CN202788811U

CN202788811U - 集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统

Info

Publication number: CN202788811U
Application number: CN 201220411649
Authority: CN
Inventors: 李志勇
Original assignee: BEIJING CMS TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO Ltd
Current assignee: BEIJING CMS TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-08-17

Abstract

一种集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其放在移动车上，测试系统包括乳化液罐，粘液罐和封孔器，封孔器内一侧具有瓦斯管线，第一、二、三管线，封孔器的另一侧具有胶囊和连接管，封孔器的具有胶囊的一侧的端部为取样口；瓦斯管线的一端通在取样口，瓦斯管线的另一端形成瓦斯排放补气口；第一管线一端连接胶囊，另一端通过乳化液蓄能器，乳化液压力表和乳化液阀而与乳化液罐连接，乳化液罐上设有输液泵；第二管线的一端与连接管相连接，另一端依次连接增压阀，粘液蓄能器，粘液压力表和切换阀，切换阀的另一端连接在乳化液阀与乳化液罐之间的第一管线上；第三管线的一端连接在第二管线上，另一端通过粘液截止阀与粘液罐连接。

Description

集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统

技术领域

本实用新型是有关于一种集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其适用于在各种煤层中测定煤层的瓦斯压力。

背景技术

《防突规定》中指出煤层瓦斯压力值是判断煤层是否有突出危险的一项重要指标，瓦斯压力测定值的准确性与精度如何，不仅制约矿井瓦斯危险程度预测的可靠性，而且影响以瓦斯危险程度预测为依据而制定的瓦斯防治措施的有效性和煤矿的生产效率。

煤层瓦斯压力的测定按压力测定方式分为主动测压法和被动测压法。现有的主动测压法只是在钻孔完成密封后，通过预设装置向钻孔揭露处或测压气室充入一定压力的气体，以缩短瓦斯压力平衡所需时间，从而缩短测压时间。但由于煤层中存在裂隙，测压室中瓦斯压力不断顺裂隙向外泄露，致使密封不严而造成测压不准。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，采用主动式测压方式进行煤层瓦斯压力的测量，缩短测压时间，提高所测瓦斯压力的准确度。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，所述测试系统放置在移动车上，所述测试系统包括乳化液罐，粘液罐和封孔器，所述封孔器内一侧具有瓦斯管线，第一管线，第二管线和第三管线，封孔器的另一侧具有胶囊和连接管，封孔器的具有胶囊的一侧的端部为取样口；所述瓦斯管线的一端通往取样口，瓦斯管线的另一端通过瓦斯补/排阀形成瓦斯排放补气口，瓦斯管线上并联设有两个分支管路，其中一个分支管路上串接有瓦斯压力表阀和瓦斯压力表，另一个分支管路上串接有瓦斯记录仪阀和瓦斯记录仪；第一管线的一端连接胶囊，第一管线的另一端通过乳化液蓄能器，乳化液压力表和乳化液阀而与乳化液罐相连接，乳化液罐上设有输液泵；第二管线的一端与连接管相连接，第二管线的另一端依次连接增压阀，粘液蓄能器，粘液压力表和切换阀，切换阀的另一端连接在乳化液阀与乳化液罐之间的第一管线上；第三管线的一端连接在增压阀靠近连接管一侧的第二管线上，第三管线的另一端通过粘液截止阀与粘液罐连接，粘液罐上设有粘液罐开关，乳化液罐与粘液罐相连通。

如上所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，所述胶囊包括第一胶囊和第二胶囊，所述连接管位于第一、二胶囊之间。

如上所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，所述测试系统还包括测压仪总成，所述乳化液阀，乳化液压力表，增压阀，粘液压力表，切换阀，粘液截止阀，粘液罐开关，瓦斯压力表阀，瓦斯记录仪阀和瓦斯补/排阀集成在测压仪总成上。

如上所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，所述测试系统还包括电子记录仪，电子记录仪分别与所述瓦斯压力表、粘液压力表和乳化液压力表电连接。

如上所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，所述封孔器还包括多个护管，护管位于封孔器的不具有胶囊和连接管的一侧外部。

