一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置论文和设计

全文摘要

本实用新型实施例公开了一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，包括筒形护壳，筒形护壳的顶端、外侧和底端分别安装有密封盖、若干支撑脚和进水漏斗，筒形护壳的侧部通过圆管安装有水压平衡装置，筒形护壳的底端连接有进水漏斗，进水漏斗的内部和底端分别安装有防砂筛网和自动底盖，水压平衡装置包括环形固定块，环形固定块左端通过弹簧连接有缓压活塞，缓压活塞的外侧与连通圆管内壁相贴，筒形护壳、缓冲板、压簧和支撑脚有效降低了潜水泵入井后的撞击冲击力，避免了潜水泵直接接触井壁或井底，提高了潜水泵使用寿命，筒形护壳密封性好，降低了潜水泵的入井受压，抽取的天然气水合物纯净度更高。

主设计要求

1.一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，其特征在于，包括安装在潜水泵外侧的筒形护壳(1)，所述筒形护壳(1)的顶端安装有密封盖(2)，所述筒形护壳(1)的外侧安装有若干支撑脚(3)，所述筒形护壳(1)的侧部还通过圆管(5)安装有水压平衡装置(6)，所述筒形护壳(1)的底端连接有进水漏斗(4)，所述进水漏斗(4)的内部和底端分别安装有防砂筛网(41)和自动底盖(42)；所述水压平衡装置(6)包括安装在圆管(5)右端的环形固定块(61)，所述环形固定块(61)左端通过弹簧(62)连接有缓压活塞(63)，所述缓压活塞(63)的外侧与连通圆管(5)内壁相贴。

设计方案

所述水压平衡装置(6)包括安装在圆管(5)右端的环形固定块(61)，所述环形固定块(61)左端通过弹簧(62)连接有缓压活塞(63)，所述缓压活塞(63)的外侧与连通圆管(5)内壁相贴。

2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，其特征在于，所述筒形护壳(1)的俯剖面呈正多边形形状，且筒形护壳(1)内壁上连接有若干压簧(7)，所述压簧(7)通过缓冲板(8)与潜水泵外侧相贴。

3.根据权利要求1所述的一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，其特征在于，所述筒形护壳(1)与支撑脚(3)螺纹咬合连接。

4.根据权利要求1所述的一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，其特征在于，所述密封盖(2)上设有允许潜水泵水管穿过的管孔。

5.根据权利要求1所述的一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，其特征在于，所述自动底盖(42)顶端连接有油缸(43)所述油缸(43)通过镂空支架安装在进水漏斗(4)的顶端。

设计说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及天然气水合物研究技术领域，具体涉及一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置。

背景技术

天然气水合物为有机化合物，化学式CH4·xH_{2<\/sub>O。即可燃冰，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。}

因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

目前，对冻土区固结岩层内天然气水合物开采过程中，地层水中天然气水合物含量变化的监测已引起广大学者的重视，但监测方法却寥寥无几。

在抽取深井内部的天然气水合物钻井液的时候，潜水泵需要放在至少距离井底0.5m的位置，潜水泵容易因重力或其他原因而贴着井壁或井底面，会使井内的土壤进入潜水泵，不仅容易堵塞潜水泵，也容易污染天然气水合物，从而使天然气水合物后期的水气分离造成了障碍和麻烦，且潜水泵越是深入井内，水压越大，长久以往，对潜水泵伤害较大，影响了潜水泵的使用寿命。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，筒形护壳、缓冲板、压簧和支撑脚有效降低了潜水泵入井后的撞击冲击力，避免了潜水泵直接接触井壁或井底，提高了潜水泵使用寿命，筒形护壳密封性好，降低了潜水泵的入井受压，抽取的天然气水合物的纯净度更高，以解决现有技术中由于潜水泵没有保护装置而导致的抽取天然气水合物不纯净、潜水泵寿命短的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型的实施方式的第一方面中，提供了一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，包括安装在潜水泵外侧的筒形护壳，所述筒形护壳的顶端安装有密封盖，所述筒形护壳的外侧安装有若干支撑脚，所述筒形护壳的侧部还通过圆管安装有水压平衡装置，所述筒形护壳的底端连接有进水漏斗，所述进水漏斗的内部和底端分别安装有防砂筛网和自动底盖；

所述水压平衡装置包括安装在圆管右端的环形固定块，所述环形固定块左端通过弹簧连接有缓压活塞，所述缓压活塞的外侧与连通圆管内壁相贴。

在本实用新型的另一实施例中，所述筒形护壳的俯剖面呈正多边形形状，且筒形护筒内壁上连接有若干压簧，所述压簧通过缓冲板与潜水泵外侧相贴。

在本实用新型的另一实施例中，所述筒形护壳与支撑脚螺纹咬合连接。

在本实用新型的另一实施例中，所述密封盖上设有允许潜水泵水管穿过的管孔。

在本实用新型的另一实施例中，所述自动底盖顶端连接有油缸所述油缸通过镂空支架安装在进水漏斗的顶端。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

