煤层气开采管道中煤粉清除方法技术

煤层气开采管道中煤粉清除方法,包括以下步骤：一、将管道机器人放入到煤层气开采的管道内，启动行走机构沿管道内壁向前行进；二、管道机器人在管道内壁行进的同时，操控管道机器人进行旋转清除作业，将管道内壁上附着的煤粉清除；三、操控管道机器人对清除后的煤粉进行搜集并储存；四、对储存的煤粉进行压缩，并将水分挤出；五、当煤粉储存满之后，关闭管道机器人的旋转清除、煤粉搜集及压缩作业，操控管道机器人的行走机构反向行进，从管道中退出。本发明专利技术在清理煤粉作业时不影响煤层气的正常开采工作，将管道内壁堵塞疏通后并清理的煤粉储存起来，操作方便，自动化程度高，可靠性强。

Coal powder removal method in coal seam gas production pipeline

【技术实现步骤摘要】
煤层气开采管道中煤粉清除方法
本专利技术属于煤层气开采
，具体涉及一种煤层气开采管道中煤粉清除方法。
技术介绍
在煤层气开采及煤层气增产改造中，水力压裂是目前最常用也是最有效的技术手段。压裂支撑剂和压裂液体系流过煤层表面与煤的摩擦作用都会产生煤粉，而煤粉会堵塞煤层天然裂缝系统和支撑剂充填层孔隙，影响煤层气解吸运移，造成煤层渗透率的永久伤害，严重影响煤层气井的产气。煤粉的混入还会使液体粘度增加，或堵塞在裂缝尖端，造成施工压力升高。同时，煤粉粒进入井筒后，形成粘稠胶状物进入泵内，易造成卡泵现象。煤粉返排不当会造成气井产气量低于预期或不产气，给气田造成巨大的经济损失。目前清除煤粉的措施主要由三种，分别是预防性强抽、碰泵、注水洗井。预防性强抽是一种定期加快抽油机冲次的预防措施。碰泵是将泵和管内粘着的煤粉给震荡下来，通过强抽将这些煤粉抽汲出来。注水洗井的方法主要由气流法、射水法、抽水与反冲洗法等。上述措施均需要定期关闭采气功能才能进行煤粉清除的工作，影响采气的进程和效率。上述措施只能在井外施工，耗能巨大且无法了解井内的详细情况。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种自动化程度高、便于操作、煤粉清除效果好、可提高煤层气开采效率的煤层气开采管道中煤粉清除方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：煤层气开采管道中煤粉清除方法,包括以下步骤，步骤一、将管道机器人放入到煤层气开采的管道6内，地面上的控制人员操控管道机器人的行走机构展开与管道6内壁接触，然后启动行走机构沿管道内壁向前行进；步骤二、管道机器人在管道内壁行进的同时，操控管道机器人进行旋转清除作业，将管道6内壁上附着的煤粉清除；步骤三、操控管道机器人对清除后的煤粉进行搜集并储存；步骤四、对储存的煤粉进行压缩，并将水分挤出，以便在清除作业过程中搜集更多的煤粉；步骤五、当煤粉储存满之后，关闭管道机器人的旋转清除、煤粉搜集及压缩作业，操控管道机器人的行走机构反向行进，从管道6中退出；步骤六、将搜集的煤粉清出后，对管道机器人进行充电后以备下次使用。管道机器人包括清淤装置1、驱动装置2和储存装置3，驱动装置2和储存装置3内均设置有电源模块216，清淤装置1设置在驱动装置2的前端，驱动装置2和储存装置3的外形圆柱形结构，驱动装置2和储存装置3的中心均设置有前后通透的过水孔，驱动装置2内的过水孔后端与储存装置3内的过水孔前端之间连接有一根中心过水软管402，驱动装置2的后端与储存装置3的前端之间设置有若干根煤粉输送软管303，煤粉输送软管303沿中心过水软管402的周向均匀布置，驱动装置2和储存装置3的外圆周均设置有若干个行走机构，电源模块216为驱动装置2和行走机构提供电能；驱动装置2为空心轴驱动电机201；空心轴驱动电机201包括外壳202、空心轴203、前端盖204、后端盖205、轴承206、编码器组件207、转子组件208、定子组件209和刹车组件210，外壳202呈圆筒形，前端盖204密封设置在外壳202的前端，后端盖205密封设置在外壳202的后端，空心轴203同轴向设置在外壳202内部，空心轴203通过轴承206转动连接在前端盖204和后端盖205上，空心轴203前端伸出前端盖204并与旋转盘102固定连接，转子组件208安装在空心轴203外周，定子组件209安装在位于转子组件208外围的外壳202内壁上，编码器组件207和刹车组件210均