一种应用于松软突出煤层钻进的气渣分离器的制作方法

本实用新型涉及煤层瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种应用于松软突出煤层钻进的气渣分离器。

背景技术：

在深部煤炭开采领域，煤层所具有的高瓦斯压力使得施工安全难以保证。现有气渣分离器容易对工作人员的身体健康造成影响，且容易造成设备堵塞。

因此，亟需一种能够对瓦斯和煤岩屑进行分离，并进行收集的设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种应用于松软突出煤层钻进的气渣分离器，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种应用于松软突出煤层钻进的气渣分离器，包括与瓦斯抽采管道相连的气渣分离器主体。所述气渣分离器主体整体为一个内中空的舱体。所述舱体内腔中布设有筛网。所述舱体上端设置有煤岩体碎渣入口。煤岩渣经煤岩体碎渣入口返出至气渣分离器主体的内腔中。所述舱体侧壁上设置有瓦斯抽采口、排渣口和排水口。所述排渣口处设置有密封门和排渣通道。所述筛网的一端铰接在舱体内壁上。所述筛网将舱体的内腔分隔为上下两个容置空间。所述瓦斯抽采口和排渣口联通舱体上部容置空间和舱体外侧。所述排水口联通舱体下部容置空间和舱体外侧。

所述瓦斯抽采口和瓦斯抽采管道相连。所述瓦斯抽采口和瓦斯抽采管道之间的管路上安装有瓦斯浓度检测器和瓦斯抽采管道阀门。

所述筛网设有动力系统与传感系统。当传感系统监测到筛网上煤岩体碎渣的质量超过设定值时，动力系统驱动筛网绕铰接瞬间抬升。密封门向上抬起，煤岩体碎渣由排渣口处排渣通道排出。待煤岩体碎渣排出后，筛网和密封门瞬间复位。

进一步，所述排水口通过分离器排水阀门与水射流发生系统的纳米流体储罐相连。

进一步，所述气渣分离器主体采用不锈钢材质。

本实用新型的技术效果是毋庸置疑的：

a.将气渣分离器排出的废水导入到水槽中，实现了废水再利用，在保证钻进效率的同时，节约了经济成本；

b.能够对瓦斯和煤岩渣进行分离并回收，适于广泛推广应用。

附图说明

图1为气渣分离器结构示意图；

图2为气渣分离器工作示意图；

图3为a处局部放大图。

图中：螺旋钻头3、螺旋叶片301、高压喷头302、轴向流道304、钻杆4、支撑套管401、支撑钩爪4011、抽渣管402、输液管403、保压系统5、保压管501、压力显示器502、保压管密封装置503、保压管排渣阀门504、抽渣管阀门505、钻机6、气渣分离器主体7、瓦斯抽采管701、排渣口702、筛网703、排水口704、密封门705、分离器排水阀门8、钻机进水阀门9、加压泵10、纳米流体管道阀门11、纳米流体储罐12、锚杆13。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。

实施例1：

参见图1，本实施例公开一种应用于松软突出煤层钻进的气渣分离器，包括与瓦斯抽采管道相连的气渣分离器主体7。

所述气渣分离器主体7整体为一个内中空的舱体。所述舱体内腔中布设有筛网703。所述舱体上端设置有煤岩体碎渣入口。煤岩渣经煤岩体碎渣入口返出至气渣分离器主体7的内腔中。所述舱体侧壁上设置有瓦斯抽采口701、排渣口702和排水口704。所述排渣口702处设置有密封门705和排渣通道。所述筛网703的一端铰接在舱体内壁上。所述筛网703将舱体的内腔分隔为上下两个容置空间。所述瓦斯抽采口701和排渣口702联通舱体上部容置空间和舱体外侧。所述排水口704联通舱体下部容置空间和舱体外侧。

所述瓦斯抽采口701和瓦斯抽采管道相连。所述瓦斯抽采口701和瓦斯抽采管道之间的管路上安装有瓦斯浓度检测器和瓦斯抽采管道阀门。

所述筛网703设有动力系统与传感系统。当传感系统监测到筛网703上煤岩体碎渣的质量超过设定值时，动力系统驱动筛网703绕铰接瞬间抬升。密封门705向上抬起，煤岩体碎渣由排渣口702处排渣通道排出。待煤岩体碎渣排出后，筛网703和密封门705瞬间复位。

