一种采空井增压机组抽采设备防排压高停机系统的制作方法

本实用新型属于煤矿采空区地面抽采设备技术领域，具体涉及一种煤矿采空区地面井增压机组抽采设备防排压高停机系统。

背景技术：

常规预抽煤层气井使用抽油机进行抽采，其排水降压产气的抽采特性使得从井口进入地面集输系统的煤层气被水蒸气饱和。随着输送距离的增加，集输管线沿线温度与压力逐渐下降，气体中的水蒸气将在管壁处凝结为液滴而析出，使得管路中持液率发生改变，管线中的流动从简单的气相单相流动变为复杂多变的气水两相流，管内流动特性变得更加复杂，压力波动更加明显。据统计，沁水盆地南部煤层气集输管网压力波动区间为0.15-0.35MPa之间。

采空、采动井特殊的地质构造条件，只能使用小型螺杆\漩涡增压机组进行负压抽采。出于成本考虑，绝大部分采空、采动井煤层气集输管道并入常规煤层气井集输管网，因常规煤层气井管网压力波动造成增压机组排气压力高停机现象时有发生（排压高超限停机值0.30MPa），且管网压力恢复正常后不能自动开机，对生产造成不利影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是通过优化采空井抽采工艺流程，避免集输管网压力波动造成增压机组等抽采设备排气压力高停机现象的发生，保证采空井抽采设备长期、稳定、持续运行，进而提供了一种采空井增压机组抽采设备防排压高停机系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种采空井增压机组抽采设备防排压高停机系统，包括通过无缝钢管依次连接的阻火器、增压机组、压力变送器和集输管网，阻火器通过金属波纹管连接井口，金属波纹管管路上设有球阀一，阻火器和增压机组之间的连接管路上依次设有三通和截止阀一；增压机组和压力变送器之间的连接管路上依次设有三通、球阀二和截止阀二；所述三通通过电磁阀和稳压降压阀与三通连接。

所述电磁阀与压力变送器通过电缆线与增压机组连接。

所述增压机组的停机压力为0.3MPa，电磁阀开关的控制压力设定值为0.295Mpa。

本实用新型通过在增压机组排气端加装三通、压力变送器、电磁阀、截止阀、稳压降压阀等设备，对采空、采动井原抽采工艺进行改进优化。现场实践证明采空、采动井抽采工艺改进后效果良好，对煤层气一级、二级增压系统具有良好的推广应用示范作用。具有如下有益效果：

（1）本实用新型装置自动化程度高。压力变送器将压力信号转化为电信号传递至增压机组PLC控制系统内，压力值一旦高于设定值，即可控制电磁阀开启，部分煤层气气体通过旁路进入增压机组进气端，形成气体循环的同时降低排气端压力，当排气端压力降至设定值后，PLC控制系统关闭电磁阀，从而实现增压机组排气端压力不超限停机的目的，保障设备持续、稳定运行；

（2）本实用新型装置合理确定电动阀启停设定值。增压机组排气压力超限停机值为0.3MPa，本项目通过实际生产中反复摸索，确定增压机组排气端电磁阀开启压力设定值为0.295MPa，关闭压力设定值为小于等于0.29MPa，实际应用效果良好；

（3）本实用新型装置通过控制系统压力，可防止系统压力急剧波动。增压机组内氧气、甲烷及压力等传感器对压力极为敏感，其进气端及排气端压力急剧的波动容易导致传感器失灵，触发连锁停机事故。当电磁阀开启后，增压机组排气端截止阀可有效防止管网内煤层气气体回流，引起进气管网压力急剧升高；位于电磁阀后端的稳压降压阀采用双级式减压结构，用于高精度和高灵敏度调压，提供持续精确的出口压力，稳定控制压力降，保证增压机组排气端压力值缓慢降低；

（4）环保。增压机组排气压力高停机时，常规方法是自动将煤层气直接放空处理，本项目可以在排气压力高时，将排气端煤层气回收利用，不仅避免煤层气资源的浪费而且环保。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图；

图中，1：井口，2-1球阀一、2-2：球阀二，3：阻火器，4-1截止阀一、4-2截止阀二：，5：增压机组，6：压力变送器，7：压力表，8：流量计，9：集输管网，10：电磁阀，11：稳压降压阀，12-1三通、12-2三通：。

具体实施方式

如图1所示的本装置系统，包括通过无缝钢管依次连接的阻火器3、增压机组5、压力变送器6和集输管网9，阻火器3通过金属波纹管连接井口1，金属波纹管管路上设有球阀一2-1，阻火器3和增压机组5之间的连接管路上依次设有三通12-1和截止阀一4-1；增压机组5和压力变送器6之间的连接管路上依次设有三通12-2、球阀二2-2和截止阀二4-2；所述三通12-2通过电磁阀10和稳压降压阀11与三通12-1连接。

本实用新型的原理是在原有采空井增压机组抽采工艺基础上，再增压机组排气端加装三通、压力变送器、压力表、电磁阀、截止阀、稳压降压阀等设备。通过对增压机组PLC进行编程，控制电磁阀的启闭，使增压机组在集输管网压力波动达到设定值0.295Mpa时（临近停机压力0.3MPa时），控制电磁阀自动打开，调整增压机组排气压力，使排气压力始终低于停机压力（0.3MPa）；在集输管网压力降低至设定值0.29Mpa，控制电磁阀自动关闭，进而使采空井增压机组抽采设备具备防排压高停机的功能。

所述电磁阀10与压力变送器6通过电缆线与增压机组5连接。

所述的稳压降压阀11可在电磁阀10打开的情况下，缓慢降低增压机组5排气压力，防止增压机组5排气压力波动过快，造成电磁阀10频繁的开启与闭合，从而提高采空井增压机组抽采设备防排压高停机工艺的可靠性。

所述的截止阀4-2可在增压机组5排压高于设定值时，电磁阀打开的特定条件下，起到防止集输管网9内高压煤层气气体倒流的功能。

所述压力变送器6通过电缆线将压力电信号传达至增压机组5，增压机组根据排气压力设定值控制电磁阀的开启与闭合，从而使少量煤层气气体在增压机组5前端（井口1、阀门2-1、阻火器3、截止阀4-4）与增压机组5后端（电磁阀10、稳压降压阀11）形成旁路回流，达到防止增压机组排压高停机的目的。