本發(fā)明屬于煤層氣開采機械裝備領域，尤其涉及自除煤粉的氣井抽氣管。

背景技術：

當前煤層氣開采仍然采用的是采油方面的技術和經(jīng)驗，還沒有形成自己的體系，90％以上的煤層氣井返排均使用的是開采常規(guī)石油時常用的抽油管，由于煤層氣井自身井淺、沉沒度較低、產能較小、沖程小和沖次低等實際情況，與石油礦場差別較大，直接運用石油開采領域的抽油管的效果并不理想，現(xiàn)場使用中存在設備不配套、磨損嚴重等問題，煤層氣井排采時，由于煤粉的顆粒較小，很容易進入抽氣管內對抽氣設備進行堵塞，同時煤粉顆粒在抽氣管外和抽氣腔內中易沉積造成堵塞，導致抽氣量降低，嚴重影響了煤層氣井的正常、經(jīng)濟和高產排采，降低了煤層氣的投資效益。綜上所述，現(xiàn)有技術使用的抽氣管道基本上難以解決煤層氣開采過程出煤粉問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自除煤粉的氣井抽氣管。本發(fā)明結構簡單，設計巧妙，在進一步優(yōu)化機械防砂效果的基礎上，通過排采時氣體流動帶動推粉轉子向下推煤粉，同時排粉轉子將煤粉排至集粉筒內，最大限度防止煤粉在外護筒和外濾網(wǎng)之間堆積。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：

自除煤粉的氣井抽氣管，所述抽氣管由下至上由排粉單元和數(shù)節(jié)的防粉單元對接組成，所述防粉單元由內至外包括順次套接的內腔管、內濾網(wǎng)、推粉轉子、外濾網(wǎng)和外護管；排粉單元包括排粉筒及與排粉筒底部連接的集粉筒，排粉筒由內至外包括順次套接的內腔管、內濾網(wǎng)、排粉轉子、外濾網(wǎng)和外護管，集粉筒頂部以及外護管上、下兩端設有端蓋，外護管和內腔管上開設有通孔。

優(yōu)選的，所述防粉單元和排粉筒的端蓋上設有軸承，軸承與轉子連接，軸承上方設有密封蓋，密封蓋位于內腔管和外護管之間，且密封蓋連接設置于端蓋和內腔管管口之間的扣蓋，排粉筒頂端和防粉單元兩端的扣蓋上設有排氣孔，排粉筒內腔管底端的扣蓋密閉。

優(yōu)選的，所述的軸承為止推軸承。

優(yōu)選的，所述密封蓋和端蓋于非軸承處的蓋體上對應設有聯(lián)排孔。聯(lián)排孔可以促進煤氣在防粉單元之間的流動性，利于推動推粉轉子轉動。

優(yōu)選的，所述推粉轉子包括推粉管及其外管壁上等間距設置的6根推粉螺旋葉片，推粉管上設有通孔，所述螺旋葉片的螺距為10000mm，葉片高度為4890mm，推粉螺旋葉片的邊沿處設有毛刷，毛刷與外濾網(wǎng)接觸。

優(yōu)選的，所述排粉轉子包括排粉管及其外管壁周向等間距設置的6組排粉螺旋葉片和下粉螺旋葉片，排粉管上設有通孔，排粉螺旋葉片位于下粉螺旋葉片上方，且兩者旋向相反；排粉螺旋葉片的螺距為800mm，葉片高度為高度為60mm；下粉螺旋葉片的螺距為10000mm，葉片高度為4000mm。

優(yōu)選的，螺旋葉片的截面投影與管體中心法線的夾角為34°。

優(yōu)選的，所述外護管的長度為5000mm，外護管的管壁上設有密度為1200/㎡且向下傾斜錐形孔，錐形孔大徑為8mm，小徑為5mm且小徑開口遠離排粉轉管設置。

優(yōu)選的，所述內腔管的長度為4976mm，內腔管的管壁設有密度為1200/㎡的直孔，直孔孔徑為8mm。

優(yōu)選的，防粉單元之間、防粉單元與排粉筒之間以及排粉筒與集粉筒之間通過端蓋外凸緣及相應的螺栓對接。

本發(fā)明在工作時，氣井中的含粉煤氣先通過外護管錐形孔和外濾網(wǎng)的過濾后，流入內、外濾網(wǎng)之間，再經(jīng)過內濾網(wǎng)的過濾和內腔管上的直孔進入內腔管并被氣泵向上抽吸。含粉煤氣中的大部分粉石堆積于外濾網(wǎng)和外護管之間并粘附在外濾網(wǎng)上。

隨著氣泵的抽吸作用，內腔管和外護管之間的煤氣流動時會帶動轉子緩慢轉動：防粉單元中，推粉轉子轉動時，其推粉螺旋葉片邊緣處的毛刷可以不斷接觸外濾網(wǎng)并將外濾網(wǎng)上粘附的粉粒向下清掃。粉粒被掃落后在自重作用下，絕大部分從外護管上的錐形孔外排，同時落入外護管與外濾網(wǎng)之間的粉粒在進入排粉單元中后，受到排粉轉子的排粉螺旋葉片和下粉螺旋葉片的反向旋轉，可以有效的排入集粉筒內堆積，保持外濾網(wǎng)與外護管之間不生成煤粉堆積的現(xiàn)象。

