CN107701221A - 一种高负压管道瓦斯抽采计量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种高负压管道瓦斯抽采计量装置及其使用方法。一种高负压管道瓦斯抽采计量方法及装置，包括瓦斯抽采管、导流管、伸缩阀门套以及计量装置，计量装置由管路、储水箱、煤气表组成。本发明利用伸缩阀门套，同时缓慢打开煤气表进气口、出气口，可用于井下高负压瓦斯抽采钻孔和管道中的甲烷流量测量，既适用于无水钻孔管道又适用于有水钻孔管道，其在瓦斯流量的测量中，不但不增加抽采系统的阻力，还可减少抽采系统的阻力，实现瓦斯流量的精确测量，为瓦斯抽采计量、煤层瓦斯消突评价提供准确的计量方法和装备，对煤矿安全开采具有促进作用，还可应用于井下和地面高负压管道除甲烷之外的其它气体的流量测量。

Description

一种高负压管道瓦斯抽采计量装置及其使用方法

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种高负压管道瓦斯抽采计量装置及其使用方法。

背景技术

我国是产煤大国，煤层赋存结构复杂，存在着高瓦斯、高含量、低渗透的特点，因此要做到安全有效的开采煤炭，必须严格执行瓦斯治理的十六字方针：通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位。瓦斯抽采是煤矿瓦斯防治的治本之策，是否抽采达标，必须严格准确地进行抽采计量，因此抽采计量是非常关键的，现有的瓦斯流量测定方法有很多，诸如涡街流量计法、孔板流量计法，由于气流中存在着一定的水分，两者容易被腐蚀，都存在加大管网阻力、测定误差大的问题，不适合于单孔瓦斯抽采流量计量。

煤气表是国内外使用最便捷的气体计量器具，计量很精准，在家庭厨房中经常被使用，但煤气表也被广泛用于煤矿井下钻孔自然瓦斯流量测定，但煤气表由于其结构等原因，只能用于正压管道计量，很多人将其用于负压管道计量均没成功，因此有必要发明一种可用于高负压管道瓦斯抽采计量的装置，其能够确保煤气表进气口、出气口同时缓慢打开，可用于其它高（低）负压管道其它气体的测量，既适用于无水钻孔又适用于有水钻孔，其在瓦斯流量的测量中，不但不增加抽采系统的阻力，还可减少抽采系统的阻力，从而达到瓦斯流量的精确测量。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种高负压管道瓦斯抽采计量方法及装置，其能够确保煤气表进气口、出气口同时缓慢打开，既适用于无水钻孔又适用于有水钻孔，还可以减少抽采系统的阻力，从而达到瓦斯流量的精确测量。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，其特征在于，由导流管件（3）、伸缩阀门套（4）和计量装置（5）三个部分组成，并且通过导流管件的上下端口连接到瓦斯抽采系统中；所述导流管件的上端口（36）通过螺纹与瓦斯抽采系统的瓦斯抽采管（1）连接，所述导流管件的下端口（37）通过螺纹与瓦斯抽采系统的干管（2）连接，所述导流管件（3）通过第一管路（6）和第二管路（7）连通计量装置（5），使得流经气体形成回路，所述第一管路（6）上设置有第一阀门（41），所述第二管路（7）上设置有第二阀门（42），所述伸缩阀门套（4）的两端分别套在第一阀门（41）和第二阀门（42），用于同时打开或者同时关闭第一管路（6）和第二管路（7），所述计量装置（5）包括储水箱（51）、第三管路（52）、煤气表（54），所述第一管路连接于计量装置的储水箱（51），所述储水箱（51）通过第三管路（52）连接煤气表（54），所述第二管路（7）连接于计量装置的煤气表（54），所述储水箱（51）底部设置有放水阀门（56）。

进一步，所述导流管件包括导流管（31）以及在导流管上设置的铁塞接头（32）、第一胶塞接头（33）、第二胶塞接头（34）、导流管阀门（35），所述铁塞接头（32）封闭且位于第一胶塞接头（33）上方，所述导流管阀门（35）位于第一胶塞接头（33）和第二胶塞接头（34）之间，所述第一胶塞接头（33）与第一管路（6）相连接，所述第二胶塞接头（34）与第二管路（7）相连接。

