和打孔设备的位置对掉，从而是输送管道的两端分别与灌注管和连通孔对齐，由此在灌注过程中，二氧化碳直接通过输送管道从连通孔进入煤层内部，减少二氧化碳在移动座与封板之间扩散，实现了减少开发成本的效果。
9、可选的，所述换位组件包括换位辊和换位齿轮，换位辊固设在安装板内，换位齿轮选用轮齿完整的齿轮，换位齿轮的与换位辊的一端固定连接；所述第二驱动电机的输出轴上固定连接有能与换位齿轮相啮合的联动齿轮，联动齿轮选用轮齿不完整的齿轮，传动辊上固设有能与联动齿轮相啮合的传动齿轮。
10、采用上述技术方案，第二驱动电机启动正向转动，联动齿轮与传动齿轮开始啮合，且联动齿轮与换位齿轮不啮合，传动齿轮转动通过打孔螺套和打孔螺杆将打孔设备伸出，然后第二驱动电机反向转动将打孔设备收回；打孔设备收回后，第二驱动电机启动反向转动，联动齿轮与换位齿轮开始啮合，且联动齿轮与传动齿轮不啮合，换位齿轮转动通过换位辊使安装板转动，从而将打孔设备和输送管道调换位置，需要再次打孔前，第二驱动电机再次启动正向转动，由此将打孔设备和输送管的位置再次对调。
11、可选的，所述输送管道内安装有送风设备。
12、采用上述技术方案，通过输送管道向连通孔内灌注二氧化碳的过程中，送风设备加速二氧化碳的灌注速度，实现了提高驱替效率的效果。
13、可选的，所述移动座和封板之间设置有密封套，密封套套设在灌注管上且二者之间滑动适配，密封套朝向封板的表面固设有伸缩杆和伸缩弹簧，封板朝向移动座的表面安装有伸缩油缸，伸缩油缸的活塞杆端部固定连接有触发块，触发块用于挤压密封套。
14、采用上述技术方案，灌注管和输送管道对齐后，伸缩油缸启动使触发块对密封套进行挤压，从而密封套向靠近输送管道的方向移动，由此对输送管道和灌注管的连接处进行密封。
15、可选的，所述打孔螺杆靠近打孔设备的一端固定连接有安装座，安装座背离打孔螺杆的表面开设有用于放置打孔设备的安装槽，打孔设备的周侧设置有多个固定板，固定板背离打孔设备的一侧设置有固定座，固定座与安装座固定连接，固定座内滑动连接有引导杆，引导杆的一端与固定板固定连接，引导杆上固定连接有触发座，触发座与固定板之间固设有复位弹簧，安装座在安装槽的周侧环形开设有收纳腔，收纳腔开设在安装座背离安装板的表面，安装座在收纳腔内螺纹连接有触发筒，触发筒用于挤压触发座。
16、采用上述技术方案，当打孔设备需要维修或更换时，工作人员转动触发筒，触发筒向收纳腔内收缩，从而触发筒远离触发座，此时复位弹簧释放弹力通过触发座使引导杆带动固定板向远离打孔设备的方向运动，由此将打孔设备从安装座上拆卸，更换或维修后再将打孔设备固定在安装槽内，实现了对打孔设备更换或维修方便的效果。
17、可选的，所述安装板内贯穿开设有用于打孔螺杆穿过的通槽，安装板在通槽内固设有限位块，打孔螺杆的外壁开设有与限位块滑动适配的限位槽。
18、采用上述技术方案，打孔螺杆滑动过程中，限位块沿限位槽滑动，从而对打孔螺杆进行限位，由此使打孔螺杆不易于随打孔螺套转动。
19、可选的，所述第一驱动组件与移动座的数量相同且一一对应，第一驱动组件包括第一驱动电机和驱动套，第一驱动电机安装在移动座的一侧，第一驱动电机选用双轴电机，第一驱动电机的两个输出轴端部均固设有主动锥齿轮，驱动套套设在行走丝杠上，驱动套与移动座之间转动连接，且驱动套的内壁固设有联动块，行走丝杠的外壁开设有与联动块滑动适配的联动槽，驱动套上固设有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。
20、采用上述技术方案，第一驱动电机启动通过主动锥齿轮和从动锥齿轮使驱动套转动，驱动套通过联动块使行走丝杠转动，从而行走丝杠使移动座运动，移动座在运动过程中使驱动套运动，由此驱动套使联动块沿联动槽滑动，实现了调节移动座位置的效果。
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：包括注入管道(1)，注入管道(1)内设置有移动座(2)、封板(3)和灌注管(31)，封板(3)、移动座(2)和灌注管(31)三者的数量均相同且一一对应，封板(3)与移动座(2)之间固设有连接杆(32)，且封板(3)与移动座(2)之间设置有在注入管道(1)内壁开设连通孔的打孔组件(4)，注入管道(1)的管体内开设有注入腔(11)，注入腔(11)与用于输送二氧化碳的外部设备连通，灌注管(31)的一端与注入腔(11)连通，灌注管(31)的另一端贯穿封板(3)并伸入封板(3)和移动座(2)之间，移动座(2)的两侧均贯穿设置有行走丝杠(21)且二者之间螺纹连接，注入管道(1)内设置有使移动座(2)沿行走丝杠(21)运动的第一驱动组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述打孔组件(4)包括安装板(41)、打孔螺杆(42)和打孔设备(43)，安装板(41)与移动座(2)相连，打孔螺杆(42)贯穿安装板(41)且二者之间滑动适配，打孔螺杆(42)的一端螺纹连接有打孔螺套(421)，打孔螺套(421
3.根据权利要求2所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述安装板(41)内固定连接有输送管道(413)，输送管道(413)的一端能够与灌注管(31)对齐，输送管道(413)的另一端能够与打孔设备(43)所开设的连通孔对齐，移动座(2)与封板(3)之间设置有将打孔设备(43)与输送管道(413)换位的换位组件(6)。
4.根据权利要求3所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述换位组件(6)包括换位辊(61)和换位齿轮(62)，换位辊(61)固设在安装板(41)内，换位齿轮(62)选用轮齿完整的齿轮，换位齿轮(62)的与换位辊(61)的一端固定连接；所述第二驱动电机(412)的输出轴上固定连接有能与换位齿轮(62)相啮合的联动齿轮(4121)，联动齿轮(4121)选用轮齿不完整的齿轮，传动辊(411)上固设有能与联动齿轮(4121)相啮合的传动齿轮(4112)。
