采抽页岩气高效节能装置

摘要

一种采抽页岩气高效节能装置，属于页岩气设备；它的电磁线圈在气泵壳的外面，防护壳固定在气泵壳上，进气管固定在气泵壳的下端；出气阀固定在气泵壳的中心孔内，气泵壳内有铁芯弹簧和应磁活塞，铁芯弹簧顶压在应磁活塞的下端面，密封帽密封进气腔的进页岩气的通道，密封板密封挤压腔的进页岩气的通道；应磁活塞内的塞孔内固定有固定塞，内锥孔内安装有密封球或密封锥。采抽页岩气高效节能装置的结构紧凑、振动小、电能利用率高、动力强劲，适合从页岩气井中抽采页岩气；产业化的市场前景好、商业价值高，制造和使用都很方便。

主权项

一种采抽页岩气高效节能装置，其特征在于：所述的采抽页岩气高效节能装置包括防护壳、电磁线圈、气泵壳、进气孔、密封锥、密封板、密封帽、铁芯弹簧、应磁活塞、固定塞、内锥孔、通气孔、出气阀、进气管、磁场控制器；在防护壳内安装有电磁线圈，电磁线圈固定在气泵壳外面的下面部分，防护壳固定在气泵壳的下面部分的外面保护电磁线圈；在防护壳的外面的下面一面固定有脚架，脚架的下端低于气泵壳下端而保护进气管不被压迫；连接电磁线圈的电路与磁场控制器连接，磁场控制器的电路与绝缘电线连接，磁场控制器安装在防护壳内；在气泵壳内安装有密封板、密封帽、铁芯弹簧、应磁活塞、密封锥、固定塞，应磁活塞安装在气泵壳的内腔的上面部分，铁芯弹簧安装在气泵壳的内腔的下面部分，铁芯弹簧的下端压在气泵壳内的下端、上端顶压在应磁活塞的下端部，应磁活塞在气泵壳的内腔内能够上下滑动；在应磁活塞内的塞孔的下面的密封孔内安装有密封板，密封板在密封孔内能够上下移动，在塞孔内安装有固定塞来限制密封板向上移动时的移动距离，固定塞在塞孔中的固定采用过盈配合固定或螺纹配合固定或采用卡簧卡在塞孔中的卡簧槽内固定固定塞的两端；密封板下面的密封面与密封孔的环形密封面配合而密封时能够关闭应磁活塞上的进页岩气的通道，密封板下面的密封面与密封孔的环形密封面分开时能够打开应磁活塞上的进页岩气的通道；在气泵壳内的下端的密封颈的外圆面上套有密封帽，密封帽在密封颈的外圆面上能够上下滑动；密封帽内的内密封面与密封颈端部的环形密封面配合而能够密封或打开进入气泵壳内的进页岩气的通道；应磁活塞上行时，应磁活塞下面部分的气泵壳的内腔部分是进气腔；应磁活塞下行时，应磁活塞上面部分的气泵壳的内腔部分是挤压腔；在气泵壳的下端的进气孔处固定有进气管，进气管的内孔与进气孔相通；在气泵壳的上端安装有出气阀，出气阀的下面部分固定在气泵壳的上面一端的中心孔内；出气阀的上端露出气泵壳的上端面的部分通过软管或硬管与输送页岩气的管道连接；所述的防护壳是环形的空心腔体，空心腔体上有线孔，空心腔体内安装有磁场控制器、电磁线圈和气泵壳及气泵壳内安装的部件，线孔是让绝缘电线穿过的孔；空心腔体的环形腔体的内端固定在气泵壳上；为了便于防护壳的加工和便于把配件装入防护壳内，所述的防护壳是分段后的组合体，在防护壳的环形部位分成两个部分后再组合在一起；所述的气泵壳的内腔是圆柱形腔体，圆柱形的腔体的圆柱面是光滑的曲面；在内腔的中心线上的上端有中心孔穿过气泵壳、下端有进气孔穿过气泵壳；在气泵壳内的下端的中部有向上凸出的密封颈，密封颈的上端部是环形密封面，密封颈的内部是进气孔，在密封帽的内密封面没有与环形密封面密封时进气孔通过过气孔与进气腔相通，密封帽的内密封面与密封颈的环形密封面配合；所述的环形密封面是圆环形的平整光