一种深井型接地极的排气系统
专利摘要:本发明公开了一种深井型接地极的排气系统,包括第一排气管、第二排气管、U型底座、隔离布和填充颗粒;第一排气管和第二排气管固定于延伸至井下的深井型接地极馈电系统外侧;第一排气管位于井下的一端和第二排气管位于井下的一端通过U型底座连接;第一排气管和第二排气管的管壁分布排气孔;隔离布包覆于排气孔的外侧;填充颗粒填充于排气管与井壁之间。本发明公开的一种深井型接地极的排气系统,能够在有效排气的同时,防止底部焦炭颗粒的造成的排气堵塞,提高排气效果并延长排气系统的使用寿命。
专利说明:
一种深井型接地极的排气系统
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及深井接地极技术领域,尤其涉及一种深井型接地极的排气系统。
[0003] 背景技术
[0004] 排气是深井型直流接地极工程中的关键技术。根据深井阳极、垂直接地极经验,虽然馈电导体在散流过程中,理想状态是通过馈电棒→焦炭→地层的途径以电子的形式导电,但在实际工作中存在离子导电情况。在离子导电过程中,焦炭与水的作用系统会伴随着气体的产生,若气体不能通畅地排出井下馈电系统,气体将以气泡的形式附着于馈电系统中;随着气体量的不断增加,接地电阻会相应增加,最终导致接地极失效。
[0005] 因此,焦炭作为井下馈电棒与井壁之间空隙的主要填充料,其透气效率直接影响到接地极的排气效果。
[0006] 在实际工程应用中,通常安装排气装置以解决排气问题,如组合装配式深井阳极地床,通过采用在阳极外套装排气管,或在阳极周围几厘米处平行安置一根或多根开有细缝的排气管的方式,将井内可能产生的气体通过气管向外排出;以及一种抗气阻钛合金深井阳极地床装置,通过采用U形导气管并列安装在钛合金阳极棒边,尼龙网层缠绕在U形导气管上,金属薄膜层将钛合金阳极棒和缠绕有尼龙网层的U形导气管包裹起来,以降低气阻,延长使用寿命。
[0007] 本发明人在实施本发明的过程中发现,现有技术中存在以下技术问题:
[0008] 由于深井直流接地极中填埋的焦炭颗粒的粒径较小(80-120目),且井下散流段主要是以焦炭颗粒与地下水混合液形式存在,排气过程中会存在细小焦炭颗粒透过排气装置,使排气装置发生堵塞,大大降低深井型直流接地极的排气效果并减少了排气系统的使用寿命。
[0009] 发明内容
[0010] 本发明实施例提供一种深井型接地极的排气系统,能够在有效排气的同时,防止底部焦炭颗粒的造成的排气堵塞,提高排气效果并延长排气系统的使用寿命。
[0011] 本发明实施例一提供了一种深井型接地极的排气系统,包括:第一排气管、第二排气管、U型底座、隔离布和填充颗粒;
[0012] 所述第一排气管和第二排气管固定于延伸至井下的深井型接地极馈电系统外侧;所述第一排气管位于井下的一端和第二排气管位于井下的一端通过U型底座连接;所述第一排气管和第二排气管的管壁分布排气孔;所述隔离布包覆于所述排气孔的外侧;
[0013] 所述填充颗粒填充于所述第一排气管、第二排气管与井壁之间。
[0014] 作为上述方案的改进,所述第一排气管、第二排气管分别由多段排气段首尾连接成;各所述排气段之间通过承插式热熔连接。
[0015] 作为上述方案的改进,所述第一排气管和第二排气管通过抱箍件固定于所述馈电系统的外侧。
[0016] 作为上述方案的改进,还包括第一U型顶座和第二U型顶座;
[0017] 所述第一U型顶座的一端与所述第一排气管延伸出地面的一端连接,所述第一U型顶座的另一端朝向地面;
[0018] 所述第二U型顶座的一端与所述第二排气管延伸出地面的一端连接,所述第二U型顶座的另一端朝向地面。
[0019] 作为上述方案的改进,所述第一U型和所述第二U型顶座朝向地面的一端分别设有排气管封口。
[0020] 作为上述方案的改进,还包括:底盖;所述第一排气管和第二排气管与所述U型底座的连接处通过所述底盖进行固定。
[0021] 作为上述方案的改进,所述排气孔均仅分布于所述第一排气管和第二排气管处于产气段的部分。
[0022] 作为上述方案的改进,所述隔离布具体为土工布。
[0023] 本发明实施例提供的一种深井型接地极的排气系统,与现有技术相比,具有如下有益效果:
[0024] 采用排气段首尾连接成排气管,使排气管能与馈电系统同步施工,分段下放;排气管采用多抱箍件固定,不易损坏折断;通过土工布对填充颗粒的过滤,能够在有效排气的同时防止底部焦炭颗粒的堵塞;深井型直流接地极的垂直排气系统全断面布置于深井中,在产气段采用管壁开孔方式排气,在绝缘段不开孔,能有效排走产气段的气体,减小气阻效应;在U型顶部设置排气管封口,能够防止顶部动物或施工阻塞,对于突破接地极工程排气难题具有重要意义。
