CN101975078A - 瓦斯抽采钻孔联管装置及其安装使用方法 - Google Patents

瓦斯抽采钻孔联管装置及其安装使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓦斯抽采钻孔联管装置及其安装使用方法,其中联管装置包括封孔管连接管件、竖向连接管件、五通阀、横向连接管件、瓦斯抽采总管连接管件,封孔管连接管件的出气口通过竖向连接管件与五通阀的进气口密封连接,五通阀的出气口通过横向连接管件与瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接,本发明的安装使用方法简便易行,易于操作和进行各种调节,联管速度快,充分提高煤矿瓦斯抽采作业的安全性能,实用性强,易于推广应用。

Description

瓦斯抽采钻孔联管装置及其安装使用方法
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域,具体涉及一种在煤矿本煤层顺层钻孔施工形成并在封孔之后的瓦斯抽采钻孔联管装置及其安装使用方法。
背景技术
煤层瓦斯抽采是治理矿井瓦斯和防治煤与瓦斯突出最有效方法之一,它不仅是安全生产的需要,也是节省能源、保护环境的迫切需要。联管装置是保障瓦斯抽采顺利进行的关键设备,瓦斯浓度高低又是决定抽出的瓦斯能否被利用的先决条件。长期以来我国瓦斯抽采钻孔联管装置当中所使用的主要是铁件阀体和双抗吸排管,通过铁丝进行捆扎,这种管路连接存在的问题较多,主要表现在联管速度慢、设备笨重、成本高、抗腐蚀能力差、不能重复利用、没有标准联管件等缺点,这就使得瓦斯抽采管路存在漏气等隐患,因此需要许多钻孔关闭,不但造成资源的巨大浪费,而且给煤矿安全生产留下巨大隐患。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处,提供了一种联管速度快、设备轻巧、成本低、抗腐蚀能力强、密封性好、可以多次重复利用的瓦斯抽采钻孔联管装置及其安装使用方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:瓦斯抽采钻孔联管装置,包括封孔管连接管件、竖向连接管件、五通阀、横向连接管件、瓦斯抽采总管连接管件,封孔管连接管件的出气口通过竖向连接管件与五通阀的进气口密封连接,五通阀的出气口通过横向连接管件与瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
所述联管装置还包括放水器,放水器的进气口和出气口分别与横向连接管件的出气口和瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
所述联管装置还包括孔板流量计,孔板流量计的进气口和出气口分别与放水器的出气口和瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
所述封孔管连接管件、竖向连接管件和五通阀均至少设有一个,五通阀包括阀体,阀体上设有内部相互连通的上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头、下疏通接头和测气嘴,其中上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头上分别螺接有上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母,下疏通接头螺接有水渣沉淀器,竖向连接管件的出气口插设到上连接管接头内并通过上管箍螺母紧固密封连接,一个五通阀的左连接管接头和与其相邻的一个五通阀的右连接管接头之间通过五通阀间连接管件密封连接,最左端五通阀的左连接管接头或右端的右连接管接头上螺接有堵盖;所述测气嘴设在上连接管接头上,测气嘴上设有带橡皮圈的橡皮帽,橡皮圈套设在上连接管接头上;阀体上设有瓦斯流量调节装置,瓦斯流量调节装置包括设在阀体内的套筒阀芯,套筒阀芯的轴向两端分别与左连接管接头和右连接管接头连通,套筒阀芯圆周上下对称设有分别与上连接管接头和下疏通接头的上开口和下开口,左连接管接头或右连接管接头上转动连接有开关环,左连接管接头或右连接管接头上对应于开关环开设有四分之一的圆周环隙,开关环通过穿设在圆周环隙内的固定螺栓与套筒阀芯固定连接,开关环上设有刻度线,阀体上设有与刻度线对应的定位标志。
所述上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头内部轴向为内小外大两种不同内径的结构,上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头内侧端口处均设有具有环状倒角的内台阶,上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母内侧上表面均设有具有环状倒角的外台阶,外台阶与内台阶之间设有梯形密封圈;所述套筒阀芯的上开口、下开口的形状为矩形,上连接管接头和下疏通接头与套筒阀芯的上开口、下开口对应连通的开口形状也为矩形,上连接管接头的矩形开口外侧与套筒阀芯外缘之间设有矩形密封圈;所述开关环内圈与左连接管接头或右连接管接头表面之间设有两道密封圈,水渣沉淀器与下疏通接头的连接处设有Ο型密封圈。