滑的密封面，密封面用于与密封帽内的内密封面配合；所述的密封帽是顶部密封的圆管式帽体，密封帽的内顶部分是内密封面，靠近内密封面的圆管部分有过气孔；所述的出气阀包括空心阀体和密封锥，空心阀体是空心管，内锥孔在空心管的内腔的中部或中下部，空心管内的内锥孔的上面部分的内径大、下面部分的内径小；空心阀体的下端有回气密封端，回气密封端的下端面在空心阀体的下端、上端面是内锥孔，内锥孔的大端与出气阀的上端相通、小端与出气阀的下端相通，在内锥孔的内锥面上安装有密封锥；所述的密封锥是圆锥体或锥柱体，圆锥体或锥柱体的环形表面是有锥度的外锥面；密封锥的外锥面与内锥面密封时靠密封锥自身的重力下压而密封内锥面；所述的内锥孔是有锥度的圆孔，圆孔的面是内锥面；内锥孔的小端在下、大端在上，内锥面与密封锥的外锥面配合，在密封锥自身的重力的作用下能够密封内锥面，在密封锥的上面有吸力时通过吸力能够打开内锥面与密封锥密封的通道；密封锥上面的气压越大，密封锥与内锥面的贴合密封效果越好；在从空心阀体下端的内孔进入有压力的页岩气时能够打开内锥面与密封锥的密封而形成通道；为了便于气泵壳的加工和便于把配件装入气泵壳内，所述的气泵壳是分段后的组合体；在气泵壳内的圆柱形腔体部分的上端处分成二段，分段处的上面部分是泵盖、下面部分是气泵壳的主体，中心孔在泵盖上，进气孔在气泵壳的主体下端的中部，泵盖与气泵壳的主体组合成为一个组合整体；或者，在气泵壳内的圆柱形腔体部分的下端处分成二段，分段处的下面部分是泵盖、上面部分是气泵壳的主体，进气孔在泵盖的中部，中心孔在气泵壳的主体的上端的中部，泵盖与气泵壳的主体组合成为一个组合整体；所述的应磁活塞是圆柱形的铁芯，圆柱形的铁芯的外圆面是光滑的外圆面，在光滑的外圆面上有凹陷的环槽，环槽内嵌有密封环；所述的外圆面与气泵壳的内腔配合能够密封气泵壳的内腔，并能够在气泵壳的内腔内滑动；所述的圆柱形的铁芯的柱体中心部位有贯穿孔，贯穿孔与挤压腔和进气腔相通；所述的贯穿孔的上面部分贯穿铁芯的上端面、下面部分贯穿铁芯下端面，贯穿孔的下面部分是通气孔，贯穿孔的上面部分是塞孔，在通气孔与塞孔之间的中间部分是密封孔；在通气孔的上面是密封孔，密封孔的上面是塞孔；所述的通气孔是让页岩气通过的过孔，与进气腔和塞孔相通；所述的塞孔是安装和固定固定塞的孔，与通气孔和挤压腔相通；所述的固定塞是限制安装在应磁活塞内的密封孔内的密封板向上移动的距离的、中间有通气孔的堵头，所述的堵头是中间有通孔的柱体或环形圈或卡簧圈；固定塞是中间有通孔的柱体时，在塞孔中的固定采用过盈配合固定或螺纹配合固定或采用卡簧卡在塞孔中的卡簧槽内固定柱体的两端；固定塞是环形圈时，在塞孔中的固定采用过盈配合固定或采用卡簧卡在塞孔中的卡簧槽内固定环形圈的两端；固定塞是卡簧圈时，直接将卡簧卡在塞孔中；所述的密封孔是浅圆柱形或浅锥柱形的孔，在应磁活塞内的通气孔与塞孔之间与塞孔的底部形成一级环形的阶，浅圆柱形的孔或浅锥柱形的孔的孔面是容纳密封板的内圆面或内圆锥面，密封孔的底面是下面有孔的环形密封面；所述的密封板是圆形的平板，平板的下面一面是密封面，密封面与应磁活塞上的密封孔配合；所述的磁场控制器是控制电磁线圈产生电磁场的控制器，控制着电磁场产生的时间和产生电磁场的时间长短、及每次产生电磁场后到第二次再产生电磁场的间隔时间；所述的进气管是连接气泵壳的进气孔和连接页岩气井内输出页岩气的管道的空心管；所