本实用新型的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统的特点和优点是：

其采用固封液、液封气的封孔方式对钻孔周围的裂隙进行封堵，并用蓄能器保压使液体压力始终高于瓦斯压力有效防止瓦斯气体沿裂隙泄露，提高了测压的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统的结构示意图；

图2是本实用新型的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统的流程示意图；

图3是本实用新型的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统的测压仪总成的左侧面示意图；

图4是本实用新型的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统的测压仪总成的正面示意图；

图5是本实用新型的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统的测压仪总成的右侧面示意图。

附图标记说明：

1、移动车 2、乳化液罐 3、粘液罐 4、封孔器 4a、胶囊

4b、连接管 4c、取样口 4d、4e、4f、4g、护管 5、瓦斯管线

6、第一管线 7、第二管线 8、第三管线 9、测压仪总成

K1、乳化液阀 K2、增压阀 K3、切换阀 K4、粘液截止阀

K5、瓦斯压力表阀 K6、瓦斯补/排阀 K7、瓦斯记录仪阀 K8、粘液罐开关

V1、乳化液蓄能器 V2、粘液蓄能器 A、瓦斯压力表 B、粘液压力表

C、乳化液压力表 a、补气排放口 b、瓦斯进口 c、粘液出口

d、乳化液出口 e、乳化液进口 f、粘液进口

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2所示，本实用新型实施例提出了一种集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，所述测试系统放置在移动车1上，所述测试系统包括乳化液罐2，粘液罐3和封孔器4，所述封孔器4内一侧具有瓦斯管线5，第一管线6，第二管线7和第三管线8，封孔器4的另一侧具有胶囊4a和连接管4b，封孔器4具有胶囊的一侧的端部为取样口4c；所述瓦斯管线5的一端通往取样口4c，瓦斯管线5的另一端通过瓦斯补/排阀(又称瓦斯补气排气阀)K6形成瓦斯排放补气口a，瓦斯管线5上并联设有两个分支管路，其中一个分支管路上串接有瓦斯压力表阀K5和瓦斯压力表A，另一个分支管路上串接有瓦斯记录仪阀K7和瓦斯记录仪5a；第一管线6的一端连接胶囊4a，第一管线6的另一端通过乳化液蓄能器V1，乳化液压力表C和乳化液阀K1而与乳化液罐2相连接，乳化液罐2上设有输液泵2a；第二管线7的一端与连接管4b相连接，第二管线7的另一端依次连接增压阀K2，粘液蓄能器V2，粘液压力表B和切换阀K3，切换阀K3的另一端连接在乳化液阀K1与乳化液罐2之间的第一管线7上；第三管线8的一端连接在增压阀K2靠近连接管4b一侧的第二管线7上，第三管线8的另一端通过粘液截止阀K4与粘液罐3连接，粘液罐3上设有粘液罐开关K8，乳化液罐2与粘液罐3相连通。

其中，输液泵2a可为手压泵，输液泵2a上设有泵压力表2b。瓦斯管线5，第一管线6和第二管线7在封孔器4内为并联放置。此外，可使胶囊4a相对于连接管4b靠近取样口4c。

乳化液蓄能器V1和粘液蓄能器V2可对胶囊4a里的乳化液和连接管4b中的粘液进行保压，使其在能够很好的封堵钻孔周围的裂隙的同时又能够长时间的保持工作压力，从而使测出的瓦斯压力值等于煤层真实的瓦斯压力。

本实用新型的系统的使用过程描述如下：

首先确认所有的阀和开关都处于关闭状态；接着，为避免危险，先打开瓦斯补/排阀K6，使瓦斯通过取样口4c和瓦斯管线5从瓦斯排放补气口进行排放。

接着，打开乳化液阀K1，并确认除了瓦斯补/排阀K6和乳化液阀K1外的其它阀门都处于关闭状态。压动输液泵2a，将乳化液罐2中的高压状态下的乳化液通过第一管线6注入胶囊4a中，同时乳化液蓄能器V1蓄存压力，观察乳化液压力表C的变化，待乳化液压力稳定在乳化液预充压力值后关闭乳化液阀K1，接着确认胶囊4a已充分膨胀，可用膨胀胶囊封孔。