所述孔板流量计包括上游直管和下游直管,上游直管与下游直管连接处设有标准孔板,上游直管和下游直管上分别设有上游测气嘴和下游测气嘴,所述上游直管下部与下游直管上部同轴固定连接,上游直管下部设有具有环形凸台阶的凸连接头,下游直管上部设有具有环形凹台阶的凹连接头,凸连接头插设在凹连接头内,凸连接头与凹连接头过盈配合连接,标准孔板被压接在凸连接头下端面与环形凹台阶之间;上游测气嘴和下游测气嘴上分别设有一个带有橡皮环的橡皮帽,两橡皮环分别套在上游直管和下游直管上。
所述放水器的进气口和出气口分别连接有一套放水器连接管件,放水器连接管件包括与放水器连接的下内套管、放水器竖向外套管和上内套管,下内套管和上内套管分别插设在放水器竖向外套管内并分别通过一个变径胶套密封连接,放水器上部和端部分别设有平衡管和放水管,放水器的下内套管、平衡管和放水管上分别设有一个闸阀;横向连接管件与五通阀间连接管件结构相同,五通阀间连接管件包括横向外套管、横向左内套管、横向右内套管,横向左内套管和横向右内套管插设在横向外套管内并分别通过一个变径胶套密封连接,横向左内套管和横向右内套管分别插设在一个五通阀的右连接管接头和与其相邻的一个五通阀的左连接管接头并分别通过右管箍螺母和左管箍螺母紧固密封连接;竖向连接管件包括阀体竖向连接管和竖向内套管,阀体竖向连接管插设在上连接管接头内并通过上管箍螺母紧固密封连接,竖向内套管插设在阀体竖向连接管内并通过一个变径胶套密封连接;封孔管连接管件包括封孔连接管和其上套设的变径胶套;瓦斯抽采总管连接管件包括串孔竖向外套管、上串孔内套管和下串孔内套管,上串孔内套管和下串孔内套管分别插设在串孔竖向外套管内并分别通过一个变径胶管紧固密封连接,上串孔内套管上端与瓦斯抽采总管连接;孔板流量计左右两端分别插设有流量计左内套管和流量计右内套管并分别通过一个变径胶套紧固密封连接;放水器连接管件的上内套管分别与横向连接管件的横向左内套管和流量计右内套管通过一个连接弯管密封连接;竖向连接管件的竖向内套管与封孔连接管通过一个波纹管弯头密封连接;瓦斯抽采总管连接管件的下串孔内套管与流量计左内套管通过一个连接弯管密封连接。
瓦斯抽采钻孔联管装置的安装使用方法,包括以下步骤:
⑴、封孔管连接管件与封孔管之间的连接 
将封孔管上面清理干净,将变径胶套一端套在封孔管上,另一端套在封孔连接管的一端,调节其长度到适当位置,封孔连接管的另一端连接上波纹管弯头;
⑵、波纹管弯头与相邻五通阀之间的连接
根据钻孔口到横向连接管件间垂高截取一段阀体竖向连接管,将其下端依次套上上管箍螺母和梯形密封圈,插入到上连接管接头内,下端顶紧接上连接管接头内部变径处边缘,拧紧上管箍螺母;阀体竖向连接管上端套上变径胶套,变径胶套上端与竖向内套管连接,将步骤⑴中已经连好的波纹管弯头的一端与竖向内套管连接,上下抽动调节好适当位置即可;
⑶、相邻五通阀之间的连接
将一串钻孔内的所有钻孔都按以上步骤连接好之后,开始钻孔与钻孔之间的并联,取横向外套管一段,在横向外套管两端各安装上一个变径胶套,设钻孔间距为L,截取两段长为小于L/2的横向左内套管和横向右内套管,横向左内套管左端依次套上左管箍螺母、梯形密封圈,然后插入阀体的左连接管接头内,使横向左内套管顶端与左连接管接头内的变径处紧密接触,拧紧左管箍螺母;在横向右内套管依次套上右管箍螺母、梯形密封圈,然后插入阀体的右连接管接头内,使横向右内套管顶端与右连接管接头内的变径处紧密接触,拧紧右管箍螺母;最后用带变径胶套的横向外套管将横向左内套管和横向右内套管连接起来,并调节适当距离,其它钻孔之间的并联按以上步骤进行;
⑷、五通阀与放水器之间的连接
一串钻孔连接之后,从最前端的五通阀的左连接管接头内插入一段横向右内套管,在横向右内套管65左端连接上横向外套管并通过变径胶套紧固,横向外套管左端连接上横向左内套管并通过变径胶套紧固,横向左内套管再与放水器的上内套管通过连接弯管连接,接着进行放水器的上内套管与竖向外套管通过变径胶套连接,竖向外套管与下内套管通过变径胶套相连接;
⑸、放水器和孔板流量计之间的连接
先进行放水器的出口端的竖向外套管与下内套管通过变径胶套的连接,接着进行放水器的上内套管与竖向外套管通过变径胶套连接,放水器的上内套管再与流量计右内套管通过连接弯管连接;
⑹、孔板流量计与瓦斯抽采总管之间的连接
先将流量计左内套管通过连接弯管与下串孔内套管下端连接,下串孔内套管上端再与串孔竖向外套管通过变径胶管密封连接,串孔竖向外套管与上串孔内套管通过变径胶管密封连接,上串孔内套管上端与瓦斯抽采总管连接;