进一步，所述伸缩阀门套（4）包括第一阀门套（43）、第二阀门套（44）、第一螺杆（45）、第二螺杆（46）和套管（47），所述套管（47）内设置有内螺纹（48），所述第一阀门套（43）与第一螺杆（45）是一体的，且通过第一螺杆（45）连接于套管的上端，所述第一阀门套（43）与位于第一管路上的第一阀门（41）连接，所述第二阀门套（44）与第二螺杆（46）是一体的，且通过第二螺杆（46）连接于套管的下端，所述第二阀门套（44）与位于第二管路上的第二阀门（42）连接。

一种高负压管道瓦斯抽采计量装置的使用方法，利用上述的一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，按如下步骤进行：

第一步，检查储水箱（51）中是否有水，打开储水箱的放水阀门（56），若储水箱（51）内有水流出，等待储水箱（51）内的水排完，关闭储水箱的放水阀门（56）；若储水箱（51）内没有水流出，即可直接关闭储水箱的放水阀门（56）；

第二步，关闭第一阀门（41）和第二阀门（42），将第一管路（6）与第一胶塞接头（33）相连接，将第二管路（7）与第二胶塞接头（34）相连接；

第三步，将伸缩阀门套（4）的第一阀门套（43）与第一阀门（41）配套连接，第二阀门套（44）与第二阀门（42）配套连接，使得伸缩阀门套（4）可同时控制第一阀门（41）和第二阀门（42）的开合，通过第一螺杆（45）和第二螺杆（46）在套筒（47）内伸缩，调节距离，使伸缩阀门套（4）的安装稳固；

第四步，关闭导流管阀门（35），手握伸缩阀门套（4）的中部，慢慢旋转，从而同时打开第一阀门（41）和第二阀门（42），使得钻孔内的气流经过第一管路（6），储水箱（51）,若气流中含有水，则气流在流经储水箱（51）时，气流中的水由于重力的作用而沉降在储水箱（51）中，气流则成为无水气流，进而经第三管路（52）和煤气表（54），并通过第二管路（7）回到导流管内；

第五步，观察煤气表的读数，煤气表转子转的稳定后，记下一个初始读数x₁，同时打开秒表，记录时间为5min，在5min那个时刻，记下一个最终读数x₂，因此就可计算出负压管道中瓦斯抽采量(m³/min)，即为(x₁-x₂)/5；

第六步，测试完毕后，手握伸缩阀门套（4）的中部，慢慢旋转，从而同时关闭第一阀门（41）和第二阀门（42），将第一管路（6）与第一胶塞接头（33）的连接打开，将第二管路（7）与第二胶塞接头（34）的连接打开，将第一胶塞盖（38）盖于第一胶塞接头（33）上，将第二胶塞盖（39）盖于第二胶塞接头（34）上；

第七步，打开导流管阀门（35），此时气流从瓦斯抽采管直接进入瓦斯抽采系统的干管，打开储水箱的阀门（56），排完储水箱内的水，然后关闭储水箱的阀门（56）为下次备用。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明利用伸缩阀门套，同时缓慢打开煤气表进气口、出气口可用于其它高（低）负压管道其它气体的测量，既适用于无水钻孔又适用于有水钻孔，其在瓦斯流量的测量中，不但不增加抽采系统的阻力，还可减少抽采系统的阻力，从而达到瓦斯流量的精确测量，从而对煤层瓦斯消突评定提供准确的数值。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中封闭状态下导流管件的结构示意图。

图3为本发明中伸缩阀门套的剖面结构示意图。

图4为本发明使用状态的气体流向示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，由导流管件3、伸缩阀门套4和计量装置5三个部分组成，并且通过导流管件的上下端口连接到瓦斯抽采系统中；所述导流管件的上端口36通过螺纹与瓦斯抽采系统的瓦斯抽采管1连通，所述导流管件的下端口37通过螺纹与瓦斯抽采系统的干管2连通；所述导流管件3通过第一管路6和第二管路7连通计量装置5，使得流经的瓦斯气体形成回路，所述计量装置5包括储水箱51、第三管路52、煤气表54，所述第一管路连接于计量装置的储水箱51，所述储水箱51通过第三管路52连接煤气表54，所述第二管路7与计量装置的煤气表54相连接，所述储水箱51底部设置有放水阀门56。

