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低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統及方法

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2022-01-20
  • 技術成熟度:通過小試
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN201110027078.9 
  • 技術(專利)名稱 低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統及方法 
  • 項目單位 河南理工大學
  • 發明人 倪小明,蘇現波,郭紅玉,賈炳,沈毅,夏大平 
  • 行業類別
  • 技術成熟度 通過小試
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 沈遠強
  • 發布時間 2022-01-20  
  • 01

    項目簡介

    本發明公開了一種低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統,包括動力裝置機構、鉆壓抽一體化機構和計量機構;動力裝置機構包括空壓機和空氣鉆機;鉆壓抽一體化機構包括旋轉防噴器、放噴管路、鉆桿、多級封隔器、內鉆桿連接器、動力馬達、電動機和自動變徑擴孔三翼鉆頭,空壓機通過高壓軟管與內鉆桿密封連通,高壓軟管上設有控制閥、流量計和壓力表。本發明還公開了一種使用上述系統抽采瓦斯的方法。上述系統既能夠用來鉆孔,彌補松軟煤層塌孔不便改造的難題,又能在鉆孔后及時對煤體加壓造穴后進行瓦斯抽采。本發明的方法將鉆孔和加壓造穴一體化,通過造穴改善煤層透氣性;鉆、壓、抽一體化在一定程度上有效防止了煤孔坍塌無法繼續進行儲層改造的難題。
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  • 02

    說明書

    1.低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統,其特征在于:包括動力裝置機構、鉆壓抽一體化機構和計量機構;動力裝置機構包括空壓機和空氣鉆機,并用來為鉆壓抽一體化機構提供動力;鉆壓抽一體化機構包括旋轉防噴器、放噴管路、鉆桿、多級封隔器、內鉆桿連接器、動力馬達、電動機和自動變徑擴孔三翼鉆頭,自動變徑擴孔三翼鉆頭的兩個鉆進直徑分別為75mm和95mm;鉆桿包括間隔滑動套設在一起的外鉆桿和內鉆桿,內鉆桿包括兩個以上的內鉆桿段,兩相鄰內鉆桿段于連接處分別與內鉆桿連接器相連接;內、外鉆桿的末端與旋轉防噴器相連接,旋轉防噴器上設有放噴管路;所述電動機的輸出軸轉動密封穿過所述旋轉防噴器后與所述自動變徑擴孔三翼鉆頭相連接;外鉆桿內側表面設有凹槽,凹槽內設有鋼珠,鋼珠的內側頂壓在所述內鉆桿的外表面上;外鉆桿和內鉆桿上分別設有外桿出氣孔和內桿出氣孔,所述鋼珠位于所述凹槽的左端時所述內、外桿出氣孔相對應;所述外鉆桿與兩個以上間隔設置的封隔器相連接,所述外鉆桿通過動力馬達與自動變徑擴孔三翼鉆頭相連接,動力馬達包括定子和轉子,定子與所述外鉆桿沿鉆桿的長度方向滑動卡接在一起,轉子與所述自動變徑擴孔三翼鉆頭相焊接;內鉆桿的末端密封連通設有放氣閥;所述空壓機通過高壓軟管與內鉆桿密封連通,所述高壓軟管上設有控制閥、流量計和壓力表,所述流量計和所述壓力表組成計量系統。2.根據權利要求1所述的低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統,其特征在于:所述空壓機并聯設有三個。3.使用權利要求1或2中所述低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統的低滲透、松軟煤層抽采瓦斯方法,其特征在于包括如下步驟:一、把所述低滲透、松軟煤層抽采瓦斯系統所包括的各種設備運移到井下前進行檢驗,確保空壓機的數量能滿足正常工作所需的壓力和流量;確保高壓軟管和內、外鉆桿處密閉完好;二、運移各種施工設備到施工作業地點;三、結合煤層空間展布、構造發育情況現場施工條件確定開鉆位置、鉆孔傾角、方位角、孔深和孔徑;四、選擇鉆頭進行鉆孔,本步驟是根據現場施工條件選擇鉆進所需的自動變徑擴孔三翼鉆頭,將鉆頭與外鉆桿連接好,試開動力馬達,檢查是否能自動旋轉、脫離鉆頭,并進行鉆進;五、組裝封隔器;本步驟第一是檢查封隔器是否能正常工作,第二是將封隔器與鉆桿連接好;六、成孔;本步驟是按施工設計程序進行鉆孔施工,達到設計要求后停止施工;孔的布置是沿工作面運輸平巷布置順層方向平行鉆孔,初始鉆進時鉆孔直徑75mm,鉆進15m后鉆孔直徑為95mm;初始鉆進時,空氣壓力為0.3~0.4Mpa;鉆進至15m后,增加空氣壓力到0.8MPa,從而保證鉆孔擴徑和排渣能力,同時鉆進至15m后,放緩鉆進速度,保證孔內排渣完全;鉆進間距為5m,根據現場煤的透氣性系數、鉆孔的抽放時間以及鉆孔周圍卸壓圈的大小進行微調;鉆孔深度要穿過原巖應力區進入回風巷側煤壁的支承應力集中區;七、加壓、卸壓系統組裝;本步驟第一是拆卸空氣鉆機,第二是將空壓機、高壓軟管、旋轉防噴器、放噴管線以及內、外鉆桿進行連接,第三是進行試壓檢查旋轉防噴器與放噴管線是否正常;八、本步驟第一是拉動內鉆桿,使所述鋼珠沿所述凹槽滑動至凹槽左端,使所述內、外桿出氣孔相對應;第二是開啟動力馬達,使鉆頭從鉆桿上旋轉脫離;九、加壓造穴;本步驟是啟動空壓機對煤體進行加壓,達到預定壓力后,開啟放噴管線,釋放壓力,如此循環多次,在孔內形成一定寬度的洞穴;十、排渣;本步驟是撤除空壓機,安裝空氣鉆機,把孔內的煤渣排出;十一、拆除設備;十二、封孔測流量;本步驟是在孔內插入四分鋼管,用聚氨脂封孔,測瓦斯流量。
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專利技術附圖

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