[0025] 附图说明
[0026] 图1是本发明实施例一提供的一种深井型接地极的排气系统的结构示意图。
[0027] 图2是本发明实施例一提供的一种深井型接地极的排气系统的抱箍件的结构示意图。
[0028] 图3是本发明一具体实施例提供的一种深井型接地极的垂直排气装置的结构示意图。
[0029] 具体实施方式
[0030] 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作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。
[0031] 参见图1,是本发明实施例一提供的一种深井型接地极的排气系统的结构示意图,包括:第一排气管1、第二排气管2、U型底座3、隔离布4和填充颗粒5;
[0032] 第一排气管1和第二排气管2固定于延伸至井下的深井型接地极馈电系统外侧;第一排气管1位于井下的一端和第二排气管2位于井下的一端通过U型底座3连接;第一排气管1和第二排气管2的管壁分布排气孔;隔离布4包覆于排气孔的外侧;
[0033] 填充颗粒5填充于第一排气管1、第二排气管2与井壁之间。
[0034] 优选的,第一排气管1和第二排气管2为PPR排气管。
[0035] 进一步的,第一排气管1、第二排气管2分别由多段排气段首尾连接成;各排气段之间通过承插式热熔连接。
[0036] 优选的,第一排气管1、第二排气管2可随馈电系统同步施工下放。
[0037] 进一步的,第一排气管1和第二排气管2通过抱箍件6固定于馈电系统的外侧。
[0038] 优选的,排气管对称布置于馈电系统两侧,采用抱箍件6固定,不易损坏折断。参见图2,是抱箍件6的具体结构示意图,馈电系统固定于抱箍件6的中心,第一排气管1和第二排气管2分别固定于抱箍件6中的两侧。
[0039] 进一步的,还包括第一U型顶座7和第二U型顶座8;
[0040] 第一U型顶座7的一端与第一排气管1延伸出地面的一端连接,第一U型顶座7的另一端朝向地面;
[0041] 第二U型顶座8的一端与第二排气管2延伸出地面的一端连接,第二U型顶座8的另一端朝向地面。
[0042] 进一步的,第一U型和第二U型顶座8朝向地面的一端分别设有排气管封口9。
[0043] 优选的,排气管封口9可以采用土工布封口。
[0044] 在具体的实施方式中,排气管长度大于接地极深井总长度,排气口高出深井井口不小于0.5m。
[0045] 进一步的,还包括:底盖10;第一排气管1和第二排气管2与U型底座3的连接处通过底盖10进行固定。
[0046] 优选的,底盖10可以为内设螺纹的结构,将第一排气管1和U型底座3进行螺纹固定,也可以是紧固件,通过施加压力固定第一排气管1和U型底座3。
[0047] 进一步的,排气孔均仅分布于第一排气管1和第二排气管2处于产气段的部分。
[0048] 在具体的实施方式中,深井包括绝缘段和产气段。优选的,填充颗粒5仅填充于产气段。
[0049] 优选的,隔离布4具体为土工布。
[0050] 在具体的实施例中,本实施例提供的深井型接地极的垂直排气装置布置于接地极深井,,深井总深度不小于1000m,终孔直径不小于340mm,深井成型后根据深井的地质结构,设计符合电气要求的产气段和绝缘段,其中产气段位于深井的中下部,主要是把馈电系统的入地电流散流至大地中;绝缘段位于深井的中上部,主要是防止入地电流在地表形成跨步电压,对人和各种设施产生电磁危害;绝缘段与产气段总长度为接地极深井的总长度。
[0051] 接地极深井中主要采用馈电系统引导入地电流,馈电系统与第一排气管1及第二排气管2同步下放,馈电系统与排气系统采用抱箍件6固定,抱箍件6主要由钢片与螺栓组成,钢片包裹馈电系统及排气管,并采用螺栓拧紧。抱箍件6竖向距离不大于5m。第一排气管1和第二排气管2采用PPR排气管,PPR排气管直径不小于32mm,由于需要分步安装下放,单根排气段长度小于4m,采用热熔承插连接。
[0052] 由于具体实施方式中接地极深井深度较大,为了防止排气管安装过程中产生侧向偏移,更大效率的排气,采用双排对称布置,为了防止下放过程中底部的冲击与破坏,排气管底部采用U型底座3作为底部连接装置、底盖10为连接U型底座3与上部排气管的连接装置,底盖10长度不小于4m,施工中U型底座3、底盖10不打孔。