安装在后端盖205上，编码器组件207和刹车组件210用于联合控制空心轴驱动电机201的转速和方向；清淤装置1包括螺旋清淤叶片101和旋转盘102，旋转盘102设置在空心轴驱动电机201的前侧且同轴向安装在空心轴驱动电机201前端的动力输出端上，螺旋清淤叶片101呈前小后大的圆锥形结构，螺旋清淤叶片101的后端固定连接在旋转盘102的前侧面上；驱动装置2和储存装置3上的若干个行走机构的结构相同，驱动装置2上的行走机构包括小型履带式行走装置211和铰接在外壳202外侧的若干根下连杆212，下连杆212沿平行于空心轴203的方向布置有两排，每根下连杆212的上端均具铰接有一根上连杆214，下连杆212的中部和上连杆214中部之间铰接有一个电动伸缩杆213，两排上连杆214的上端分别铰接在小型履带式行走装置211的左右两侧的轮轴端部。储存装置3包括输送管301、螺杆输送电机302、螺旋输送叶片308、储存罐304、滤水孔306和导流管312，其中，输送管301和螺杆输送电机302位于外壳202内部，输送管301平行于空心轴203，输送管301的前端和后端分别穿出前端盖204和后端盖205，输送管301的前端连接有前大后小呈喇叭口形状的聚流筒307，聚流筒307的外周设有与螺旋清淤叶片101接触的毛刷103，螺杆输送电机302设置输送管301外部，螺旋输送叶片308同轴向安装在输送管301内部，螺杆输送电机302通过蜗轮蜗杆机构309与螺旋输送叶片308传动连接，蜗轮蜗杆机构309的蜗杆穿过输送管301并与输送管301转动密封连接；输送管301的后端与煤粉输送软管303的前端对应连接，储存罐304为圆筒体结构，储存罐304前侧设有管接头，煤粉输送软管303的后端与管接头连接；导流管312同轴向设置在储存罐304内中心处，导流管312前端与中心过水软管402的后端对应连接，滤水孔306设置在储存罐304的后侧面上。储存罐304内前侧部设有压缩装置，压缩装置包括与导流管312同轴线设置的导向筒305，导向筒305的前端与储存罐304的前侧内壁固定连接，导流管312外壁与导向筒305内壁之间形成后端敞口的环形空间，环形空间的右侧设有至少四个电动推杆311，电动推杆311沿环形空间的圆周方向均匀布置，环形空间内设置有圆环形的压板310，电动推杆311的后端与压板310前侧面连接，压板310的外圆和内圆分别与导向筒305内壁和导流管312外壁滑动配合；所述的管道机器人还包括有自主控制装置215、定位传感器501、容量传感装置502、电量传感器503和数据传输模块504，自主控制装置215和数据传输模块504均设置在外壳202内部，定位传感器501位于储存罐304外部的前端，可实时定位该管道机器人在管道中的位置；容量传感装置502位于储存罐304内部的前端。空心轴203的前端部设置有单向阀，单向阀包括安装管4，安装管4的中心线空心轴203的中心线的夹角为锐角，安装管4与空心轴203连通的一端位于安装管另一端的后侧，安装管4前端口内壁螺纹连接有螺帽403，安装管4内部滑动连接有阀体404，螺帽403与阀体404之间设置有压缩弹簧405，空心轴203的内壁设置有与限位槽401，在压缩弹簧405的作用下，阀体404的后端被顶压在限位槽401内。步骤一的具体过程为：地面上的控制人员发出信号给自主控制装置215，自主控制装置215发出电动伸缩杆伸长的信号，电动伸缩杆213伸长，驱动上连杆214和下连杆212伸展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.煤层气开采管道中煤粉清除方法,其特征在于：包括以下步骤，/n步骤一、将管道机器人放入到煤层气开采的管道（6）内，地面上的控制人员操控管道机器人的行走机构展开与管道（6）内壁接触，然后启动行走机构沿管道内壁向前行进；/n步骤二、管道机器人在管道内壁行进的同时，操控管道机器人进行旋转清除作业，将管道（6）内壁上附着的煤粉清除；/n步骤三、操控管道机器人对清除后的煤粉进行搜集并储存；/n步骤四、对储存的煤粉进行压缩，并将水分挤出，以便在清除作业过程中搜集更多的煤粉；/n步骤五、当煤粉储存满之后，关闭管道机器人的旋转清除、煤粉搜集及压缩作业，操控管道机器人的行走机构反向行进，从管道（6）中退出；/n步骤六、将搜集的煤粉清出后，对管道机器人进行充电后以备下次使用。/n

