硬岩掘进工作面水力压裂持续增压设备

技术领域

本发明涉及水力压裂增压技术领域，尤其涉及硬岩掘进工作面水力压裂持续增压设备。

背景技术

硬岩掘进工作面采用水力压裂技术时，持续增压是为了克服极硬岩层的高应力状态和增强岩石破裂的能力。

在煤矿开采中，当掘进机遇到难以机械破碎的坚硬岩石时，通过向预设位置注入高压水(通常混有特殊添加剂以增加流体的剪切强度和减阻效果)，可以形成并扩展裂缝，从而降低岩石的强度和完整性，现有实际操作中，会同时使用多台增压设备，通过增减增压设备适配增加压力的大小，然而对增压设备数量进行增减操作时，现有增压设备不易拆卸可控性较差，需要对人协同作业成本高操作不便。

因此，现在研发了一种能够根据增加压力数值所需大小，从而对应的增减增压设备的个数，并且能够快速对增压设备进行拆卸，适配不同的增压要求的硬岩掘进工作面水力压裂持续增压设备。

发明内容

为了克服现有对增压设备数量进行增减操作时，现有增压设备不易拆卸可控性较差，需要对人协同作业成本高操作不便的缺点，本发明提供一种能够根据增加压力数值所需大小，从而对应的增减增压设备的个数，并且能够快速对增压设备进行拆卸，适配不同的增压要求的硬岩掘进工作面水力压裂持续增压设备。

本发明的技术实施方案是：一种硬岩掘进工作面水力压裂持续增压设备，包括有支撑架、增压管、第一连接管、对接管、增压机构和防回流机构，支撑架上连接有增压管，增压管底部连接有第一连接管，增压管上连接有多个对接管，增压管旁设置有多个对压裂液进行增加的增压机构，对接管内均设有防止压裂液回流的防回流机构。

进一步的是，第一连接管底部设有连接法兰。

进一步的是，增压机构包括有安装架、连接架、电机、曲轴、摆臂、活塞、送料管、第一分流管和第二连接管，增压管旁设置有多个安装架，安装架远离增压管的一侧上均连接有连接架，连接架顶部均连接有电机，连接架上均转动式连接有曲轴，曲轴上均转动式连接有多个摆臂，摆臂靠近安装架的一侧上均转动式连接有活塞，活塞上均滑动式连接有送料管，送料管均与相邻的安装架连接，送料管均与相邻的对接管对接，增压管上连接有多个第一分流管，送料管均与相邻的第一分流管之间连接有第二连接管，第一分流管外接压裂液导管，利用第二连接管将压裂液导入到送料管内，此时电机输出轴带动曲轴旋转，曲轴旋转利用摆臂控制活塞在送料管内进行往复运动，将导入到送料管内的压裂液增压泵送至对接管内，通过对接管导入到增压管内，再通过第一连接管进行导出。

进一步的是，防回流机构包括有导流板、滑动杆、挡板和弹簧，对接管内部均连接有导流板，导流板上均滑动式连接有滑动杆，滑动杆上均连接有挡板，滑动杆均与相邻的导流板之间连接有弹簧，压裂液增压泵入对接管内时，压裂液的液压会挤压挡板，使得挡板带动滑动杆产生位移，使得压裂液能够正常通过导流板导入至增压管内，滑动杆产生位移时压缩弹簧，当压裂液停止泵入时，弹簧回弹使得挡板对导流板进行封堵，避免压裂液倒流。

进一步的是，还包括有卡位机构，卡位机构包括有固定座、转动件、丝杆和卡位件，增压管上下两部均连接有多个固定座，固定座上均转动式连接有转动件，转动件上均转动式连接有丝杆，丝杆上均螺纹式连接有卡位件，卡位件均与相邻的安装架卡接配合，安装架在进行安装时，转动件转动使得卡位件对准安装架的缺口处，之后抓握卡位件转动丝杆，使得卡位件逐渐移动至安装架内，对安装架进行卡位固定，使得安装架能够与增压管产生连接性。

进一步的是，还包括有密封机构，密封机构包括有气囊、第三连接管和第二分流管，增压管上连接有多个气囊，对接管均位移相邻气囊环形圈内，气囊上均连接有第三连接管，同侧的第三连接管之间均连接有第二分流管，通过第二分流管外接气泵，将气体注入第二分流管内，再利用第三连接管将气体导入气囊内，使得气囊膨胀封堵对接管与送料管对接缝隙，避免液体出现渗漏问题。

进一步的是，还包括有抓握机构，抓握机构包括有手柄，连接架上均连接有手柄，手柄方便抓握控制连接架位置。

进一步的是，还包括有监测机构，监测机构包括有压力表，增压管顶部连接有压力板，压力表方便观察增压管内压力情况。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明能够达到在实际操作过程中能够根据增加压力数值所需大小，从而对应的增减增压设备的个数，并且能够快速对增压设备进行拆卸，适配不同的增压要求的效果。

2、本发明通过压裂液的液压挤压挡板，使得挡板带动滑动杆产生位移，使得压裂液能够正常通过导流板导入至增压管内，滑动杆产生位移时压缩弹簧，当压裂液停止泵入时，弹簧回弹使得挡板对导流板进行封堵，能够达到避免压裂液倒流，或减少增压机构时，压裂液溢出的效果。