所述导流管件包括导流管31以及在导流管上设置的铁塞接头32、第一胶塞接头33、第二胶塞接头34、导流管阀门35，所述铁塞接头32封闭且位于第一胶塞接头33上方，所述导流管阀门35位于第一胶塞接头33和第二胶塞接头34之间，所述第一胶塞接头33与第一管路6相连接，所述第二胶塞接头34与第二管路7相连接，所述第一胶塞接头33不与第一管路6连接时可用第一胶塞盖38进行封堵，所述第二胶塞接头34不与第二管路7连接时可用第二胶塞盖39进行封堵，如图2所示，此时瓦斯气流从瓦斯抽采管1直接进入到瓦斯抽采系统的干管2中。

所述伸缩阀门套4的两端分别套位于第一管路上的第一阀门41和位于第二管路上的第二阀门42上，所述第一阀门41和第二阀门42的位置相对设置，用于同时打开或者同时关闭第一管路6和第二管路7，如图3所示，所述伸缩阀门套4包括第一阀门套43、第二阀门套44、第一螺杆45、第二螺杆46和套管47，所述套管47内设置有内螺纹48，所述第一阀门套43与第一螺杆45是一体的，且通过第一螺杆45连接于套管的上端，所述第一阀门套43与位于第一管路上的第一阀门41连接，所述第二阀门套44与第二螺杆46是一体的，且通过第二螺杆46连接于套管的下端，所述第二阀门套44与位于第二管路上的第二阀门42连接；

一种高负压管道瓦斯抽采计量装置的使用方法，利用上述的一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，按如下步骤进行：

第一步，检查储水箱51中是否有水，打开储水箱的放水阀门56，若储水箱51内有水流出，等待储水箱51内的水排完，关闭储水箱的放水阀门56；若储水箱51内没有水流出，即可直接关闭储水箱的放水阀门56；

第二步，关闭第一阀门41和第二阀门42，将第一管路6与第一胶塞接头33相连接，将第二管路7与第二胶塞接头34相连接；

第三步，将伸缩阀门套4的第一阀门套43与第一阀门41配套连接，第二阀门套44与第二阀门42配套连接，使得伸缩阀门套4可同时控制第一阀门41和第二阀门42的开合，通过第一螺杆45和第二螺杆46在套筒47内伸缩，调节距离，使伸缩阀门套4的安装稳固；

第四步，关闭导流管阀门35，手握伸缩阀门套4的中部，慢慢旋转，从而同时打开第一阀门41和第二阀门42，使得钻孔内的气流经过第一管路6，储水箱51,若气流中含有水，则气流在流经储水箱51时，气流中的水由于重力的作用而沉降在储水箱51中，气流则成为无水气流，进而经第三管路52和煤气表54，并通过第二管路7回到导流管内，如图4所示；

第五步，观察煤气表的读数，煤气表转子转的稳定后，记下一个初始读数x₁，同时打开秒表，记录时间为5min，在5min那个时刻，记下一个最终读数x₂，因此就可计算出负压管道中瓦斯抽采量(m³/min)，计算公式为(x₁-x₂)/5；

第六步，测试完毕后，手握伸缩阀门套4的中部，慢慢旋转，从而同时关闭第一阀门41和第二阀门42，将第一管路6与第一胶塞接头33的连接打开，将第二管路7与第二胶塞接头34的连接打开，将第一胶塞盖38盖于第一胶塞接头33上，将第二胶塞盖39盖于第二胶塞接头34上；

第七步，打开导流管阀门35，此时气流从瓦斯抽采管直接进入瓦斯抽采系统的干管，打开储水箱的阀门56，排完储水箱内的水，然后关闭储水箱的阀门56为下次备用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出更动或修饰等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，其特征在于，由导流管件（3）、伸缩阀门套（4）和计量装置（5）三个部分组成，并且通过导流管件的上下端口连接到瓦斯抽采系统中；所述导流管件的上端口（36）通过螺纹与瓦斯抽采系统的瓦斯抽采管（1）连接，所述导流管件的下端口（37）通过螺纹与瓦斯抽采系统的干管（2）连接，所述导流管件（3）通过第一管路（6）和第二管路（7）连通计量装置（5），使得流经气体形成回路，所述第一管路（6）上设置有第一阀门（41），所述第二管路（7）上设置有第二阀门（42），所述伸缩阀门套（4）的两端分别套在第一阀门（41）和第二阀门（42），用于同时打开或者同时关闭第一管路（6）和第二管路（7），所述计量装置（5）包括储水箱（51）、第三管路（52）、煤气表（54），所述第一管路连接于计量装置的储水箱（51），所述储水箱（51）通过第三管路（52）连接煤气表（54），所述第二管路（7）连接于计量装置的煤气表（54），所述储水箱（51）底部设置有放水阀门（56）。