⑺、在安装过程中可根据情况隔一段距离将管件悬吊在井下巷道预埋的锚杆之上,并调节管路之间的长度,使管路保持水平。
在实际安装使用过程中,可以进行以下调节和使用:
⑴、钻孔间距调节
钻孔间距如发生变化,可通过调节横向左内套管和横向右内套管在横向外套管内部的伸缩程度,在调节过程中变径胶套起到允许横向左内套管和横向右内套管在横向外套管内滑动并密封管路作用;
⑵、阀体到钻孔高度的调节
如需调节阀体到钻孔的距离,可通过抽拔竖向内套管在阀体竖向连接管内的高度来调节;
⑶、管路到巷道壁间距的调节
如在巷道内遇到锚杆、锚索等障碍物,需要调节管路到巷道壁的间距时,可以通过抽拔封孔连接管在封孔管内的伸缩长度来控制;
⑷、钻孔角度的调节
钻孔角度发生变化时,可通过调节封孔管连接管件与竖向连接管件之间的波纹管弯头的弯曲角度来实现;
⑸、钻孔瓦斯流量的调节
如遇到钻孔漏气,需要通过调节钻孔瓦斯流量来调节钻孔瓦斯浓度时,只需旋转开关环,使开关环上的刻度线大小与定位标志对应,开关环通过固定螺栓带动套筒阀芯转动,固定螺栓在左连接管接头或右连接管接头上四分之一的圆周环隙内转动,从而调整上连接管接头下部的矩形开口与套筒阀芯上部的矩形上开口的连通大小,瓦斯由上连接管接头向左连接管接头或右连接管接头的流量即改变。
⑹、五通阀的使用方法
当钻孔内有煤屑或者水时,煤屑由于重力作用会沉淀在水渣沉淀器内,当出现钻孔煤屑过多引起的阀体内部堵塞,扭下水渣沉淀器对水渣沉淀器内部腔体盛装的煤屑或者水进行清理,避免管路堵塞,也可以定期对水渣沉淀器进行清理;需要测量钻孔内的瓦斯压力和瓦斯浓度,拧下阀体上橡皮帽,使用测量仪器在测气嘴处进行测量。
⑺、孔板流量计的使用方法
当需要测量瓦斯混合气体的流量时,取下孔板流量计上的两个橡皮帽,将U型压差计的两个测量口与上游测气嘴和下游测气嘴连接,U型压差计测出两个测量口瓦斯混合气体之间的压力差,根据测量出的压力差及矿井下所测得温度数值,计算出瓦斯混合气体的流量。
⑻、放水器的使用方法
当放水器内的水需要放出时,关闭与放水器连接的两根下内套管上的闸阀,打开平衡管和放水管上闸阀,水便从放水管排出;如煤层不存在水分,可以省下放水器,将孔板流量计直接通过变径胶套与横向连接管件连接;如不需要连接孔板流量计,可将孔板流量计换成相同长度的横向外套管;如不需要连接放水器也不需要连接孔板流量计,可将孔板流量计和放水器换成相同长度的横向外套管,横向外套管与横向连接管件连接。
管路部件的回收并再次利用包括以下步骤:
⑴、从封孔管上拔下变径胶套,将封孔连接管从封孔管内抽出,将竖向内套管在阀体竖向连接管中抽出,扭下五通阀上的上管箍螺母,从中取下阀体竖向连接管。
⑵、顺次拔下各个变径胶套,拆除各个孔之间的横向外套管,顺次扭下各个阀体的左管箍螺母和右管箍螺母,卸下横向左内套管和横向右内套管,将各个管件按照型号分放在一起,即可为下次联管复用。
采用上述技术方案,达到的有益效果有:
1、煤层当中的瓦斯混合气体依次通过封孔管连接管件、竖向连接管件、五通阀、横向连接管件、瓦斯抽采总管连接管件输送到瓦斯抽采总管内,这些部件可以采用PE(PE=Polyethylene,聚乙烯)材料制成,结构简单、设备轻巧、成本低、抗腐蚀能力强。
2、当煤层含水量很高时候,需要加上放水器,将管路中的水排出;当需要测量管路中出瓦斯混合气体的流量时,就需要在管路中加上孔板流量计。
3、阀体具有五个通路,瓦斯从上连接管接头进入,从左连接管接头或者右连接管接头排出,下疏通接头螺接的下水渣沉淀器内部具有一定的体积空间,用于沉淀清理气路中沉淀的煤屑和水,水渣沉淀器的体积大小可以根据实际情况进行体积和形状的适当改变;测气嘴用于测量气路中瓦斯浓度和压力,可以根据实际需要,操作瓦斯流量调节装置来调整阀体内通道大小以调节瓦斯流量;通过旋转开关环,通过固定螺栓带动套筒阀芯转动,通过调整其上开口与上连接管接头的矩形上开口的连通大小,就可以达到调节瓦斯流量的目的;开关环上设有刻度线,阀体上设有与刻度线对应的定位标志,刻度线指示阀体内的开口大小,这便于旋转操作开关环使其刻度线与定位标志对应,达到定量地调节瓦斯流量的功能;测气嘴的橡皮帽,使用橡胶注塑而成,带有橡皮圈,具有一定的弹性,橡皮圈可套在阀体的上连接管接头上,防止取下橡皮帽后丢失。
4、梯形密封圈起到密封竖向连接管与上连接管接头、左横向连接管与左连接管接头、右横向连接管和右连接管接头之间连接处的作用;矩形密封圈和开关环内侧设置的两道密封圈均起到密封使连接转动处不漏气的作用。
5、上游直管下部与下游直管上部同轴固定连接,省去了一对法兰盘,重量减轻,降低成本;下游直管的凹连接头及环形凹台阶采用内削加工,下游直管的凸连接头及环形凸台阶采用外削加工,凹连接头的内径与凸连接头的外径相当,标准孔板的外径等于凹连接头的内径,凸连接头长度等于凹连接头长度减去标准减去孔板的厚度,凹连接头与凸连接头过盈配合连接,密封严实不漏气,标准孔板压接在凸连接头与环形凹台阶之间,不仅牢靠,而且同心度好,这样就可以确保测量数据的精准性;在进行测量流量时,可将橡皮帽取下,橡皮环套在上游直管和下游直管上可以避免橡皮帽丢失。