述的进气孔是页岩气进入气泵壳的内腔的经过气孔，在密封颈的中心部位，进气孔与进气腔相通；在进气腔内储备页岩气，在挤压腔内挤压页岩气而产生气压；在挤压腔内进页岩气时，进气腔与挤压腔相通；在挤压腔内压出页岩气时，进气腔通过密封板与应磁活塞内的密封孔密封而断开进入挤压腔的进页岩气的通道；所述的采抽页岩气高效节能装置在页岩气井中抽取页岩气的过程中，控制进页岩气通道和出页岩气通道的单向止逆阀中没有回位弹簧；在进气腔进页岩气时，应磁活塞上行产生的吸力打开密封帽与密封颈的密封而打开进页岩气的通道，安装在应磁活塞内的密封孔上的密封板在自身重力的作用下自动下降回位而关闭进入挤压腔内的进页岩气的通道来进行密封；在挤压腔进页岩气时，安装在出气阀的内锥孔上的密封锥利用自身的重力使密封锥自动下降回位而关闭出气阀上的排出的通道来进行密封，应磁活塞下行而使进气腔内产生压力推动安装在应磁活塞内的密封孔上的密封板上行继而打开进入挤压腔内的进页岩气的通道；在挤压腔排出页岩气时，在出气压力的作用下推动出气阀的内锥孔上的密封锥上行而打开出气阀的出气的通道，安装在应磁活塞内的密封孔上的密封板利用自身的重力使密封板自动下降回位而关闭应磁活塞上的进页岩气的通道来进行密封；使用时，将采抽页岩气高效节能装置的脚架支撑并固定在地面上，进气管与页岩气井中的出气管连接；接通与绝缘电线连接的电路开关与磁场控制器连接的电路，磁场控制器接通电磁线圈的通电电路产生电磁场；电磁场产生的吸引力拉动应磁活塞克服铁芯弹簧的压力向下移动，应磁活塞开始下行时，安装在气泵壳内下端的密封颈上的密封帽在自身重力的作用下下行回位而关闭进入进气腔的进页岩气的通道，出气阀内的密封锥在自身的重力的作用下下行回位而密封出气阀的内锥面，切断了挤压腔的出气通道；应磁活塞在下行时，应磁活塞推动进入进气腔内的页岩气而使页岩气产生内部压力，有压力的页岩气从应磁活塞内的通气孔进入到应磁活塞内的密封孔处向上冲开密封板与密封孔的密封而使密封板移位后继续上行，经过固定塞内的通气孔后进入挤压腔内；应磁活塞下行移动到压缩铁芯弹簧的压缩极限位时，磁场控制器断开电磁线圈的通电电路，电磁场消失，应磁活塞在铁芯弹簧的推动下上行；应磁活塞开始上行时，安装在应磁活塞内的密封孔上的密封板在自身的重力的作用下下行而关闭了页岩气进入挤压腔的进页岩气的通道；在应磁活塞上行时，应磁活塞的上行而使挤压腔内的页岩气产生了压力，有压力的页岩气从出气阀下端的密封端的内孔进入到出气阀内的内锥孔处推动密封锥上行而打开出气阀的密封通道，使挤压腔内的页岩气经过出气阀后进入到输送页岩气的管道中；应磁活塞在上行时，应磁活塞还使进气腔内产生了真空吸力，真空吸力吸动密封帽打开而使密封帽与密封颈的环形密封面分开，页岩气从进气管经过进气口后再经过密封帽上的过气孔进入气泵壳内的应磁活塞下面的进气腔内；应磁活塞在铁芯弹簧的推动下上行到位时，安装在气泵壳内下端的密封颈上的密封帽在自身重力的作用下下行回位而关闭进入进气腔的进页岩气的通道，出气阀内的密封锥在自身的重力的作用下下行回位而密封出气阀的内锥面，切断了挤压腔的出气通道而使页岩气不返回进气腔；此时，磁场控制器又接通电磁线圈的通电电路再次产生电磁场而使应磁活塞下行；如此循环的接通和切断电路，使电磁线圈产生电磁场拉动应磁活塞上行和让铁芯弹簧推动应磁活塞下行，不断地把页岩气井中的页岩气抽出而输送到输送页岩气的管道中。