一种瓦斯含量测定装置的制作方法

本实用新型涉及煤田开采技术领域，尤其是涉及煤矿瓦斯参数测定的一种瓦斯含量测定装置。

背景技术：

煤矿瓦斯事故是制约煤炭工业发展的突出因素，煤矿的安全生产离不开瓦斯治理。煤层瓦斯含量是瓦斯基础参数，是计算瓦斯储量、预测瓦斯涌出量、进行瓦斯抽采设计、评价煤与瓦斯突出危险性及瓦斯抽采是否达标的重要依据。

传统瓦斯含量测定主要通过集气排水法，人工读取量筒读数，记录数据，存在主观误差；操作相对复杂，人工成本高。

技术实现要素：

针对油田注水井存在的上述缺陷和问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种瓦斯含量测定装置,达到准确地测定瓦斯的析出量的目的。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型公开一种瓦斯含量测定装置，包含煤样筒、井下测定装置和井上测定装置，所述井下测定装置包括井下储水箱、带有存储器的井下称重装置，井下储水箱通过进气管路连接煤样筒，井下储水箱放置在井下称重装置上；所述井上测定装置包括井上储水箱、带有存储器的井上称重装置、粉碎机、过滤瓶，井上称重装置通过USB端口连接上位机控制系统，井上称重装置通过线缆连接粉碎机，井上储水箱通过进气管道连接过滤瓶，所述粉碎机和煤样筒分别通过进气管道汇总后连接过滤瓶，所述井上称重装置设置称重水槽，所述井下储水箱、井上储水箱分别设置进水管路、排水管路和排气口，井上储水箱的排水管路位于井上称重水槽上方。

上述技术方案中，还包括水温传感器，所述井下储水箱、井上储水箱分别连接水温传感器。

上述技术方案中，所述井上称重装置设置充电端口。

上述技术方案中，所述煤样筒由筒盖套接密封胶圈后和筒体旋接组成。

本实用新型所公开的装置具有体积小、重量轻、成果直观、精度高的特点，能够适应井下复杂恶劣环境，所使用装置的瓦斯含量测定方法可以替代目前常规瓦斯含量测定仪所通用的方法，即利用人眼观察玻璃管中水柱的高低变化，采用精确天平与计算机结合，高度自动化测量、存储、计算数据，避免了环境光线和人为因素对数据测定的误差，测量数据准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型井下测定装置的结构示意图。

图2是本实用新型井上测定装置的结构示意图。

其中：煤样筒1、筒盖11、筒体12、井下测定装置2、井下储水箱 21、井下称重装置22、井上测定装置3、井上储水箱31、井上称重装置32、称重水槽321、充电端口322、粉碎机33、过滤瓶34、水温传感器4、进水管路5、排水管路6、排气口7、进气管道8、上位机控制系统9、温控线10、线缆11、电脑USB接口12。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，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。

本实用新型的原理为：基于瓦斯的密度相对于水的密度可以忽略不计，在一定的温度下瓦斯在水中的溶解度极低并且水的摩尔质量恒定的基础，通过一定重量的煤样在密闭环境中解析瓦斯之后排除水的体积，通过称量这部分水的重量换算成体积，这样就可以准确地换算出瓦斯的析出量，为了更加精确，可以进行温度、大气压等参数的修正。

取样500g煤样进行自然解析，连接好仪器管路后解析30分钟后共排出水200g，按照V＝m/ρ计算出排出200g水的体积，m-排出水的重量，ρ-水的密度(1.0cm³/g)，按照下面公式进行温度和气压的修正，计算出排出水的体积：

其中：Vi0—换算成标况后的气体体积，ml；

272.3-绝对温度零点；

101.3-标准大气压力；

P1—解析时的大气压力，kPa；

P2—tw时水的饱和蒸汽压，可以用下表查询，kPa；

tw—量筒内水温，℃；

Vi—换算前体积读数，ml；

表一：不同温度下饱和水蒸汽压

根据图1、图2所示，一种瓦斯含量测定装置，包含煤样筒、井下测定装置和井上测定装置。

井下测定装置包括井下储水箱、带有存储器的井下称重装置，井下储水箱通过进气管路连接煤样筒，井下储水箱放置在井下称重装置上，井下储水箱连接水温传感器，水温传感器通过温控线连接井下称重装置，井下储水箱设置进水管路、排水管路和排气口。

井上测定装置包括井上储水箱、带有存储器的井上称重装置、粉碎机、过滤瓶，井上称重装置通过USB端口连接上位机控制系统，井上称重装置通过线缆连接粉碎机，控制粉碎机开关和工作，井上储水箱通过进气管道连接过滤瓶，粉碎机和煤样筒分别通过进气管道汇总后连接过滤瓶，井上称重装置设置用于充电的充电端口和电脑USB接口，电脑 USB接口用以外接存储器等；井上称重装置设置称重水槽，井上储水箱设置进水管路、排水管路和排气口，井上储水箱的排水管路位于井上称重水槽上方，井上储水箱连接水温传感器，水温传感器通过温控线连接井上称重装置。

本实用新型使用的煤样筒由筒盖套接密封胶圈后和筒体旋接组成，煤样筒需要进行打压试验，在60MPa的压力下保压1分钟后，煤样筒无损坏及无明显变形。

使用该测定装置的瓦斯含量测定方法，包括以下步骤：

步骤一、取样，煤样封装后，快速装入密封煤样筒；

步骤二、井下瓦斯解析，计时30分钟解析，通过井下测定装置自动称量每1min解析体积质量(水)，计算当前条件下(水)量体积即当前条件下瓦斯的自然解析量(体积)，数据自动存在微型电脑中，，拧紧煤样筒；

步骤三、地面瓦斯解析，拧开煤样筒，煤样筒与地面解析装置连接，通过井上测定装置解析，称量解析前后质量(水)计算当前条件下(水) 量体积即当前条件下瓦斯的自然解析量(体积)，记录解析前后排水重量差值，并换算成当量体积，记录测定数据；

步骤四、地面粉碎瓦斯解析，称量煤样总重，后取二次煤样小样称重，通过粉碎瓦斯解析装置的粉碎机，称量解析前后质量(水)，计算当前条件下(水)量体积即当前条件下瓦斯的自然解析量(体积)，记录粉碎过程中水槽前后质量差值，并根据煤样小样与煤样总重的比例关系换算成当量体积，记录测定数据；

步骤五、将步骤二至四取得的数据累加，通过上位机控制系统的软件计算即可得到煤样中瓦斯的含量。

本实用新型涉及的瓦斯含量测量测定分析软件已经于2017年10月 18日获得软件著作权，软件名称为瓦斯含量测量测定分析系统V1.0，著作权证号：软著登字第2158657号。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。