接着，打开粘液罐开关K8和粘液截止阀K4，并确认除了瓦斯补/排阀K6，粘液罐开关K8和粘液截止阀K4外的其它阀门都处于关闭状态。压动输液泵2a，使乳化液罐2中的乳化液进入粘液罐3，将粘液罐3中低压状态下的粘液通过第三管线8注入连接管4b，待输液泵2a上的泵压力表2b稳定在预定数值，例如0.2MPa后，关闭粘液截止阀K4和粘液罐开关K8。其中，增压阀K2和切换阀K3分别连接在粘液蓄能器V2的两端，从而可以防止低压进入粘液蓄能器V2。

打开增压阀K2和切换阀K3，确认除了增压阀K2，切换阀K3和瓦斯补/排阀K6外的其他阀门都处于关闭状态，操作输液泵2a以通过第二管线7对粘液进行加压，观察粘液压力表B的变化，使粘液压力稳定在粘液预充压力值后，停止加压，关闭切换阀K3，完成粘液加压。粘液在压力作用下，不仅可以渗入钻孔壁与胶囊间的裂隙，而且还可以渗入钻孔卸压圈的裂缝和钻孔周围的天然裂隙中，杜绝瓦斯的泄漏。

打开瓦斯压力表阀K5、瓦斯记录仪阀K7，确认乳化液阀K1、切换阀K3、粘液截止阀K4处于闭路状态，增压阀K2处于通路状态，使乳化液罐2内的压力传到粘液蓄能器V2中。将瓦斯管线5的瓦斯排放补气口a的一端通过瓦斯补气管连接到高压氮气瓶，缓慢打开高压氮气瓶开关，使其输出压力稳定在充气压力值半小时以上(当然，在没有条件注入高压氮气的情况下，可以使用井下压风进行补气)，实现主动式封孔测压。

补气完成后关闭补气/排放阀K6，拆卸瓦斯补气管。测压期间定时观察和记录瓦斯压力、乳化液压力和粘液压力。煤层瓦斯压力变化在24小时内变化小于0.015MPa，则可认为这个稳定的压力就是煤层瓦斯压力。

在整个测试过程中乳化液蓄能器和粘液蓄能器分别对乳化液和粘液进行保压，保证乳化液压力大于粘液压力，粘液压力大于瓦斯压力，否则需立刻加压。测压完毕后，缓慢打开补气/排放阀K6，释放瓦斯压力。打开粘液罐开关K8与输液泵2a上的泄压阀。缓慢打开粘液截止阀K4，释放粘液压力。缓慢打开乳化液阀K1，释放胶囊4a乳化液压力。拆卸封孔器4，将胶囊4a的粘液通道用高压线连接到粘液出口c上。关闭乳化液阀k1、增压阀K2、切换阀K3，打开粘液截止阀K4，用输液泵2a打压清洗通道。

本实施例是采用“固体封液体，液体封气体”的封孔原理进行封孔，即在封孔段两端用膨胀胶囊封孔，中间流入压力略高于煤层瓦斯压力的密封粘液，粘液在压力作用下，不仅可以渗入钻孔壁与胶囊间的裂隙，而且还可以渗入钻孔卸压圈的裂缝和钻孔周围的天然裂隙中，杜绝瓦斯的泄漏。这样就形成了胶囊封粘液、粘液封瓦斯的主动式封孔方法，即可采用主动式测压方式进行煤层瓦斯压力的测量，缩短测压时间，提高所测瓦斯压力的准确度。

如图2所示，所述胶囊4a包括第一胶囊4a1和第二胶囊4a2，所述连接管4b位于第一、二胶囊4a1、4a2之间。

所述封孔器4还包括了多个护管，护管位于封孔器4的不具有胶囊和连接管的一侧外部。例如，参见图2所示，封孔器4内具有依次连接的第一护管4d，第二护管4e，第三护管4f和第四护管4g。当将乳化液注入胶囊4a，且乳化液压力稳定在乳化液预充压力值而关闭乳化液阀K1后，可用力拉动护管，观察封孔器4是否松动，进而进一步确认胶囊4a充分膨胀。