3、本发明通过第二分流管外接气泵，将气体注入第二分流管内，再利用第三连接管将气体导入气囊内，能够使得气囊膨胀封堵对接管与送料管对接缝隙，避免液体出现渗漏问题。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的部分立体结构示意图。

图3为本发明增压机构的立体结构示意图。

图4为本发明增压机构的部分立体结构爆炸图。

图5为本发明防回流机构的立体结构剖视图。

图6为本发明卡位机构和监测机构的立体结构示意图。

图7为本发明密封机构和抓握机构的立体结构示意图。

以上附图中：1：支撑架，2：增压管，3：第一连接管，4：对接管，5：增压机构，50：安装架，51：连接架，52：电机，53：曲轴，54：摆臂，55：活塞，56：送料管，57：第一分流管，58：第二连接管，6：防回流机构，60：导流板，61：滑动杆，62：挡板，63：弹簧，7：卡位机构，70：固定座，71：转动件，72：丝杆，73：卡位件，8：密封机构，80：气囊，81：第三连接管，82：第二分流管，9：抓握机构，90：手柄，10：监测机构，101：压力表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种硬岩掘进工作面水力压裂持续增压设备，如图1和图2所示，包括有支撑架1、增压管2、第一连接管3、对接管4、增压机构5和防回流机构6，支撑架1上连接有增压管2，增压管2底部连接有第一连接管3，增压管2上连接有多个对接管4，增压管2旁设置有多个增压机构5，对接管4内均设有防回流机构6。

如图1、图3和图4所示，增压机构5包括有安装架50、连接架51、电机52、曲轴53、摆臂54、活塞55、送料管56、第一分流管57和第二连接管58，增压管2旁设置有多个安装架50，安装架50远离增压管2的一侧上均连接有连接架51，连接架51顶部均连接有电机52，连接架51上均转动式连接有曲轴53，曲轴53上均转动式连接有多个摆臂54，摆臂54靠近安装架50的一侧上均转动式连接有活塞55，活塞55上均滑动式连接有送料管56，送料管56均与相邻的安装架50连接，送料管56均与相邻的对接管4对接，增压管2上连接有多个第一分流管57，送料管56均与相邻的第一分流管57之间连接有第二连接管58。

如图2和图5所示，防回流机构6包括有导流板60、滑动杆61、挡板62和弹簧63，对接管4内部均连接有导流板60，导流板60上均滑动式连接有滑动杆61，滑动杆61上均连接有挡板62，滑动杆61均与相邻的导流板60之间连接有弹簧63。

如图1和图6所示，还包括有卡位机构7，卡位机构7包括有固定座70、转动件71、丝杆72和卡位件73，增压管2上下两部均连接有多个固定座70，固定座70上均转动式连接有转动件71，转动件71上均转动式连接有丝杆72，丝杆72上均螺纹式连接有卡位件73，卡位件73均与相邻的安装架50卡接配合。

如图1和图7所示，还包括有密封机构8，密封机构8包括有气囊80、第三连接管81和第二分流管82，增压管2上连接有多个气囊80，对接管4均位移相邻气囊80环形圈内，气囊80上均连接有第三连接管81，同侧的第三连接管81之间均连接有第二分流管82。

如图1和图7所示，还包括有抓握机构9，抓握机构9包括有手柄90，连接架51上均连接有手柄90。

如图1和图6所示，还包括有监测机构10，监测机构10包括有压力表101，增压管2顶部连接有压力板。

本发明在使用时，将支撑架1设置在水利压裂的增压区域，通过第一连接管3连接压裂管道，第一分流管57外接压裂液导管，并且第一分流管57能够利用第二连接管58将压裂液导入到送料管56内，之后对安装架50进行安装，安装架50在进行安装时，转动件71转动使得卡位件73对准安装架50的缺口处，之后抓握卡位件73转动丝杆72，使得卡位件73逐渐移动至安装架50内，对安装架50进行卡位固定，使得安装架50能够与增压管2产生连接性，此时送料管56均与相邻的对接管4产生对接，再通过第二分流管82外接气泵，将气体注入第二分流管82内，再利用第三连接管81将气体导入气囊80内，使得气囊80膨胀封堵对接管4与送料管56的对接缝隙，避免液体出现渗漏问题，之后启动电机52，电机52输出轴带动曲轴53旋转，曲轴53旋转利用摆臂54控制活塞55在送料管56内进行往复运动，将导入到送料管56内的压裂液增压泵送至对接管4内，通过对接管4导入到增压管2内，再通过第一连接管3进行导出，完成对压裂液的增加操作，压裂液增压泵入对接管4内时，压裂液的液压会挤压挡板62，使得挡板62带动滑动杆61产生位移，使得压裂液能够正常通过导流板60导入至增压管2内，滑动杆61产生位移时压缩弹簧63，当压裂液停止泵入时，弹簧63回弹使得挡板62对导流板60进行封堵，避免压裂液倒流，实际操作过程中能够根据增加压力数值所需大小，从而对应的增减增压机构5的个数，适配不同的增压要求。

本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。