一种地面钻井低浓度煤层气抽采利用系统的制作方法

本发明涉及一种地面钻井煤层气抽采利用系统，尤其适用于地面钻井低浓度煤层气的抽采利用和高效增压集输。

背景技术：

煤层气地面钻井煤层气抽采，既能减少矿井瓦斯，保障煤炭的安全高效开采，又能充分利用煤层气资源，缓解当前能源短缺的局面。在地面钻井煤层气抽采中后期，甲烷浓度会降低到30%甚至更低，而ch4的爆炸极限为5%-16%。当对甲烷进行增压集输时，爆炸极限会明显增大，所以出于安全考虑，甲烷浓度在30%以内时，无法通过增压机集输利用。目前，绝大多数矿区采取直接排空的方式处理低浓度煤层气。据统计，我国每年排放的煤层气在194亿m³以上，约占世界煤层气排放总量的35%。大量低浓度煤层气的直接排空，不仅加剧了温室效应，而且浪费了宝贵的能源，也不能获得最大的经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种地面钻井低浓度煤层气抽采利用系统，该系统结构简单，抽采煤层气安全高效，能够自动对中高浓度煤层气直接进行增压集输，低浓度煤层气进行过滤干燥提纯后再增压集输。

为了实现上述目的，本发明提供一种地面钻井低浓度煤层气抽采利用系统，包括依次连接在管路上的第一阀门，甲烷浓度传感器，甲烷浓度传感器后为两个并联的管路，管路前段各自设有第一电动阀，第二电动阀，在设有第二电动阀的管路上，从左到右依次连接有过滤器，干燥器，提纯装置，汇集后的管路依次连接有水环真空泵，螺杆增压泵，甲烷浓度检测仪，气体流量计，第二阀门，集输管网。甲烷浓度传感器，第一电动阀，第二电动阀各自通过连接线和控制器相连。

进一步，控制器通过连接线同时调控第一电动阀和第二电动阀的打开和关闭，第一电动阀和第二电动阀必定一开一合。

本发明通过甲烷浓度传感器监测地面钻井煤层气抽采的浓度参数，通过控制器设置的调控程序来控制第一电动阀和第二电动阀的打开与关闭，以此来控制抽采煤层气是否需要经过提纯装置。

本发明系统结构简单，抽采煤层气安全高效。

附图说明

图1是本发明的一种地面钻井低浓度煤层气抽采利用系统原理示意图。

图中：1、抽采管路，2、第一阀门，3、甲烷浓度传感器，4、控制器，5、第一电动阀，6、第二电动阀，7、过滤器，8、干燥器，9、提纯装置，10、水环真空泵，11、螺杆增压泵，12、甲烷浓度检测仪，13、气体流量计，14、第二阀门，15、集输管网，16、连接线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1所示，一种地面钻井低浓度煤层气抽采利用系统，包括依次连接在管路1上的第一阀门2、甲烷浓度传感器3，甲烷浓度传感器3与水环真空泵10之间的连接并联支管路，并联支管路与第一电动阀5并联，并联支管路依次设置第二电动阀6、过滤器7、干燥器8和提纯装置9；

水环真空泵10连接螺杆增压泵11，螺杆增压泵11连接气体流量计13，螺杆增压泵11与气体流量计13之间安装有甲烷浓度检测仪12，气体流量计13连接第二阀门14，第二阀门14连接集输管网15。

甲烷浓度传感器3电连接控制器4，控制器4与第一电动阀5、第二电动阀6分别通过连接线16相连。

所述的控制器4调控程序为：当抽采煤层气浓度大于等于30%时，控制器4调控第一电动阀5打开，同时关闭第二电动阀6，抽采煤层气直接进入管道1增压集输；

当抽采煤层气浓度小于30%时，控制器4调控第二电动阀6打开，同时关闭第一电动阀5，煤层气经过过滤器7过滤，再经过干燥器8干燥，最后经过提纯装置9提纯后再进行增压集输。

工作原理：开启水环真空泵10，地面钻井煤层气依次通过第一总阀2进入装有甲烷浓度传感器3的管路1中，甲烷浓度传感器3通过连接线16把实时监测的甲烷浓度参数传给控制器4，控制器4根据甲烷浓度的不同来调控第一电动阀5和第二电动阀6的打开或闭合；第一电动阀5打开，同时第二电动阀6闭合，中高浓度煤层气进入螺杆增压泵11增压至0.3mpa后，经第二阀门14最终输送到集输管网15中。

第二电动阀6打开，同时第一电动阀5闭合，通过提纯装置9提纯得到的高浓度煤层气进入螺杆增压泵11增压至0.3mpa后，经第二阀门14最终输送到集输管网15中。

中高浓度煤层气进入螺杆增压泵11增压至0.3mpa后，经第二阀门14最终输送到集输管网15中。

本发明中所述的提纯装置9采用北京朗德金燕自动化装备股份有限公司生产的低浓度煤层气提纯机。

技术特征：

技术总结
一种地面钻井低浓度煤层气抽采利用系统，适用于地面钻井低浓度煤层气的抽采利用，它由管路，第一阀门，甲烷浓度传感器，控制器，第一电动阀，第二电动阀，过滤器，干燥器，提纯设备，水环真空泵，螺杆增压泵，甲烷浓度检测仪，气体流量计，第二阀门，集输管网，连接线组成。通过甲烷浓度传感器，气体流量计，甲烷浓度检测仪监测地面钻井煤层气抽采参数，通过控制器内设置的程序调控第一电动阀，第二电动阀。本系统具有结构简单，抽采煤层气安全高效的优点。

技术研发人员：胡胜勇;郝国才;冯国瑞;张奡;邵和;韩丹丹;黄宜生;廖奇;关舒文
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：2018.10.24
技术公布日：2019.01.04