6、封孔管连接管件、竖向连接管件、五通阀间连接管件、横向连接管件、瓦斯抽采总管连接管件的具体结构可以使各个管件能适应巷道变形、钻孔间距变化、钻孔高度变化、钻孔角度变化,并可调节单孔瓦斯抽采流量,并可以重复使用。
本发明的安装使用方法简便易行,易于操作,联管速度快,充分提高煤矿瓦斯抽采作业的安全性能,实用性强,易于推广应用。
附图说明
图1是本发明使用状态的示意图;
图2是本发明当中五通阀的结构示意图;
图3是本发明当中五通阀的剖面结构示意图;
图4是本发明当中孔板流量计的结构示意图;
图5是本发明当中孔板流量计的上游直管的结构示意图;
图6是本发明当中孔板流量计的下游直管的结构示意图;
图7是本发明当中波纹管弯头结构示意图;
图8是本发明当中连接弯管结构示意图;
图9是本发明当中变径胶套结构示意图。
具体实施方式
如图1~图9所示,本发明的瓦斯抽采钻孔联管装置,包括封孔管连接管件、竖向连接管件、五通阀50、横向连接管件、放水器51、孔板流量计52、瓦斯抽采总管连接管件,封孔管连接管件的出气口通过竖向连接管件与五通阀50的进气口密封连接,五通阀50的出气口通过横向连接管件与放水器51的进气口连接,孔板流量计52的进气口和出气口分别与放水器51的出气口和瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
封孔管连接管件、竖向连接管件和五通阀50均至少设有一个,五通阀包括阀体1,阀体1上设有内部相互连通的上连接管接头2、左连接管接头3、右连接管接头4、下疏通接头5和测气嘴6,其中上连接管接头2、左连接管接头3和右连接管接头4上分别螺接有上管箍螺母7、左管箍螺母8和右管箍螺母9,下疏通接头5螺接有水渣沉淀器10,水渣沉淀器10内腔的体积大小可以根据实际情况进行体积和形状的适当改变;竖向连接管件的出气口插设到上连接管接头2内并通过上管箍螺母7紧固密封连接,一个五通阀50的左连接管接头3和与其相邻的一个五通阀50的右连接管接头4之间通过五通阀间连接管件密封连接,最右端的右连接管接头3上螺接有堵盖53;测气嘴6设在上连接管接头2上,测气嘴6上设有带橡皮圈14的橡皮帽15,橡皮圈14套设在上连接管接头2上,阀体1上设有瓦斯流量调节装置。瓦斯流量调节装置包括设在阀体1内的套筒阀芯16,套筒阀芯16的轴向两端分别与左连接管接头3和右连接管接头4连通,套筒阀芯16圆周上下对称设有分别与上连接管接头2和下疏通接头5的矩形上开口17和下开口18,右连接管接头4上转动连接有开关环19,右连接管接头4上对应于开关环19开设有两道四分之一的圆周环隙20,开关环19通过穿设在两道圆周环隙20内的两个固定螺栓21与套筒阀芯16固定连接。开关环19上设有刻度线30,阀体1上设有与刻度线30对应的定位标志22。
上连接管接头2、左连接管接头3、右连接管接头4内部轴向为内小外大两种不同内径的结构,上连接管接头2、左连接管接头3、右连接管接头4内侧端口处均设有具有环状倒角的内台阶11,上管箍螺母7、左管箍螺母8和右管箍螺母9内侧上表面均设有具有环状倒角的外台阶12,外台阶12与内台阶11之间设有梯形密封圈13。测气嘴6设在上连接管接头2上,测气嘴6上设有带橡皮圈14的橡皮帽15,橡皮圈14套设在上连接管接头2上,阀体1上设有瓦斯流量调节装置。上连接管接头2和下疏通接头5与套筒阀芯16的上开口17、下开口18对应连通的开口23形状也为矩形,上连接管接头2的矩形开口23外侧与套筒阀芯16外缘之间设有矩形密封圈24。开关环19内圈与右连接管接头4表面之间设有两道密封圈25, 水渣沉淀器10与下疏通接头5的连接处设有Ο型密封圈26。
孔板流量计52包括上游直管30和下游直管31,上游直管30与下游直管31连接处设有标准孔板32,上游直管30和下游直管31上分别设有上游测气嘴33和下游测气嘴34,上游直管30下部与下游直管31上部同轴固定连接,上游直管30下部设有具有环形凸台阶35的凸连接头36,下游直管31上部设有具有环形凹台阶37的凹连接头38,凸连接头36插设在凹连接头38内,凸连接头36与凹连接头38过盈配合连接,标准孔板32被压接在凸连接头36下端面与环形凹台阶37之间;上游测气嘴33和下游测气嘴34上分别设有橡皮帽39和橡皮帽40,橡皮帽39和橡皮帽40上设有分别套在上游直管30和下游直管31上的橡皮环41和橡皮环42(图1中虚线)。上游直管30是指瓦斯气体进入流量计的管路,下游直管31是指瓦斯气体从标准孔板32流出以后经过的流量计所在的管路。标准孔板32为矿用标准孔板,其内径和外径大小由所测管路而定。在标准孔板32内孔的孔径小的一侧与下游直管内部环形凹台阶37紧密接触,然后在下游直管31上轴向距离标准孔板32的D/2(D为上游直管30和下游直管31的内径尺寸)处钻孔,在上游直管30轴向距离标准孔板32的D处钻孔,上游测气嘴33和下游测气嘴34均用铜棒加工而成,中部设有测气孔,一端有丝扣,在上游直管30和下游直管31钻孔处设置上游测气嘴33和下游测气嘴34。