参见图3至图5所示，所述测试系统还包括测压仪总成9，所述乳化液阀K1，乳化液压力表C，增压阀K2，粘液压力表B，切换阀K3，粘液截止阀K4，粘液罐开关K8，瓦斯压力表阀K5，瓦斯记录仪阀K7和瓦斯补/排阀K6集成在测压仪总成9上。

进一步而言，测压仪总成9上还设有补气排放口a，瓦斯进口b，粘液出口c，乳化液出口d，乳化液进口e，粘液进口f。在安装时，将瓦斯管线5的一端连接到瓦斯进口b，第二管线7的一端连接到粘液出口c，第一管线6的一端连接到乳化液出口d，乳化液罐2的出口连接乳化液进口e，粘液罐3的出口连接粘液进口f。

现有的封孔及测压设备均为零散材料和部件，需要人工多次搬运至工作地点，本实用新型针对该问题，使乳化液罐2，粘液罐3，封孔器4和测压仪总成9这些部件均为模块化设计，最终集成在移动车1上，整体结构关观，方便运输。其中，测试系统上配备了电子记录仪9a，电子记录仪9a分别与瓦斯压力表A、粘液压力表B和乳化液压力表C电连接，如此突破了目前瓦斯测压均为人工读取并记录压力值的现状，实现了煤层瓦斯压力数据的实时采集，并可对数据进行分析、处理、存储等操作，也就是说，本实施例采用电子记录仪9a实时采集记录压力信号，测量准确，减少劳动强度。

煤层瓦斯压力记录仪自动记录与分析部分主要由内置电路和上位机软件构成。内置电路由微控制芯片、放大电路、A/D转换电路、USB接口、信号处理及显示报警电路等组成；记录仪通过埋入煤层的管路采集瓦斯气压，通过压力表和液晶屏显示瓦斯压力变化，进行实时测量，并将压力值数据保存记录在仪器的存储器中。当瓦斯压力达到最大稳定值后，若超过《防突规定》中的相对煤层瓦斯压力临界值0.74MPa，仪器报警指示灯点亮，进行判断处理，并显示瓦斯突出预测结果，呈现瓦斯压力变化趋势。也可通过U盘读取到计算机上，配合上位机管理软件，对生成压力曲线等进行统计、分析。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其特征在于，所述测试系统放置在移动车上，所述测试系统包括乳化液罐，粘液罐和封孔器，所述封孔器内一侧具有瓦斯管线，第一管线，第二管线和第三管线，封孔器的另一侧具有胶囊和连接管，封孔器的具有胶囊的一侧的端部为取样口；

所述瓦斯管线的一端通往取样口，瓦斯管线的另一端通过瓦斯补/排阀形成瓦斯排放补气口，瓦斯管线上并联设有两个分支管路，其中一个分支管路上串接有瓦斯压力表阀和瓦斯压力表，另一个分支管路上串接有瓦斯记录仪阀和瓦斯记录仪；

第一管线的一端连接胶囊，第一管线的另一端通过乳化液蓄能器，乳化液压力表和乳化液阀而与乳化液罐相连接，乳化液罐上设有输液泵；

第二管线的一端与连接管相连接，第二管线的另一端依次连接增压阀，粘液蓄能器，粘液压力表和切换阀，切换阀的另一端连接在乳化液阀与乳化液罐之间的第一管线上；

第三管线的一端连接在增压阀靠近连接管一侧的第二管线上，第三管线的另一端通过粘液截止阀与粘液罐连接，粘液罐上设有粘液罐开关，乳化液罐与粘液罐相连通。

2.根据权利要求1所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其特征在于，所述胶囊包括第一胶囊和第二胶囊，所述连接管位于第一、二胶囊之间。

3.根据权利要求1所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括测压仪总成，所述乳化液阀，乳化液压力表，增压阀，粘液压力表，切换阀，粘液截止阀，粘液罐开关，瓦斯压力表阀，瓦斯记录仪阀和瓦斯补/排阀集成在测压仪总成上。

4.根据权利要求1所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括电子记录仪，电子记录仪分别与所述瓦斯压力表、粘液压力表和乳化液压力表电连接。

5.根据权利要求1所述的集成化主动式煤层瓦斯压力测试系统，其特征在于，所述封孔器还包括多个护管，护管位于封孔器的不具有胶囊和连接管的一侧外部。