5.根据权利要求3所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述输送管道(413)内安装有送风设备(4131)。
6.根据权利要求3所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述移动座(2)和封板(3)之间设置有密封套(7)，密封套(7)套设在灌注管(31)上且二者之间滑动适配，密封套(7)朝向封板(3)的表面固设有伸缩杆(71)和伸缩弹簧(72)，封板(3)朝向移动座(2)的表面安装有伸缩油缸(33)，伸缩油缸(33)的活塞杆端部固定连接有触发块(331)，触发块(331)用于挤压密封套(7)。
7.根据权利要求2所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述打孔螺杆(42)靠近打孔设备(43)的一端固定连接有安装座(8)，安装座(8)背离打孔螺杆(42)的表面开设有用于放置打孔设备(43)的安装槽(81)，打孔设备(43)的周侧设置有多个固定板(8213)，固定板(8213)背离打孔设备(43)的一侧设置有固定座(82)，固定座(82)与安装座(8)固定连接，固定座(82)内滑动连接有引导杆(821)，引导杆(821)的一端与固定板(8213)固定连接，引导杆(821)上固定连接有触发座(8211)，触发座(8211)与固定板(8213)之间固设有复位弹簧(8212)，安装座(8)在安装槽(81)的周侧环形开设有收纳腔(83)，收纳腔(83)开设在安装座(8)背离安装板(41)的表面，安装座(8)在收纳腔(83)内螺纹连接有触发筒(831)，触发筒(831)用于挤压触发座(8211)。
8.根据权利要求2所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述安装板(41)内贯穿开设有用于打孔螺杆(42)穿过的通槽(414)，安装板(41)在通槽(414)内固设有限位块(415)，打孔螺杆(42)的外壁开设有与限位块(415)滑动适配的限位槽(422)。
9.根据权利要求1所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在...
【技术特征摘要】
1.一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：包括注入管道(1)，注入管道(1)内设置有移动座(2)、封板(3)和灌注管(31)，封板(3)、移动座(2)和灌注管(31)三者的数量均相同且一一对应，封板(3)与移动座(2)之间固设有连接杆(32)，且封板(3)与移动座(2)之间设置有在注入管道(1)内壁开设连通孔的打孔组件(4)，注入管道(1)的管体内开设有注入腔(11)，注入腔(11)与用于输送二氧化碳的外部设备连通，灌注管(31)的一端与注入腔(11)连通，灌注管(31)的另一端贯穿封板(3)并伸入封板(3)和移动座(2)之间，移动座(2)的两侧均贯穿设置有行走丝杠(21)且二者之间螺纹连接，注入管道(1)内设置有使移动座(2)沿行走丝杠(21)运动的第一驱动组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述打孔组件(4)包括安装板(41)、打孔螺杆(42)和打孔设备(43)，安装板(41)与移动座(2)相连，打孔螺杆(42)贯穿安装板(41)且二者之间滑动适配，打孔螺杆(42)的一端螺纹连接有打孔螺套(421)，打孔螺套(421)与安装板(41)之间转动连接，打孔螺套(421)上固设有从动齿轮(4211)，打孔螺套(421)的一侧设置有传动辊(411)，传动辊(411)的一端与安装板(41)转动连接，传动辊(411)上固定连接有与从动齿轮(4211)啮合的主动齿轮(4111)，安装板(41)的一侧安装有用于带动传动辊(411)转动的第二驱动电机(412)，打孔设备(43)与打孔螺杆(42)远离打孔螺套(421)的一端相连接，打孔设备(43)用于在注入管道(1)的内壁开设连通孔。
3.根据权利要求2所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述安装板(41)内固定连接有输送管道(413)，输送管道(413)的一端能够与灌注管(31)对齐，输送管道(413)的另一端能够与打孔设备(43)所开设的连通孔对齐，移动座(2)与封板(3)之间设置有将打孔设备(43)与输送管道(413)换位的换位组件(6)。
4.根据权利要求3所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，其特征在于：所述换位组件(6)包括换位辊(61)和换位齿轮(62)，换位辊(61)固设在安装板(41)内，换位齿轮(62)选用轮齿完整的齿轮，换位齿轮(62)的与换位辊(61)的一端固定连接；所述第二驱动电机(412)的输出轴上固定连接有能与换位齿轮(62)相啮合的联动齿轮(4121)，联动齿轮(4121)选用轮齿不完整的齿轮，传动辊(411)上固设有能与联动齿轮(4121)相啮合的传动齿轮(4112)。
5.根据权利要求3所述的一种多目的层二氧化碳注入装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：原文涛，崔晓松，门国强，李淼，贾小宝，蔡淼，吕建祥，景超，郝天清，
申请(专利权)人：山西省煤炭地质一四八勘查院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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