集粉筒抬升抽氣管距離底面巖層的間距，提供外排粉粒堆積的空間，使得本發(fā)明所述的抽氣管保持煤粉自清潔的功能。排粉筒的內腔管底端由不設排氣孔的扣蓋密閉，可以防止含粉煤氣不經(jīng)過濾便直接進入內腔管的現(xiàn)象發(fā)生。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點：

1）結構簡單，在進一步優(yōu)化機械防粉效果的基礎上，通過抽氣時氣體流動帶動推粉轉子向外、向下推粉，同時排粉轉子將粉粒排至集粉筒內，最大限度防止細粉在外護筒和外濾網(wǎng)之間堆積；

2）設計合理，聚推粉、排粉、下粉和集粉功能于一體，能夠有效在集粉筒的使用周期內進行除粉作業(yè)，提高煤礦氣井的開采氣質和效率；

3）轉子轉動時無需提供額外的動力源，利用采氣動力產生了氣體流動即可滿足除粉的需要，而且止推軸承經(jīng)過密封蓋密封，有效隔絕煤氣中粉粒的侵襲，裝置整體使用壽命長，不易損壞。

附圖說明

圖1為具體實施方式中自除煤粉的氣井抽氣管的結構示意圖；

圖2為圖1中防粉單元的結構示意圖；

圖3為圖2中推粉轉子的結構示意圖；

圖4為圖3所示推粉轉子的截面示意圖；

圖5為圖1中排粉單元的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-5所示，自除煤粉的氣井抽氣管，所述抽氣管由下至上有排粉單元和數(shù)節(jié)的防粉單元1對接組成，所述防粉單元1由內至外包括順次套接的內腔管15、內濾網(wǎng)14、推粉轉子13、外濾網(wǎng)12和外護管11；排粉單元包括排粉筒2及與排粉筒2底部連接的集粉筒3，排粉筒2由內至外包括順次套接的內腔管25、內濾網(wǎng)24、排粉轉子23、外濾網(wǎng)22和外護管21，集粉筒3頂部、防粉單元外護管11以及排粉筒2的上、下兩端設有端蓋。

其中防粉單元1頂部端蓋18上設有軸承19，軸承19與推粉轉子13連接，軸承19上方設有密封蓋17，密封蓋17位于內腔管15和外護管11之間，且密封蓋17連接設置于端蓋18和內腔管管口之間的扣蓋16，扣蓋16中心處設有排氣孔111；

排粉筒2頂部端蓋28上設有軸承29，軸承29與排粉轉子23連接，軸承29上方設有密封蓋27，密封蓋27位于內腔管25和外護管21之間，且密封蓋27連接設置于端蓋28和內腔管管口之間的扣蓋26，頂部扣蓋中心處設有排氣孔211，底端扣蓋密閉。

排粉筒2頂部的密封蓋27和端蓋28于非軸承處的蓋體上對應設有聯(lián)排孔210；防粉單元的密封蓋17和端蓋18于非軸承處的蓋體上對應設有聯(lián)排孔110。防粉單元之間、防粉單元與排粉筒之間以及排粉筒與集粉筒之間通過端蓋外凸緣及相應的螺栓對接。

所述推粉轉子13包括推粉管131及其外管壁上等間距設置的6根推粉螺旋葉片132，推粉管131上設有通孔，所述螺旋葉片的螺距為10000mm，葉片高度為4890mm，螺旋葉片的截面投影與管體中心法線的夾角為34°，推粉螺旋葉片132的邊沿處設有毛刷133，毛刷與外濾網(wǎng)接觸。

所述排粉轉子包括排粉管231及其外管壁周向等間距設置的6組排粉螺旋葉片232和下粉螺旋葉片233，排粉管上231上設有通孔排粉螺旋葉片232位于下粉螺旋葉片233上方，且兩者旋向相反；排粉螺旋葉片的螺距為800mm，葉片高度為高度為60mm；下粉螺旋葉片的螺距為10000mm，葉片高度為4000mm，螺旋葉片的截面投影與管體中心法線的夾角為34°。

本發(fā)明在工作時，氣井中的含粉煤氣先通過外護管錐形孔和外濾網(wǎng)的過濾后，流入內、外濾網(wǎng)之間，再經(jīng)過內濾網(wǎng)的過濾和內腔管上的直孔進入內腔管并被氣泵向上抽吸。含粉煤氣中的大部分粉石堆積于外濾網(wǎng)和外護管之間并粘附在外濾網(wǎng)上。

隨著氣泵的抽吸作用，內腔管和外護管之間的煤氣流動時會帶動轉子緩慢轉動：防粉單元中，推粉轉子轉動時，其推粉螺旋葉片邊緣處的毛刷可以不斷接觸外濾網(wǎng)并將外濾網(wǎng)上粘附的粉粒向下清掃。粉粒被掃落后在自重作用下，絕大部分從外護管上的錐形孔外排，同時落入外護管與外濾網(wǎng)之間的粉粒在進入排粉單元中后，受到排粉轉子的排粉螺旋葉片和下粉螺旋葉片的反向旋轉，可以有效的排入集粉筒內堆積，保持外濾網(wǎng)與外護管之間不生成煤粉堆積的現(xiàn)象。

集粉筒抬升抽氣管距離底面巖層的間距，提供外排粉粒堆積的空間，使得本發(fā)明所述的抽氣管保持煤粉自清潔的功能。排粉筒的內腔管底端由不設排氣孔的扣蓋密閉，可以防止含粉煤氣不經(jīng)過濾便直接進入內腔管的現(xiàn)象發(fā)生。