放水器51的进气口和出气口分别连接有一套放水器连接管件,放水器连接管件包括与放水器51连接的下内套管54、放水器竖向外套管55和上内套管56,下内套管54和上内套管56分别插设在放水器竖向外套管55内并分别通过变径胶套57和变径胶套58密封连接,放水器51上部和端部分别设有平衡管59和放水管60,放水器51的下内套管54、平衡管59和放水管60上分别设有闸阀61、闸阀62、闸阀63;横向连接管件与五通阀间连接管件结构相同,均包括横向外套管64、横向左内套管65、横向右内套管66,横向左内套管65和横向右内套管66插设在横向外套管64内并分别通过变径胶套67和变径胶套68密封连接,横向左内套管65和横向右内套管66分别插设在一个五通阀50的右连接管接头4和与其相邻的一个五通阀50的左连接管接头3并分别通过右管箍螺母9和左管箍螺母8紧固密封连接;竖向连接管件包括阀体竖向连接管69和竖向内套管70,阀体竖向外套69管插设在上连接管接头2内并通过上管箍螺母7紧固密封连接,竖向内套管70插设在阀体竖向连接管69内并通过变径胶套71密封连接;封孔管连接管件包括插设在封孔管80内的封孔连接管72和其上套设的变径胶套73;瓦斯抽采总管连接管件包括串孔竖向外套管74、上串孔内套管75和下串孔内套管76,上串孔内套75管和下串孔内套管76分别插设在串孔竖向外套管74内并分别通过变径胶管77和变径胶套78紧固密封连接,上串孔内套管75上端与瓦斯抽采总管79连接;孔板流量计52左右两端分别插设有流量计左内套管81和流量计右内套管82并分别通过变径胶套83和变径胶套84紧固密封连接;放水器连接管件的上内套管56分别与横向连接管件的横向左内套管65和流量计右内套管82通过连接弯管85和连接弯管86密封连接;竖向连接管件的竖向内套管70与封孔连接管72通过波纹管弯头87密封连接;瓦斯抽采总管连接管件的下串孔内套管76与流量计左内套管81通过连接弯管88密封连接。
本发明的安装方法,包括以下步骤:
⑴、封孔管连接管件与封孔管80之间的连接 
将封孔管80上面清理干净,将变径胶套73一端套在封孔管80上,另一端套在封孔连接管72的一端,调节其长度到适当位置,封孔连接管72的另一端连接上波纹管弯头87;
⑵、波纹管弯头87与五通阀50之间的连接
根据钻孔口到横向连接管件间垂高截取一段阀体竖向连接管69,将其下端依次套上上管箍螺母7和梯形密封圈13,插入到上连接管接头2内,下端顶紧接上连接管接头2内部变径处27边缘,拧紧上管箍螺母7;阀体竖向连接管69上端套上变径胶套71,变径胶套71上端与竖向内套管70连接,将步骤⑴中已经连好的波纹管弯头87的一端与竖向内套管70连接,上下抽动调节好适当位置即可;
⑶、相邻五通阀50之间的连接
将一串钻孔内的所有钻孔都按以上步骤连接好之后,开始钻孔与钻孔之间的并联,取横向外套管64一段,在横向外套管64左右两端各安装上变径胶套67和变径胶套68,设钻孔间距为L,截取两段长为小于L/2的横向左内套管65和横向右内套管66,横向左内套管65左端依次套上左管箍螺母8、梯形密封圈13,然后插入阀体1的左连接管接头3内,使横向左内套管65顶端与左连接管接头3内的变径处28紧密接触,拧紧左管箍螺母8;在横向右内套管66依次套上右管箍螺母9、梯形密封圈13,然后插入阀体1的右连接管接头4内,使横向右内套管66顶端与右连接管接头4内的变径处29紧密接触,拧紧右管箍螺母9;最后用带变径胶套67和变径胶套68的横向外套管64将横向左内套管65和横向右内套管66连接起来,并调节适当距离,其它钻孔之间的并联按以上步骤进行;
⑷、五通阀50与放水器51之间的连接
一串钻孔连接之后,从最前端的五通阀50的左连接管接头3内插入一段横向右内套管66,在横向右内套管66左端连接上横向外套管64并通过变径胶套67紧固,横向外套管64左端连接上横向左内套65管并通过变径胶套68紧固,横向左内套管65再与放水器51的上内套管56通过连接弯管连接,接着进行放水器51的上内套管56与竖向外套管55通过变径胶套58连接,竖向外套管55与下内套管54通过变径胶套57相连接;
⑸、放水器51和孔板流量计52之间的连接
先进行放水器51的出口端的竖向外套管55与下内套管54通过变径胶套57的连接,接着进行放水器51的上内套管56与竖向外套管55通过变径胶套58连接,放水器51的上内套管56再与流量计右内套管82通过连接弯管86连接;
⑹、孔板流量计52与瓦斯抽采总管79之间的连接
先将流量计左内套管81通过连接弯管88与下串孔内套管76下端连接,下串孔内套管76上端再与串孔竖向外套管74通过变径胶管78密封连接,串孔竖向外套管74与上串孔内套75管通过变径胶管77密封连接,上串孔内套管75上端与瓦斯抽采总管79连接;