实施例2：

本实施例主要结构同实施例1，其中，所述排水口704通过分离器排水阀门8与水射流发生系统的纳米流体储罐12相连。所述气渣分离器主体7采用不锈钢材质。

实施例3：

本实施例公开一种应用于松软突出煤层钻进的气渣分离器，包括与瓦斯抽采管道相连的气渣分离器主体7。

所述气渣分离器主体7整体为一个内中空的舱体。所述舱体内腔中布设有筛网703。所述舱体上端设置有煤岩体碎渣入口。煤岩渣经煤岩体碎渣入口返出至气渣分离器主体7的内腔中。所述舱体侧壁上设置有瓦斯抽采口701、排渣口702和排水口704。所述排渣口702处设置有密封门705和排渣通道。所述筛网703的一端铰接在舱体内壁上。所述筛网703将舱体的内腔分隔为上下两个容置空间。所述瓦斯抽采口701和排渣口702联通舱体上部容置空间和舱体外侧。所述排水口704联通舱体下部容置空间和舱体外侧。

所述瓦斯抽采口701和瓦斯抽采管道相连。所述瓦斯抽采口701和瓦斯抽采管道之间的管路上安装有瓦斯浓度检测器和瓦斯抽采管道阀门。

所述筛网703设有动力系统与传感系统。当传感系统监测到筛网703上煤岩体碎渣的质量超过设定值时，动力系统驱动筛网703绕铰接瞬间抬升。密封门705向上抬起，煤岩体碎渣由排渣口702处排渣通道排出。待煤岩体碎渣排出后，筛网703和密封门705瞬间复位。

参见图2，本实施例的气渣分离器在实际生产中与水射流发生系统、钻机钻具系统和保压系统5配套使用。

所述水射流发生系统包括加压泵10和纳米流体储罐12。所述加压泵10和纳米流体储罐12之间的管路上设置有纳米流体管道阀门11。

所述钻机钻具系统包括螺旋钻头3、钻杆4和钻机6。所述螺旋钻头3安装在钻杆4的首端。所述螺旋钻头3外壁上设置有螺旋叶片301。所述螺旋钻头3内部具有轴向流道304。所述螺旋钻头3顶端设置有供高压水射出的高压喷头302。所述螺旋钻头3与轴向流道304连通。所述钻机6夹持钻杆4的尾端。所述钻杆4为双壁钻杆。所述钻杆4的内管内腔为中心孔道。所述内管的壁面上设置有导流通孔和导渣通孔。所述钻杆4的内管与外管之间的环空间隙为环形孔道。所述中心孔道中布置有支撑套管401。所述支撑套管401表面间隔布设支撑钩爪4011。所述支撑钩爪4011采用压簧结构。所述环形孔道中布置有抽渣管402和输液管403。所述抽渣管402通过导渣通孔与中心孔道联通。所述输液管403通过导流通孔与中心孔道联通。当钻进完成时，支撑套管401伸出螺旋钻头3。支撑钩爪4011打开，与岩壁接触，起到支撑钻孔的作用，防止钻孔在退钻的过程中发生垮塌。参见图3，钻杆内腔壁与螺旋钻头3通过螺纹连接，在钻进完成后，利用千斤顶将内腔中的支撑套管401顶出，实现分离。在本实施例中，通过千斤顶将支撑套管从底部向孔内推动，实现钻头与支撑套管的分离。

所述保压系统5包括保压管501、压力显示器502和保压管密封装置503。所述保压管501的前端伸入钻孔中，后端置于钻孔外部。所述保压管501通过4根锚杆13固定在钻孔孔口孔壁上。所述保压管501伸入钻孔部分的外壳直接与钻孔壁接触。所述钻杆4从保压管5的后端伸入钻孔中。所述保压管5后端开口处与钻杆4之间安装有保压管密封装置503。所述保压管501的周壁上开设有抽渣孔。所述保压管501的周壁上还安装有压力显示器502以监测保压管501内的压力。所述保压管密封装置503上开设有保压管排渣口。抽渣管阀门505将钻杆内部的抽渣管道与气渣分离器主体7相连接。保压管排渣阀门504将保压管末端通过管道与气渣分离器主体7相连接。

工作时，钻机6带动钻杆4旋转并钻入煤岩层中。所述螺旋钻头3在钻杆4的旋转带动下自轴旋转。纳米流体通过加压泵10送入螺旋钻头3。高压喷头302喷射轴向的高压液流，在孔底的煤壁上切割出引导孔。螺旋钻头3将引导孔扩大。煤岩体由螺旋钻头3研磨破碎或经受高压水冲击而破碎。高压水射流冲击煤岩屑，纳米流体携带煤岩渣返出至气渣分离器主体7。

本实施例将水基二氧化硅纳米流体通过钻头喷嘴注入钻孔，同时通过调节保压管阀门与注液压力，达到了长距离钻进过程中钻孔内部压力稳定的效果，解决了长距离钻进过程中的喷孔、垮孔等问题，保证了深部煤炭资源的安全高效开采。