本实用新型的筒形护壳能有效保护潜水泵的表面不受伤害，缓冲板和压簧有效降低了潜水泵入井后的撞击冲击力，密封盖和自动底盖的关闭保证了筒形护壳内部密封性，从而降低了潜水泵受到的水压，支撑脚能有效支撑筒形护壳且避免了筒形护壳入井过程中与井壁的摩擦，避免潜水泵的入水口被堵住，提高了抽水效率和潜水泵的使用寿命。水压平衡装置能有效平衡水压，从而降低了潜水泵的潜水压力，降低了筒形护壳受到的压力，防砂筛网有效防止了砂石土壤进入潜水泵，保证了抽取的天然气水合物的纯净度，也保证了水泵不会堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的实施例提供的潜水泵保护装置的结构示意图。

图中：

1-筒形护壳；2-密封盖；3-支撑脚；4-进水漏斗；5-圆管；6-水压平衡装置；7-压簧；8-缓冲板；

41-防砂筛网；42-自动底盖；43-油缸；

61-环形固定块；62-弹簧；63-缓压活塞。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种天然气水合物钻井液的潜水泵保护装置，包括安装在潜水泵外侧的筒形护壳1，筒形护壳1的俯剖面呈正多边形形状，方便支撑脚3的安装。筒形护筒1内壁上连接有若干压簧7，压簧7通过缓冲板8与潜水泵外侧相贴。因为在潜水泵下放深井的时候，筒形护壳1会不可避免地与井壁或井底碰撞而使潜水泵振动，会影响潜水泵寿命，缓冲板8和压簧7能有效吸收潜水泵的振动，从而减轻潜水泵受到的碰撞力，提高了潜水泵的寿命，保证了潜水泵的稳定性能。

筒形护壳1的顶端安装有密封盖2，密封盖2铰接在筒形护壳1顶端，在潜水泵固定在筒形护壳1内部后，密封盖2关闭，且密封扣扣紧，使密封盖2不会因水压而打开，保护了潜水泵。密封盖2可打开的设计方便了潜水泵的安装和拆卸。密封盖2上设有允许潜水泵水管穿过的管孔，潜水泵的水管插设在，密封盖2管孔的部分通过密封圈与密封盖2相连接，防止漏水。

筒形护壳1的外侧安装有若干支撑脚3，筒形护壳1与支撑脚3螺纹咬合连接，方便安装拆卸。相邻两根支撑脚3之间形成的角度为30-60°，且筒形护壳1底端的支撑脚3朝下倾斜且此支撑脚3的底端高度比自动底盖42打开状态时的高度低，这样不管潜水泵和筒形护壳1以何种姿势落入深井内部，筒形护壳1都不会与井壁、井底接触或摩擦，且进水漏斗4也不会被井壁或井底面堵住，进水漏斗4离井底或井壁均有一段距离，大大降低了泥土或砂石进入潜水泵的可能，也提高了潜水泵抽取天然气水合物的效率。

筒形护壳1的底端连接有进水漏斗4，进水漏斗4的内部和底端分别安装有防砂筛网41和自动底盖42，防砂筛网41能有效防止深井内的砂石或土壤进入潜水泵，从而保证了天然气水合物的纯净度，也保护了潜水泵不会被砂石泥土所污染。自动底盖42顶端连接有油缸43，油缸43通过镂空支架安装在进水漏斗4的顶端。在自动底盖42打开后，支架不影响筒形护壳1的底部进水。在潜水泵抽取天然气水合物的时候，油缸43才会伸长其活塞杆从而使自动底盖42打开，此时筒形护壳1内部不再密封，潜水泵即可抽水。

筒形护壳1的侧部还通过圆管5安装有水压平衡装置6，水压平衡装置6包括安装在圆管5右端的环形固定块61，圆管5与筒形护壳1内部空间相互连通，起到缓冲水压的作用。环形固定块61左端通过弹簧62连接有缓压活塞63，缓压活塞63的外侧与连通圆管5内壁相贴，保证了密封性。

本实用新型的筒形护壳1的安装步骤如下：

在潜水泵放入深井之前，先将潜水泵放入筒形护壳1内部，然后先使自动底盖42关闭封住筒形护壳1的底端，然后向筒形护壳1内部灌入水，使筒形护壳1内部保持一定的水压，灌满水后将密封盖2关闭，此时筒形护壳1内部保持密封且具有一定的水压。将筒形护壳1放入深井内部，在放入过程中，随着潜水泵的下潜，井内水压逐渐增加，井内水压大于筒形护壳1内部水压和弹簧62的弹力总和时，缓压活塞63逐渐向左位移，筒形护壳1内部空间减小，其内水压增大，弹簧62受力压缩，达到了平衡水压的作用。潜水泵到达抽取地点后，自动底盖42在油缸43的启动下自动打开，潜水泵开始抽取天然气水合物。

优选的是，本实用新型的筒形护壳1能有效保护潜水泵的表面不受伤害，缓冲板8和压簧7有效降低了潜水泵入井后的撞击冲击力，密封盖和自动底盖的关闭保证了筒形护壳1内部密封性，从而降低了潜水泵受到的水压，水压平衡装置6能有效平衡水压，从而降低了潜水泵的潜水压力，降低了筒形护壳1受到的压力，防砂筛网有效防止了砂石土壤进入潜水泵，保证了抽取的天然气水合物的纯净度，也保证了水泵不会堵塞，支撑脚3能有效支撑筒形护壳1且避免了筒形护壳1入井过程中与井壁的摩擦，避免潜水泵的入水口被堵住，提高了抽水效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

设计图

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