⑺、在安装过程中可根据情况隔一段距离将管件悬吊在井下巷道预埋的锚杆之上,并调节管路之间的长度,使管路保持水平。
在实际安装使用过程中,可以进行以下调节:
⑴、钻孔间距调节
钻孔间距如发生变化,可通过调节横向左内套管65和横向右内套管66在横向外套管64内部的伸缩程度,在调节过程中变径胶套67和变径胶套68起到允许横向左内套管65和横向右内套管66在横向外套管64内滑动并密封管路作用;
⑵、阀体1到钻孔高度的调节
如需调节阀体1到钻孔的距离,可通过抽拔竖向内套管70在阀体竖向连接管69内的高度来调节;
⑶、管路到巷道壁间距的调节
如在巷道内遇到锚杆、锚索等障碍物,需要调节管路到巷道壁的间距时,可以通过抽拔封孔连接管72在封孔管80内的伸缩长度来控制;
⑷、钻孔角度的调节
钻孔角度发生变化时,可通过调节封孔管连接管件与竖向连接管件之间的波纹管弯头87的弯曲角度来实现;
⑸、钻孔瓦斯流量的调节
如遇到钻孔漏气,需要通过调节钻孔瓦斯流量来调节钻孔瓦斯浓度时,只需旋转开关环19,使开关环19上的刻度线30大小与定位标志22对应,开关环19通过两根固定螺栓21带动套筒阀芯16转动,两根固定螺栓21在右连接管接头4上两道四分之一的圆周环隙20内转动,从而调整上连接管接头2下部的矩形开口23与套筒阀芯16上部的矩形上开口17的连通大小,瓦斯由上连接管接头2向左连接管接头3和右连接管接头4的流量即改变。
⑹、五通阀的使用方法
当钻孔内有煤屑或者水时,煤屑由于重力作用会沉淀在水渣沉淀器10内,当出现钻孔煤屑过多引起的阀体1内部堵塞,扭下水渣沉淀器10对水渣沉淀器内部腔体盛装的煤屑或者水进行清理,避免管路堵塞,也可以定期对水渣沉淀器10进行清理;需要测量钻孔内的瓦斯压力和瓦斯浓度,拧下橡皮帽15,使用测量仪器在测气嘴6处进行测量。
⑺、孔板流量计的使用方法
当需要测量瓦斯混合气体的流量时,取下孔板流量计52上的橡皮帽39和橡皮帽40,将U型压差计的两个测量口与上游测气嘴33和下游测气嘴34连接,U型压差计测出两个测量口瓦斯混合气体之间的压力差,根据测量出的压力差及矿井下所测得温度数值,计算出瓦斯混合气体的流量。
⑻、放水器的使用方法
当放水器51内的水需要放出时,关闭与放水器51连接的两根下内套管54上的闸阀61,打开平衡管59和放水管60上闸阀62和闸阀63,水便从放水管60排出;如煤层不存在水分,可以省下放水器51,将孔板流量计51直接通过变径胶套与横向连接管件连接;如不需要连接孔板流量计51,可将孔板流量计52换成相同长度的横向外套管64;如不需要连接放水器51也不需要连接孔板流量计52,可将孔板流量计52和放水器51换成相同长度的横向外套管64,横向外套管64与横向连接管件连接。
该联管装置当中管路部件的回收并再次利用包括以下步骤:
⑴、从封孔管80上拔下变径胶套73,将封孔连接管72从封孔管80内抽出,将竖向内套管70在阀体竖向连接管69中抽出,扭下五通阀50上的上管箍螺母7,从中取下阀体竖向连接管69。
⑵、顺次拔下各个变径胶套,拆除各个孔之间的横向外套管64,顺次扭下各个阀体1的左管箍螺母8和右管箍螺母9,卸下横向左内套管65和横向右内套管66,将各个管件按照型号分放在一起,即可为下次联管复用。

Claims (10)

1.瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:包括封孔管连接管件、竖向连接管件、五通阀、横向连接管件、瓦斯抽采总管连接管件,封孔管连接管件的出气口通过竖向连接管件与五通阀的进气口密封连接,五通阀的出气口通过横向连接管件与瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:所述联管装置还包括放水器,放水器的进气口和出气口分别与横向连接管件的出气口和瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:所述联管装置还包括孔板流量计,孔板流量计的进气口和出气口分别与放水器的出气口和瓦斯抽采总管连接管件的进气口密封连接。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:所述封孔管连接管件、竖向连接管件和五通阀均至少设有一个,五通阀包括阀体,阀体上设有内部相互连通的上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头、下疏通接头和测气嘴,其中上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头上分别螺接有上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母,下疏通接头螺接有水渣沉淀器,竖向连接管件的出气口插设到上连接管接头内并通过上管箍螺母紧固密封