[0053] 在具体的实施方式中,采用焦炭颗粒作为填充颗粒5,要求颗粒粒径范围为80-120目(粒径为0.125mm-0.180mm),焦炭颗粒与入地电流反应后产生气体若不及时排出将产生气阻效应,因此在产气段的排气管管壁打孔排气,排气孔单排断面打孔3个,孔径不小于8mm,角度间距120°,排距不小于100mm,同时逐排按40°螺旋打孔,为了防止产气段中的焦炭颗粒进入排气孔中影响正常排气效果,采用透气土工布全包裹产气段排气孔,透气土工布的土工布质量不小于200g/m2,并采用塑料箍绳固定透气土工布。
[0054] 绝缘段为气体排气通道,排气管在此段不需要打孔,抱箍件的竖向间距不大于5m。
[0055] 排气系统在井口的布置需要满足排气安全及防堵塞两个功能;为了防止施工过程中小配件导致的施工堵塞以及动物进入后的堵塞,在排气系统的顶部采用U型顶座装置,形状为倒“U”结构,开口朝下并且距离地面距离不小于0.5m。同时在开口处采用排气管封口9进行有效的防护,保证排气的正常工作效果。
[0056] 本发明实施例提供的一种深井型接地极的排气系统,与现有技术相比,具有如下有益效果:
[0057] 采用排气段首尾连接成排气管,使排气管能与馈电系统同步施工,分段下放;排气管采用多抱箍件固定,不易损坏折断;通过土工布对填充颗粒的过滤,能够在有效排气的同时防止底部焦炭颗粒的堵塞;深井型直流接地极的垂直排气系统全断面布置于深井中,在产气段采用管壁开孔方式排气,在绝缘段不开孔,能有效排走产气段的气体,减小气阻效应;在U型顶部设置排气管封口,能够防止顶部动物或施工阻塞,对于突破接地极工程排气难题具有重要意义。
[0058] 需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
[0059] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
权利要求:1.一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,包括:第一排气管、第二排气管、U型底座、隔离布和填充颗粒;
所述第一排气管和第二排气管固定于延伸至井下的深井型接地极馈电系统外侧;所述第一排气管位于井下的一端和第二排气管位于井下的一端通过U型底座连接;所述第一排气管和第二排气管的管壁分布排气孔;所述隔离布包覆于所述排气孔的外侧;
所述填充颗粒填充于所述第一排气管、第二排气管与井壁之间。
2.如权利要求1所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,所述第一排气管、第二排气管分别由多段排气段首尾连接成;各所述排气段之间通过承插式热熔连接。
3.如权利要求1所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,所述第一排气管和第二排气管通过抱箍件固定于所述馈电系统的外侧。
4.如权利要求1所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,还包括第一U型顶座和第二U型顶座;
所述第一U型顶座的一端与所述第一排气管延伸出地面的一端连接,所述第一U型顶座的另一端朝向地面;
所述第二U型顶座的一端与所述第二排气管延伸出地面的一端连接,所述第二U型顶座的另一端朝向地面。
5.如权利要求4所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,所述第一U型和所述第二U型顶座朝向地面的一端分别设有排气管封口。
6.如权利要求1所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,还包括:底盖;所述第一排气管和第二排气管与所述U型底座的连接处通过所述底盖进行固定。
7.如权利要求1所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,所述排气孔均仅分布于所述第一排气管和第二排气管处于产气段的部分。
8.如权利要求1所述的一种深井型接地极的排气系统,其特征在于,所述隔离布具体为土工布。
公开号:CN110600902
申请号:CN201910818348.4A
发明人:贾磊 蔡汉生 饶宏 胡上茂 刘刚 廖民传 张义 施健 屈路 胡泰山 李瑞显 梅琪 刘浩
申请人:南方电网科学研究院有限责任公司中国南方电网有限责任公司
申请日:2019-08-30
公开日:2019-12-20