CN220581015U - 一种抽采钻孔孔口积水除渣装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抽采钻孔孔口积水除渣装置，属于煤矿瓦斯治理领域，包括孔口封孔管、孔口连孔管、积水除渣管，孔口封孔管位于抽采钻孔的孔口处，孔口连孔管包括封孔管连接头、连孔管外管和连孔管内管，封孔管连接头与孔口封孔管连接，连孔管外管的开口端与积水除渣管连接，连孔管内管与连孔管外管的封闭端连接，且外接抽采系统管路，连孔管外管和连孔管内管均处于铅垂状态，孔口连孔管的封孔管接与孔口封孔管连接，抽采钻孔内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管、封孔管连接头流入连孔管外管，水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下落入积水除渣管后排出，瓦斯为主的气体在抽采负压作用下从连孔管内管进入抽采系统管路。

Description

一种抽采钻孔孔口积水除渣装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿瓦斯治理技术领域，尤其涉及一种抽采钻孔孔口积水除渣装置。

背景技术

施工钻孔，将钻孔瓦斯抽入抽采管路，通过抽采管路输送至目标地点，是治理煤矿瓦斯灾害的重要方法，广泛应用于高瓦斯矿井、突出矿井。抽采钻孔瓦斯过程中，钻孔内的水、煤渣等在抽采负压作用下也会进入抽采管路。进入抽采管路的水、煤渣容易在抽采管路低洼处、抽采负压降低处等地点沉积，影响抽采系统有效运行，甚至造成通向钻孔的抽采管路堵塞而失效，影响瓦斯治理效果，可能诱发煤矿瓦斯事故。因此，抽采管路上需要设置放水装置、除渣装置，清理管路内的水、煤渣为主的固体物。

抽采管路中水、固体物大部分来源于目标抽采地点的钻孔或巷道，因此有必要在钻孔孔口附近设置放水、除渣装置。目前，一般在抽采钻孔孔口、合孔支管、抽采支管、抽采干管布置有放水装置，但存在放水装置安设地点积水效果不好，抽采管路内水与瓦斯容易形成雾状的气水二相流在抽采管路内流动，放水效果不理想，抽采系统安设放水装置范围广、数量多，工作量大、放水效率低。目前，单个钻孔孔口不安设除渣装置，除渣装置一般用于钻场的合孔支管、抽采支管、抽采干管，存在除渣效果不高，部分煤渣等固体物和管路内积水一同进入自动放水器，影响自动放水器正常使用；部分煤渣等固体物进入抽采管路，在抽采管路内沉积，造成抽采管路有效断面缩小、阻力增大，影响抽采系统运行效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于如何解决现有抽采钻孔孔口放水和除渣效果不好的问题。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种抽采钻孔孔口积水除渣装置，包括孔口封孔管、孔口连孔管、积水除渣管，所述孔口封孔管位于抽采钻孔的孔口处，所述孔口连孔管包括封孔管连接头、连孔管外管和连孔管内管，所述封孔管连接头与孔口封孔管连接，所述连孔管外管的开口端与积水除渣管连接，所述连孔管内管与连孔管外管的封闭端连接，且外接抽采系统管路，连孔管外管和连孔管内管均处于铅垂状态。

抽采钻孔施工到位、封孔结束后，孔口连孔管的封孔管接与孔口封孔管连接，钻孔抽采期间，抽采钻孔内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管、封孔管连接头流入连孔管外管，水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下落入积水除渣管后排出，瓦斯为主的气体在抽采负压作用下从连孔管内管进入抽采系统管路。

优选的，所述连孔管外管的直径大于封孔管连接头的直径。

优选的，所述连孔管内管与连孔管外管的封闭端连接的一端向连孔管外管内部伸进一定距离。

优选的，所述连孔管内管包括连孔管内管上段、连孔管内管下段，所述连孔管内管上段的一端外接抽采系统管路，另一端向连孔管外管内部伸进一定距离后连接连孔管内管下段。

优选的，所述连孔管内管下段为圆台体的滤网。

优选的，所述积水除渣管包括管体、接头和排渣排水口，所述管体上端开口、下端封闭，管体通过接头与连孔管外管的外管接头连接，排渣排水口位于靠近管体底部处。

优选的，所述孔口连孔管的下端有放水器连接头，所述放水器连接头位于连孔管内管下段与连孔管外管的外管接头之间。

优选的，所述封孔管连接头与孔口封孔管的管径相同。

优选的，所述滤网为100目～150目的钢网。

优选的，所述孔口封孔管位于抽采钻孔的孔口处且外露一定距离。

本实用新型提供的的优点在于：

1、抽采钻孔施工到位、封孔结束后，孔口连孔管的封孔管接与孔口封孔管连接，钻孔抽采期间，抽采钻孔内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管、封孔管连接头流入连孔管外管，水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下落入积水除渣管后排出，瓦斯为主的气体在抽采负压作用下从连孔管内管进入抽采系统管路。