【技术特征摘要】
1.煤层气开采管道中煤粉清除方法,其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、将管道机器人放入到煤层气开采的管道（6）内，地面上的控制人员操控管道机器人的行走机构展开与管道（6）内壁接触，然后启动行走机构沿管道内壁向前行进；
步骤二、管道机器人在管道内壁行进的同时，操控管道机器人进行旋转清除作业，将管道（6）内壁上附着的煤粉清除；
步骤三、操控管道机器人对清除后的煤粉进行搜集并储存；
步骤四、对储存的煤粉进行压缩，并将水分挤出，以便在清除作业过程中搜集更多的煤粉；
步骤五、当煤粉储存满之后，关闭管道机器人的旋转清除、煤粉搜集及压缩作业，操控管道机器人的行走机构反向行进，从管道（6）中退出；
步骤六、将搜集的煤粉清出后，对管道机器人进行充电后以备下次使用。


2.根据权利要求1所述的煤层气开采管道中煤粉清除方法,其特征在于：管道机器人包括清淤装置（1）、驱动装置（2）和储存装置（3），驱动装置（2）和储存装置（3）内均设置有电源模块（216），清淤装置（1）设置在驱动装置（2）的前端，驱动装置（2）和储存装置（3）的外形圆柱形结构，驱动装置（2）和储存装置（3）的中心均设置有前后通透的过水孔，驱动装置（2）内的过水孔后端与储存装置（3）内的过水孔前端之间连接有一根中心过水软管（402），驱动装置（2）的后端与储存装置（3）的前端之间设置有若干根煤粉输送软管（303），煤粉输送软管（303）沿中心过水软管（402）的周向均匀布置，驱动装置（2）和储存装置（3）的外圆周均设置有若干个行走机构，电源模块（216）为驱动装置（2）和行走机构提供电能；
驱动装置（2）为空心轴驱动电机（201）；空心轴驱动电机（201）包括外壳（202）、空心轴（203）、前端盖（204）、后端盖（205）、轴承（206）、编码器组件（207）、转子组件（208）、定子组件（209）和刹车组件（210），外壳（202）呈圆筒形，前端盖（204）密封设置在外壳（202）的前端，后端盖（205）密封设置在外壳（202）的后端，空心轴（203）同轴向设置在外壳（202）内部，空心轴（203）通过轴承（206）转动连接在前端盖（204）和后端盖（205）上，空心轴（203）前端伸出前端盖（204）并与旋转盘（102）固定连接，转子组件（208）安装在空心轴（203）外周，定子组件（209）安装在位于转子组件（208）外围的外壳（202）内壁上，编码器组件（207）和刹车组件（210）均安装在后端盖（205）上，编码器组件（207）和刹车组件（210）用于联合控制空心轴驱动电机（201）的转速和方向；
清淤装置（1）包括螺旋清淤叶片（101）和旋转盘（102），旋转盘（102）设置在空心轴驱动电机（201）的前侧且同轴向安装在空心轴驱动电机（201）前端的动力输出端上，螺旋清淤叶片（101）呈前小后大的圆锥形结构，螺旋清淤叶片（101）的后端固定连接在旋转盘（102）的前侧面上；
驱动装置（2）和储存装置（3）上的若干个行走机构的结构相同，驱动装置（2）上的行走机构包括小型履带式行走装置（211）和铰接在外壳（202）外侧的若干根下连杆（212），下连杆（212）沿平行于空心轴（203）的方向布置有两排，每根下连杆（212）的上端均具铰接有一根上连杆（214），下连杆（212）的中部和上连杆（214）中部之间铰接有一个电动伸缩杆（213），两排上连杆（214）的上端分别铰接在小型履带式行走装置（211）的左右两侧的轮轴端部。


3.根据权利要求1所述的煤层气开采管道中煤粉清除方法，其特征在于：储存装置（3）包括输送管（301）、螺杆输送电机（302）、螺旋输送叶片（308）、储存罐（304）、滤水孔（306）和导流管（312），其中，输送管（301）和螺杆输送电机（302）位于外壳（202）内部，输送管（301）平行于空心轴（203），输送管（301）的前端和后端分别穿出前端盖（204）和后端盖（205），输送管（301）的前端连接有前大后小呈喇叭口形状的聚流筒（307），聚流筒（307）的外周设有与螺旋清淤叶片（101）接触的毛刷（103），螺杆输送电机（302）设置输送管（301）外部，螺旋输送叶片（308）同轴向安装在输送管（301）内部，螺杆输送电机（302）通过蜗轮蜗杆机构（309）与螺旋输送叶片（308）传动连接，蜗轮蜗杆机构（309）的蜗杆穿过输送管（301）并与输送管（301）转动密封连接；输送管（301）的后端与煤粉输送软管（303）的前端对应连接，储存罐（304）为圆筒体结构，储存罐（304）前侧设有管接头，煤粉输送软管（303）的后端与管接头连接；导流管（312）同轴向设置在储存罐（304）内中心处，导流管（312）前端与中心过水软管（402）的后端对应连接，滤水孔（306）设置在储存罐（304）的后侧面上。


4.根据权利要求2所述的煤层气开采管道中煤粉清除方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赛鹏，孙莎莎，许露露，蔡路，韩连福，付晓飞，柳波，闫涛滔，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23