瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，包括封孔管、快接三通、探测管、气体分析仪及抽采管，还包括压风注料泵及注料管，所述探测管与注料管内置于快接三通中，所述快接三通的第一端口设置在注料管外，第二端口与抽采管相连，第三端口与封孔管相连，所述注料管的出料口端伸入抽采钻孔内，进料口端与压风注料泵相连，所述快接三通的第一端口与第二端口处对应设有控制注料管开闭的开闭阀Ⅰ与控制抽采管开闭的开闭阀Ⅱ；该装置结构简单，安装及检测过程方便，检测精度高，安全可靠，有效的提高了作业效率。
【专利说明】瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤炭瓦斯抽采领域，具体涉及瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置。
【背景技术】
[0002]煤炭在我国一次性能源结构中处于绝对主要位置，预计到2015年，我国将达到38亿吨的煤炭需求量。然而，新形势下我国煤炭工业的发展面临着严峻的挑战。频繁发生的重特大瓦斯灾害事故，已成为煤矿安全生产最严重的制约因素。我国煤层赋存条件复杂，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井约占1/3，防治煤矿瓦斯灾害便成为安全生产的重中之重。此外，瓦斯(煤层气)是一种清洁、高效的能源，在国际油价居高不下、减排压力空前增加的大环境下，亟需加大瓦斯的开发利用力度，将其作为优化我国能源结构的重要资源。瓦斯抽采不仅是有效防治煤矿瓦斯灾害和实现安全本质型生产的区域性措施，也是我国实施煤矿区煤层气开发的主要技术手段。煤矿瓦斯抽采和利用不但有利于提高煤矿安全水平，还有利于增加能源供应，优化能源结构，提高能源利用效率，促进节能减排，保护生态环境。
[0003]因此，煤矿瓦斯抽采集安全、能源和环保效益于一体，一举多得，具有多重经济和社会效益，对我国经济发展和社会发展均具有重大的现实意义。由于我国煤层瓦斯地质条件较为复杂，同时受当前技术水平的影响，致使井下抽采钻孔的封孔质量较差，从而导致煤层钻孔抽采瓦斯浓度普遍偏低。这不仅给煤矿井下瓦斯输运系统安全构成了威胁，同时也使抽采瓦斯利用成本增加，严重阻碍了我国煤层气开发产业向又快又好的方向发展。针对抽采钻孔封孔方法的问题，我国学者与现场技术人员已付诸了大量的实践，先后形成了注浆封孔工艺技术、聚氨酯高分子材料封孔技术、粉煤灰二次封孔工艺技术等，该类技术的应用在不同的矿区已取得了一定的应用效果，但由于煤矿井下巷道掘进形成的“卸压圈”的存在以及在煤岩自身的蠕变行为，致使钻孔在初次密封完成后，随着抽采作业的实施，将会导致次生裂隙的发育，从而引发空气摄入钻孔，降低钻孔内抽采瓦斯的浓度。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，无需更换作业设备即可完成瓦斯抽采、钻孔检漏与堵漏的一体化装置。
[0005]为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，包括封孔管、快接三通、探测管、气体分析仪及抽采管，还包括压风注料泵及注料管，所述探测管与注料管内置于快接三通中，所述快接三通的第一端口设置在注料管外，第二端口与抽采管相连，第三端口与封孔管相连，所述注料管的出料口端伸入抽采钻孔内，进料口端与压风注料泵相连，所述快接三通的第一端口与第二端口处对应设有控制注料管开闭的开闭阀I与控制抽采管开闭的开闭阀II。
[0006]进一步，所述快接三通中内置有四根注料管，相邻两根注料管间的夹角为90°，所述各注料管的出料口端均为弯曲弧形。
[0007]进一步，所述探测管设置在四根注料管中间，且探测管的探测端伸出注料管的出料口端。
[0008]进一步，所述快接三通的第三端口为卡套结构，卡套结构内设有套装在注料管外的锥形垫圈。
[0009]本实用新型的有益效果在于:(I)可在抽取瓦斯的状态下，可同步进行抽采钻孔内不同深处的氧气(或氮气)浓度测定，在抽采过程中实时检测瓦斯浓度，以便及时对漏气处进行堵漏密封，有效的提高了瓦斯的抽采浓度；(2)若出现漏气问题，则会引起氧气(或氮气)浓度增高，引发安全隐患，通过及时的检漏、堵漏，可有效保证抽采钻孔的安全性；
(3)结构简单，使用方便，检测精度高，安全可靠，无需更换作业设备即可完成瓦斯抽采、抽采钻孔的检漏与堵漏作业，有效的提高了作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明:
[0011]图1为本实用新型的结构示意图；
[0012]图2为图1的A部放大图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
[0014]如图所示，本实用新型所述的瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，包括封孔管