2、通过将连孔管外管的直径设置成大于封孔管连接头的直径，抽采钻孔内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管、封孔管连接头流入连孔管外管，瓦斯为主的气体流动速度降低，实现水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下沉积到积水除渣管，高效率地将钻孔抽出的水、煤渣分离出来。

3、通过将连孔管内管与连孔管外管的封闭端连接的一端设置成向连孔管外管内部伸进一定距离，抽采钻孔内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体流入连孔管外管时会被连孔管内管上段阻拦，三相流体运动状态发生改变，运动方向铅垂向下，在一定的负压作用下，瓦斯为主的气体的运动方向铅垂向上，从而实现瓦斯、水、煤渣为主的三相流体在重力作用下高效率的分离。

4、将连孔管内管下段设置成圆台体的滤网，气体在抽采负压作用下从连孔管内管进入抽采系统管路时，滤网能够将气体中的水和煤渣过滤，实现瓦斯气体与水、煤渣的高效分离。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的抽采钻孔孔口积水除渣装置的示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的抽采钻孔孔口积水除渣装置中孔口连孔管的示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的抽采钻孔孔口积水除渣装置中积水除渣管的示意图；

图中：10孔口封孔管、20孔口连孔管、21封孔管连接头、22连孔管外管、23连孔管内管、231连孔管内管上段、232连孔管内管下段、24外管接头、25放水器连接头、30积水除渣管、31管体、32接头、33排渣排水口、40抽采钻孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种抽采钻孔孔口积水除渣装置，包括孔口封孔管10、孔口连孔管20、积水除渣管30，孔口封孔管10位于抽采钻孔40的孔口处，孔口连孔管20包括封孔管连接头21、连孔管外管22和连孔管内管23，封孔管连接头21与孔口封孔管10连接，连孔管外管22的开口端与积水除渣管30连接，连孔管内管23与连孔管外管22的封闭端连接，且外接抽采系统管路，连孔管外管22和连孔管内管23均处于铅垂状态。

抽采钻孔40是在煤矿井下用于抽采煤岩层内瓦斯而施工的钻孔，抽采钻孔一帮需要封孔、与抽采管路连孔，进而抽采钻孔内瓦斯，钻孔封孔时，抽采钻孔40的孔口设有孔口封孔管10，孔口封孔管10外露距离抽采钻孔40一定距离，便于孔口封孔管10与抽采管路连接。

抽采钻孔40施工到位、封孔结束后，孔口连孔管20的封孔管连接头21与孔口封孔管10连接，孔口封孔管10位于抽采钻孔40的孔口处且外露一定距离，封孔管连接头21与孔口封孔管10的管径相同，二者采用软性套管、管箍连接。连孔管外管22的开口端与积水除渣管30连接，连孔管外管22的封闭端与连孔管内管23连接，连孔管内管23与抽采系统管路连接，连孔管外管22和连孔管内管23均处于铅垂状态，钻孔抽采期间，抽采钻孔40内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管10、封孔管连接头21流入连孔管外管22，水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下落入积水除渣管30后排出，瓦斯为主的气体在抽采负压作用下从连孔管内管23进入抽采系统管路。

进一步的，连孔管外管22的直径大于封孔管连接头21的直径。抽采钻孔40内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管10、封孔管连接头21流入连孔管外管22，由于连孔管外管22的直径大于封孔管连接头21的直径，瓦斯为主的气体流动速度降低，实现水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下沉积到积水除渣管30，高效率地将钻孔抽出的水、煤渣分离出来。

参阅图2，连孔管内管23与连孔管外管22的封闭端连接的一端向连孔管外管22内部伸进一定距离。连孔管内管23包括连孔管内管上段231、连孔管内管下段232，连孔管内管上段231的一端外接抽采系统管路，另一端向连孔管外管22内部伸进一定距离后连接连孔管内管下段232。抽采钻孔40内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体流入连孔管外管22时会被位于连孔管外管22内部的连孔管内管上段231阻拦，三相流体运动状态发生改变，运动方向铅垂向下，在一定的负压作用下，瓦斯为主的气体的运动方向铅垂向上，从而实现瓦斯、水、煤渣为主的三相流体在重力作用下高效率的分离。

进一步的，连孔管内管下段232为圆台体的滤网，滤网的上端直径与连孔管内管上段231的直径相同，下端直径大于其上端直径，滤网为100目～150目的钢网，长度0.1m，气体在抽采负压作用下从连孔管内管23进入抽采系统管路时，滤网能够将气体中的水和煤渣过滤，实现瓦斯气体与水、煤渣的高效分离。

进一步的，孔口连孔管20的下端有放水器连接头25，放水器连接头25位于连孔管内管下段232与外管接头24之间，可外接放水器，放水器连接头25上设有闸阀，闸阀正常处于关闭状态，未连接放水器，若连接放水器，闸阀处于打开状态。