连接,一个五通阀的左连接管接头和与其相邻的一个五通阀的右连接管接头之间通过五通阀间连接管件密封连接,最左端五通阀的左连接管接头或右端的右连接管接头上螺接有堵盖;所述测气嘴设在上连接管接头上,测气嘴上设有带橡皮圈的橡皮帽,橡皮圈套设在上连接管接头上;阀体上设有瓦斯流量调节装置,瓦斯流量调节装置包括设在阀体内的套筒阀芯,套筒阀芯的轴向两端分别与左连接管接头和右连接管接头连通,套筒阀芯圆周上下对称设有分别与上连接管接头和下疏通接头的上开口和下开口,左连接管接头或右连接管接头上转动连接有开关环,左连接管接头或右连接管接头上对应于开关环开设有四分之一的圆周环隙,开关环通过穿设在圆周环隙内的固定螺栓与套筒阀芯固定连接,开关环上设有刻度线,阀体上设有与刻度线对应的定位标志。
5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:所述上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头内部轴向为内小外大两种不同内径的结构,上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头内侧端口处均设有具有环状倒角的内台阶,上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母内侧上表面均设有具有环状倒角的外台阶,外台阶与内台阶之间设有梯形密封圈;所述套筒阀芯的上开口、下开口的形状为矩形,上连接管接头和下疏通接头与套筒阀芯的上开口、下开口对应连通的开口形状也为矩形,上连接管接头的矩形开口外侧与套筒阀芯外缘之间设有矩形密封圈;所述开关环内圈与左连接管接头或右连接管接头表面之间设有两道密封圈,水渣沉淀器与下疏通接头的连接处设有Ο型密封圈。
6.根据权利要求5所述的瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:所述孔板流量计包括上游直管和下游直管,上游直管与下游直管连接处设有标准孔板,上游直管和下游直管上分别设有上游测气嘴和下游测气嘴,所述上游直管下部与下游直管上部同轴固定连接,上游直管下部设有具有环形凸台阶的凸连接头,下游直管上部设有具有环形凹台阶的凹连接头,凸连接头插设在凹连接头内,凸连接头与凹连接头过盈配合连接,标准孔板被压接在凸连接头下端面与环形凹台阶之间;上游测气嘴和下游测气嘴上分别设有一个带有橡皮环的橡皮帽,两橡皮环分别套在上游直管和下游直管上。
7.根据权利要求6所述的瓦斯抽采钻孔联管装置,其特征在于:所述放水器的进气口和出气口分别连接有一套放水器连接管件,放水器连接管件包括与放水器连接的下内套管、放水器竖向外套管和上内套管,下内套管和上内套管分别插设在放水器竖向外套管内并分别通过一个变径胶套密封连接,放水器上部和端部分别设有平衡管和放水管,放水器的下内套管、平衡管和放水管上分别设有一个闸阀;横向连接管件与五通阀间连接管件结构相同,五通阀间连接管件包括横向外套管、横向左内套管、横向右内套管,横向左内套管和横向右内套管插设在横向外套管内并分别通过一个变径胶套密封连接,横向左内套管和横向右内套管分别插设在一个五通阀的右连接管接头和与其相邻的一个五通阀的左连接管接头并分别通过右管箍螺母和左管箍螺母紧固密封连接;竖向连接管件包括阀体竖向连接管和竖向内套管,阀体竖向连接管插设在上连接管接头内并通过上管箍螺母紧固密封连接,竖向内套管插设在阀体竖向连接管内并通过一个变径胶套密封连接;封孔管连接管件包括封孔连接管和其上套设的变径胶套;瓦斯抽采总管连接管件包括串孔竖向外套管、上串孔内套管和下串孔内套管,上串孔内套管和下串孔内套管分别插设在串孔竖向外套管内并分别通过一个变径胶管紧固密封连接,上串孔内套管上端与瓦斯抽采总管连接;孔板流量计左右两端分别插设有流量计左内套管和流量计右内套管并分别通过一个变径胶套紧固密封连接;放水器连接管件的上内套管分别与横向连接管件的横向左内套管和流量计右内套管通过一个连接弯管密封连接;竖向连接管件的竖向内套管与封孔连接管通过一个波纹管弯头密封连接;瓦斯抽采总管连接管件的下串孔内套管与流量计左内套管通过一个连接弯管密封连接。
8.根据权利要求7所述的瓦斯抽采钻孔联管装置的安装使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
⑴、封孔管连接管件与封孔管之间的连接 
将封孔管上面清理干净,将变径胶套一端套在封孔管上,另一端套在封孔连接管的一端,调节其长度到适当位置,封孔连接管的另一端连接上波纹管弯头;
⑵、波纹管弯头与相邻五通阀之间的连接
根据钻孔口到横向连接管件间垂高截取一段阀体竖向连接管,将其下端依次套上上管箍螺母和梯形密封圈,插入到上连接管接头内,下端顶紧接上连接管接头内部变径处边缘,拧紧上管箍螺母;阀体竖向连接管上端套上变径胶套,变径胶套上端与竖向内套管连接,将步骤⑴中已经连好的波纹管弯头的一端与竖向内套管连接,上下抽动调节好适当位置即可;