1、快接三通2、探测管3、气体分析仪4及抽采管5，还包括压风注料泵6及注料管7，所述探测管3与注料管7内置于快接三通2中，所述快接三通2的第一端口 21设置在注料管7外，第二端口 22与抽采管5相连，第三端口 23与封孔管I相连，所述注料管7的出料口端伸入抽采钻孔8内，进料口端与压风注料泵6相连，所述快接三通2的第一端口 21与第二端口22处对应设有控制注料管7开闭的开闭阀I 24与控制抽采管5开闭的开闭阀II 25。
[0015]在本实施例中，快接三通2的三个端口分别与注料管7、抽采管5及封孔管I密封连接，开闭阀I 24与开闭阀II 25控制注料管与抽采管的开闭，探测管3的开闭由设置在探测管3上的(与气体分析仪相连接端)阀门9单独控制，通过选择性开启或封闭抽采管5与注料管7的流通路径，实现瓦斯抽采与钻孔堵漏，再对探测管3进行开闭控制即可实现钻孔检漏；整体装置结构简单，安装方便，可满足不同的作业需求。
[0016]作为上述方案的进一步改进，所述快接三通2中内置有四根注料管7，相邻两根注料管7间的夹角为90°，所述各注料管7的出料口端均为弯曲弧形；分散对漏气位置进行封堵，保证了封堵的可靠性，弯曲形的出料口设计，更利于堵漏材料与钻孔内壁的接触；其中，堵漏材料为环氧树脂成分。
[0017]本实施例中，所述探测管3设置在四根注料管7中间，且探测管3的探测端伸出注料管7的出料口端，既能通过注料管7稳固探测管3，同时还可避免因注料管7喷料而影响探测管3的探测精度；所述快接三通2的第三端口 23为卡套结构，卡套结构内设有套装在注料管7外的锥形垫圈26 ;通过拧紧卡套结构即可实现快接三通2上第三端口 23的连接及密封，操作简便快捷，密封可靠。
[0018]利用上述一体化装置的瓦斯抽采、钻孔检漏与堵漏的方法，主要包含以下步骤:
[0019](I)将一体化装置插入抽采钻孔8内，并将该装置各连接端分别与抽采管5、压风注料泵6、气体分析仪4及封孔管I相连接，保证各连接端紧密可靠，此时快接三通2上的开闭阀I 24、开闭阀II 25及探测管3上的阀门9均为关闭状态；开始抽采瓦斯时，保证开闭阀I 24与阀门9为关闭状态，开启开闭阀II 25，连通封孔管I与抽采管5，实现瓦斯抽采。
[0020](2)巡检作业发现钻孔抽采瓦斯浓度偏低时，需对抽采钻孔8进行检漏，此时应保证开闭阀II 22为开启状态，开闭阀I 21为关闭状态，使封孔管I与抽采管5道连通，打开探测管3上的阀门9，利用气体分析仪4测定不同孔深的气体浓度值，检测钻孔内不同深度的氧气(或氮气)气体浓度值，判断漏气位置；也可使探测管3上的阀门9保持为常开状态，便于抽取瓦斯过程中实时监测不同深度的瓦斯浓度。
[0021](3)发现漏气位置后，对漏气位置进行堵漏，此时应关闭开闭阀II 22及探测管3上的阀门9，开启开闭阀I 21与压风注料泵6，利用井下压缩空气，通过压风注料泵6及注料管7将堵漏材料注入到钻孔内壁的漏气位置处，从而实现钻孔的堵漏。
[0022]其工作原理为:在钻孔密封质量良好和钻孔周边不漏气的情况下，抽采钻孔8内的氧气(或氮气)浓度沿孔深的分布应基本稳定一致(即在较小的范围内波动)；若钻孔密封质量较差或钻孔内部某一位置出现漏气问题，在抽采负压作用下，抽采钻孔8内氧气(或氮气)浓度会沿孔深的分布出现突变，该位置即为漏气位置，因此可根据氧气(或氮气)的浓度测值的变化确定漏气位置；在判定抽采钻孔8的漏气位置后，通过注料管7将堵漏材料喷注到漏气位置处，从而实施抽采钻孔的检漏与堵漏一体化。
[0023]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，包括封孔管、快接三通、探测管、气体分析仪及抽采管，其特征在于:还包括压风注料泵及注料管，所述探测管与注料管内置于快接三通中，所述快接三通的第一端口设置在注料管外，第二端口与抽采管相连，第三端口与封孔管相连，所述注料管的出料口端伸入抽采钻孔内，进料口端与压风注料泵相连，所述快接三通的第一端口与第二端口处对应设有控制注料管开闭的开闭阀I与控制抽采管开闭的开闭阀II。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，其特征在于:所述快接三通中内置有四根注料管，相邻两根注料管间的夹角为90°，所述各注料管的出料口端均为弯曲弧形。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，其特征在于:所述探测管设置在四根注料管中间，且探测管的探测端伸出注料管的出料口端。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，其特征在于:所述快接三通的第三端口为卡套结构，卡套结构内设有套装在注料管外的锥形垫圈。
【文档编号】E21B33/13GK203962029SQ201420437973
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】赵旭生, 周厚权, 刘延保, 王凯, 程波, 申凯, 刘桢, 熊伟, 隆清明, 吕贵春, 马代辉, 郭平, 王艺树 申请人:中煤科工集团重庆研究院有限公司