参阅图3，积水除渣管30包括管体31、接头32和排渣排水口33，管体31上端开口、下端封闭，管体31通过接头32与连孔管外管22的外管接头24连接，排渣排水口33位于靠近管体31底部处。外管接头24和排渣排水口33上均设有闸阀，外管接头24的闸阀选用DN100闸阀，可人工打开或关闭，正常处于打开状态，人工排渣排水时关闭，不影响钻孔抽采。排渣排水口33的闸阀选用DN50闸阀，正常情况下为关闭状态，当需要排水排渣的时候，关闭外管接头24上的闸阀，打开排渣排水口33上的闸阀，用于排出管体31内部沉积的水和煤渣。

进一步的，封孔管连接头21的管径为2吋，长度为0.1m，连孔管外管22管径为4吋，长度为0.3m，连孔管内管23的管径为2吋，长度为0.2m，连孔管内管23的出气口距离连孔管外管22的上端面(连孔管内管23与连孔管外管22相交端面)向上0.1m，连孔管内管23在连孔管外管22内长度约0.1m，连孔管内管下段232与连孔管内管23相交端面的直径与连孔管内管上段231直径一致为2吋，连孔管内管下段232的下端直径增大至3吋，放水器连接头25直径为12mm，且位于外管接头24以上0.05m。

工作原理：抽采钻孔40施工到位、封孔结束后，通过在抽采钻孔40的孔口安装本实用新型的抽采钻孔孔口积水除渣装置，钻孔抽采期间，抽采钻孔40内的瓦斯、水、煤渣等形成的三相流体经过孔口封孔管10、封孔管连接头21流入连孔管外管22，瓦斯、水、煤渣三相流体被连孔管内管上段231阻挡，运动状态改变，连孔管内管下段232为圆台体滤网，通过滤网过滤煤渣和水，由于连孔管外管22的直径大于孔口封孔管10，瓦斯为主的气体流动速度降低，水、煤渣为主的固液两相流体在重力作用下落入积水除渣管30的管体31内，瓦斯为主的气体在抽采负压作用下从连孔管内管下段232、连孔管内管上段231进入抽采系统管路。积水除渣管30的管体31内沉积的水可以在放水器连接头25处连接放水器自动放水，也可以关闭连孔管外管22的外管接头24闸阀，打开排渣排水口33闸阀，在不影响钻孔抽采的情况下人工排出积水除渣管管体内沉积的水和煤渣。

通过将连孔管内管上段231一端向连孔管外管22内部伸进一定距离，改变钻孔抽出的瓦斯、水、煤渣三相流体运动状态，使三相流体运动方向铅垂向下，连孔管内管下段232为圆台体滤网，能够过滤煤渣、水，在一定的负压作用下瓦斯为主的气体的运动方向铅垂向上，从而实现瓦斯、水、煤渣为主的三相流体在重力作用下高效率的分离，通过将连孔管外管22的直径设置成大于封孔管连接头21的直径，能够降低瓦斯为主的气体流动速度，实现水、煤渣为主的固液二相流体在重力作用下沉积到积水除渣管，高效率将钻孔抽出的水、煤渣分离出来，积水除渣管内的水可以通过放水器自动放水，水、煤渣也可以在不影响抽采的情况下人工排出。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：包括孔口封孔管(10)、孔口连孔管(20)、积水除渣管(30)，所述孔口封孔管(10)位于抽采钻孔的孔口处，所述孔口连孔管(20)包括封孔管连接头(21)、连孔管外管(22)和连孔管内管(23)，所述封孔管连接头(21)与孔口封孔管(10)连接，所述连孔管外管(22)的开口端与积水除渣管(30)连接，所述连孔管内管(23)与连孔管外管(22)的封闭端连接，且外接抽采系统管路，连孔管外管(22)和连孔管内管(23)均处于铅垂状态。

2.根据权利要求1所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述连孔管外管(22)的直径大于封孔管连接头(21)的直径。

3.根据权利要求2所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述连孔管内管(23)与连孔管外管(22)的封闭端连接的一端向连孔管外管(22)内部伸进一定距离。

4.根据权利要求3所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述连孔管内管(23)包括连孔管内管上段(231)、连孔管内管下段(232)，所述连孔管内管上段(231)的一端外接抽采系统管路，另一端向连孔管外管(22)内部伸进一定距离后连接连孔管内管下段(232)。

5.根据权利要求4所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述连孔管内管下段(232)为圆台体的滤网。

6.根据权利要求1所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述积水除渣管(30)包括管体(31)、接头(32)和排渣排水口(33)，所述管体(31)上端开口、下端封闭，管体(31)通过接头(32)与连孔管外管(22)的外管接头连接，排渣排水口(33)位于靠近管体(31)底部处。

7.根据权利要求6所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述孔口连孔管(20)的下端有放水器连接头(25)，所述放水器连接头(25)位于连孔管内管下段(232)与连孔管外管(22)的外管接头之间。

8.根据权利要求1所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述封孔管连接头(21)与孔口封孔管(10)的管径相同。

9.根据权利要求5所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述滤网为100目～150目的钢网。

10.根据权利要求1所述的抽采钻孔孔口积水除渣装置，其特征在于：所述孔口封孔管(10)位于抽采钻孔的孔口处且外露一定距离。