2.如权利要求1所述的一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，其特征在于，所述导流管件包括导流管（31）以及在导流管上设置的铁塞接头（32）、第一胶塞接头（33）、第二胶塞接头（34）、导流管阀门（35），所述铁塞接头（32）封闭且位于第一胶塞接头（33）上方，所述导流管阀门（35）位于第一胶塞接头（33）和第二胶塞接头（34）之间，所述第一胶塞接头（33）与第一管路（6）相连接，所述第二胶塞接头（34）与第二管路（7）相连接。

3.如权利要求2所述的一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，其特征在于，所述伸缩阀门套（4）包括第一阀门套（43）、第二阀门套（44）、第一螺杆（45）、第二螺杆（46）和套管（47），所述套管（47）内设置有内螺纹（48），所述第一阀门套（43）与第一螺杆（45）是一体的，且通过第一螺杆（45）连接于套管的上端，所述第一阀门套（43）与位于第一管路上的第一阀门（41）连接，所述第二阀门套（44）与第二螺杆（46）是一体的，且通过第二螺杆（46）连接于套管的下端，所述第二阀门套（44）与位于第二管路上的第二阀门（42）连接。

4.一种高负压管道瓦斯抽采计量装置的使用方法，其特征在于，利用如权利要求3所述的一种高负压管道瓦斯抽采计量装置，按如下步骤进行：

第一步，检查储水箱（51）中是否有水，打开储水箱的放水阀门（56），若储水箱（51）内有水流出，等待储水箱（51）内的水排完，关闭储水箱的放水阀门（56）；若储水箱（51）内没有水流出，即可直接关闭储水箱的放水阀门（56）；

第二步，关闭第一阀门（41）和第二阀门（42），将第一管路（6）与第一胶塞接头（33）相连接，将第二管路（7）与第二胶塞接头（34）相连接；

第三步，将伸缩阀门套（4）的第一阀门套（43）与第一阀门（41）配套连接，第二阀门套（44）与第二阀门（42）配套连接，使得伸缩阀门套（4）可同时控制第一阀门（41）和第二阀门（42）的开合，通过第一螺杆（45）和第二螺杆（46）在套筒（47）内伸缩，调节距离，使伸缩阀门套（4）的安装稳固；

第四步，关闭导流管阀门（35），手握伸缩阀门套（4）的中部，慢慢旋转，从而同时打开第一阀门（41）和第二阀门（42），使得钻孔内的气流经过第一管路（6），储水箱（51）,若气流中含有水，则气流在流经储水箱（51）时，气流中的水由于重力的作用而沉降在储水箱（51）中，气流则成为无水气流，进而经第三管路（52）和煤气表（54），并通过第二管路（7）回到导流管内；

第五步，观察煤气表的读数，煤气表转子转的稳定后，记下一个初始读数x₁，同时打开秒表，记录时间为5min，在5min那个时刻，记下一个最终读数x₂，因此就可计算出负压管道中瓦斯抽采量(m³/min)，即为(x₁-x₂)/5；

第六步，测试完毕后，手握伸缩阀门套（4）的中部，慢慢旋转，从而同时关闭第一阀门（41）和第二阀门（42），将第一管路（6）与第一胶塞接头（33）的连接打开，将第二管路（7）与第二胶塞接头（34）的连接打开，将第一胶塞盖（38）盖于第一胶塞接头（33）上，将第二胶塞盖（39）盖于第二胶塞接头（34）上；

第七步，打开导流管阀门（35），此时气流从瓦斯抽采管直接进入瓦斯抽采系统的干管，打开储水箱的阀门（56），排完储水箱内的水，然后关闭储水箱的阀门（56）为下次备用。