⑶、相邻五通阀之间的连接
将一串钻孔内的所有钻孔都按以上步骤连接好之后,开始钻孔与钻孔之间的并联,取横向外套管一段,在横向外套管两端各安装上一个变径胶套,设钻孔间距为L,截取两段长为小于L/2的横向左内套管和横向右内套管,横向左内套管左端依次套上左管箍螺母、梯形密封圈,然后插入阀体的左连接管接头内,使横向左内套管顶端与左连接管接头内的变径处紧密接触,拧紧左管箍螺母;在横向右内套管依次套上右管箍螺母、梯形密封圈,然后插入阀体的右连接管接头内,使横向右内套管顶端与右连接管接头内的变径处紧密接触,拧紧右管箍螺母;最后用带变径胶套的横向外套管将横向左内套管和横向右内套管连接起来,并调节适当距离,其它钻孔之间的并联按以上步骤进行;
⑷、五通阀与放水器之间的连接
一串钻孔连接之后,从最前端的五通阀的左连接管接头内插入一段横向右内套管,在横向右内套管65左端连接上横向外套管并通过变径胶套紧固,横向外套管左端连接上横向左内套管并通过变径胶套紧固,横向左内套管再与放水器的上内套管通过连接弯管连接,接着进行放水器的上内套管与竖向外套管通过变径胶套连接,竖向外套管与下内套管通过变径胶套相连接;
⑸、放水器和孔板流量计之间的连接
先进行放水器的出口端的竖向外套管与下内套管通过变径胶套的连接,接着进行放水器的上内套管与竖向外套管通过变径胶套连接,放水器的上内套管再与流量计右内套管通过连接弯管连接;
⑹、孔板流量计与瓦斯抽采总管之间的连接
先将流量计左内套管通过连接弯管与下串孔内套管下端连接,下串孔内套管上端再与串孔竖向外套管通过变径胶管密封连接,串孔竖向外套管与上串孔内套管通过变径胶管密封连接,上串孔内套管上端与瓦斯抽采总管连接;
⑺、在安装过程中可根据情况隔一段距离将管件悬吊在井下巷道预埋的锚杆之上,并调节管路之间的长度,使管路保持水平。
9.根据权利要求8所述的瓦斯抽采钻孔联管装置的安装使用方法,其特征在于:在实际安装使用过程中,可以进行以下调节:
⑴、钻孔间距调节
钻孔间距如发生变化,可通过调节横向左内套管和横向右内套管在横向外套管内部的伸缩程度,在调节过程中变径胶套起到允许横向左内套管和横向右内套管在横向外套管内滑动并密封管路作用;
⑵、阀体到钻孔高度的调节
如需调节阀体到钻孔的距离,可通过抽拔竖向内套管在阀体竖向连接管内的高度来调节;
⑶、管路到巷道壁间距的调节
如在巷道内遇到锚杆、锚索等障碍物,需要调节管路到巷道壁的间距时,可以通过抽拔封孔连接管在封孔管内的伸缩长度来控制;
⑷、钻孔角度的调节
钻孔角度发生变化时,可通过调节封孔管连接管件与竖向连接管件之间的波纹管弯头的弯曲角度来实现;
⑸、钻孔瓦斯流量的调节
如遇到钻孔漏气,需要通过调节钻孔瓦斯流量来调节钻孔瓦斯浓度时,只需旋转开关环,使开关环上的刻度线大小与定位标志对应,开关环通过固定螺栓带动套筒阀芯转动,固定螺栓在左连接管接头或右连接管接头上四分之一的圆周环隙内转动,从而调整上连接管接头下部的矩形开口与套筒阀芯上部的矩形上开口的连通大小,瓦斯由上连接管接头向左连接管接头或右连接管接头的流量即改变。
⑹、五通阀的使用方法
当钻孔内有煤屑或者水时,煤屑由于重力作用会沉淀在水渣沉淀器内,当出现钻孔煤屑过多引起的阀体内部堵塞,扭下水渣沉淀器对水渣沉淀器内部腔体盛装的煤屑或者水进行清理,避免管路堵塞,也可以定期对水渣沉淀器进行清理;需要测量钻孔内的瓦斯压力和瓦斯浓度,拧下阀体上橡皮帽,使用测量仪器在测气嘴处进行测量。
⑺、孔板流量计的使用方法
当需要测量瓦斯混合气体的流量时,取下孔板流量计上的两个橡皮帽,将U型压差计的两个测量口与上游测气嘴和下游测气嘴连接,U型压差计测出两个测量口瓦斯混合气体之间的压力差,根据测量出的压力差及矿井下所测得温度数值,计算出瓦斯混合气体的流量。
⑻、放水器的使用方法
当放水器内的水需要放出时,关闭与放水器连接的两根下内套管上的闸阀,打开平衡管和放水管上闸阀,水便从放水管排出;如煤层不存在水分,可以省下放水器,将孔板流量计直接通过变径胶套与横向连接管件连接;如不需要连接孔板流量计,可将孔板流量计换成相同长度的横向外套管;如不需要连接放水器也不需要连接孔板流量计,可将孔板流量计和放水器换成相同长度的横向外套管,横向外套管与横向连接管件连接。
10.根据权利要求9所述的瓦斯抽采钻孔联管装置的安装使用方法,其特征在于:管路部件的回收并再次利用包括以下步骤:
⑴、从封孔管上拔下变径胶套,将封孔连接管从封孔管内抽出,将竖向内套管在阀体竖向连接管中抽出,扭下五通阀上的上管箍螺母,从中取下阀体竖向连接管。
⑵、顺次拔下各个变径胶套,拆除各个孔之间的横向外套管,顺次扭下各个阀体的左管箍螺母和右管箍螺母,卸下横向左内套管和横向右内套管,将各个管件按照型号分放在一起,即可为下次联管复用。
 
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