一种防瓦斯涌出自动抽放装置的制作方法

本发明涉及一种防瓦斯涌出自动抽放装置，应用于山体或煤层使用钻机打钻过程。

背景技术：

1、在岩层或煤层使用钻机打钻作业过程中，由于岩层或煤层压力过大，藏匿在岩层或煤层钻孔内的瓦斯等有毒、有害气体或易燃气体会沿着钻孔向外溢出乃至喷涌，损害工人健康，甚至发生爆炸，严重危害工人生命安全。目前，大部分现有的防喷孔装置存在着密封不严的问题，装置与孔壁之间的缝隙以及装置及与钻杆之间的缝隙无法全部密封，只能将孔内溢出的大部分气体收集，在气体喷涌时，还是会有部分气体由装置与孔壁之间的缝隙、装置与钻杆之间的缝隙、排水口以及出渣口喷出。以上为现有技术的不足。

技术实现思路

1、本发明的目的是：设计一种防瓦斯涌出自动抽放装置，该防瓦斯涌出自动抽放装置密封严密，能够即时收集、分离、排放钻孔过程中产生的渣、浆及气体，阻止气体溢出或喷出扩散，将孔内环境与孔外环境隔离，有效地解决了钻孔过程中喷孔时瓦斯等有毒、有害气体以及易燃气体四溢的问题。

2、本发明的目的可以通过下述技术方案实现：

3、一种防瓦斯涌出自动抽放装置，包括孔口防喷器和分离箱，其特征是：还包括两段高压胶管和三段钢丝软管；所述的孔口防喷器由定位组件、密封件、集尘组件、封堵组件、固定组件和卡箍组成，定位组件由定位底座、耐磨套ⅱ和孔卡构成，定位底座内部设有阶梯孔，该阶梯孔右侧为细孔，左侧为粗孔，该阶梯孔左侧粗孔的内周面上，靠左侧位置设有沟槽，孔卡安装在该阶梯孔左侧粗孔的左侧沟槽处，耐磨套ⅱ安装在该阶梯孔左侧粗孔的右侧位置；集尘组件其中部为集尘管件，集尘管件上部设有抽放口ⅱ，下部设有渣水出口，左端的内部设有一个密封腔，密封腔腔底座的中间位置设有直径小于密封件外径的圆孔，该圆孔与集尘管件的内部相通，集尘管件右端设有一个法兰ⅱ，抽放口ⅱ和渣水出口均与集尘管件内腔相通，在集尘管件外周面上靠近法兰ⅱ的位置，径向均匀分布设置若干吊耳，在集尘管件左端的外部壁上设有进水口和封堵组件接口，进水口位于密封腔的下方，且与密封腔相通，封堵组件接口与封堵组件位置相对应；封堵组件包括封堵管、气囊ⅱ和进气管，封堵管左端设有安装座，安装座上有若干可穿过紧固件的安装孔，封堵管的内周面上设有凹槽，气囊ⅱ安装在封堵管内部，并位于凹槽处，气囊ⅱ的两端由封堵管内部的凹槽压紧，封堵管外壁上的中间位置焊接有一根进气管，进气管上端与气囊ⅱ和封堵管之间的缝隙ⅱ相通，下端与封堵组件接口相通；固定组件由钢管、法兰ⅰ、耐磨套ⅰ、气囊ⅰ和两个钢环构成，钢管左端设置有法兰ⅰ，钢管右端内部安装有耐磨套ⅰ，在钢管外部，靠近耐磨套ⅰ一侧的部位套装有气囊ⅰ，气囊ⅰ的两端各用一个钢环固定并压紧在钢管上，在钢管的外壁上，法兰ⅰ与气囊ⅰ左端之间的位置，设有固定组件接口，钢管的管壁内部设有一条连接通道，固定组件接口通过连接通道与气囊ⅰ和钢管之间的缝隙ⅰ相连通；所述定位组件的定位底座通过紧固件与集尘组件集尘管件的左端相连，密封件装于定位组件的定位底座和集尘组件的集尘管件之间，集尘组件集尘管件左端内部的密封腔内，集尘组件集尘管件上的进水口连接高压水源，封堵组件的封堵管通过紧固件与集尘组件的密封腔腔底座相连接，固定组件钢管左端的法兰ⅰ与集尘组件集尘管件右端的法兰ⅱ用卡箍相连接；所述的分离箱包括箱体、抽放口ⅰ、气源接口、控制接口ⅰ、控制接口ⅱ、渣水进口、排渣口、排水口、排渣阀、排水阀、滤网、急停按钮阀、手转阀ⅰ、手转阀ⅱ、气控阀和电磁换向阀，箱体内腔分为控制腔室和渣水分离腔室，控制腔室位于箱体内腔的左上方，箱体内腔的其它部位为渣水分离腔室，在箱体上，渣水分离腔室的正上方位置设有抽放口ⅰ，渣水分离腔室右斜上方的位置由上至下依次设有气源接口、控制接口ⅰ、控制接口ⅱ和渣水进口，渣水分离腔室的左下方和右下方的位置分别设有排渣口和排水口，排渣口和排水口处分别安装有排渣阀和排水阀，滤网设置在渣水分离腔室的内部，滤网一端位于渣水进口下方，另一端与排渣口下端平齐，急停按钮阀、手转阀ⅰ和手转阀ⅱ设置在箱体上，控制腔室的外部，控制腔室的内部设有电磁换向阀和气控阀；所述分离箱上的控制接口ⅰ、控制接口ⅱ分别通过两段高压胶管，分别与孔口防喷器集尘组件上的封堵组件接口、固定组件上的固定组件接口相连，分离箱上的抽放口ⅰ、孔口防喷器集尘组件上的抽放口ⅱ分别通过两段钢丝软管与煤矿井下的瓦斯抽放管路相连，分离箱上的渣水进口与孔口防喷器集尘组件上的渣水出口通过一段钢丝软管相连；

4、其气路连接关系为：电磁换向阀的进气口p口、气控阀的进气口p口以及手转阀ⅱ的进气口p口，各通过一段连接气管连接到分离箱的气源接口的一端，气源接口的另一端连接气压源，电磁换向阀的出气口a口通过连接气管连接急停按钮阀的进气口p口，急停按钮阀的出气口a口通过连接气管连接手转阀ⅰ的进气口p口，手转阀ⅰ出气口a口通过三段连接气管分别连接排渣阀的控制口p口、排水阀控制口p口和气控阀的控制口d口，气控阀的出气口a口通过连接气管连接封堵组件接口，手转阀ⅱ的出气口a口通过连接气管连接固定组件接口。

5、本发明所述的密封件为柔性材质制成的圆盘状部件，其中间有可穿过钻杆的孔，该孔的形状与钻杆横截面形状相同，且在插入钻杆后，该孔与钻杆之间的配合为过盈配合。

6、本发明的集尘管件为四通。

7、本发明的耐磨套ⅰ和耐磨套ⅱ均为铜套。

8、本发明的渣水出口为漏斗形状。

9、本发明吊耳的个数为3个。

10、本发明的优点为：该防瓦斯涌出自动抽放装置密封严密，能够即时收集、分离、排放钻孔过程中产生的渣、浆及气体，阻止气体溢出或喷出扩散，无论钻杆是否转动，都能将孔内环境与孔外环境隔离，另外在瓦斯超限时，可自动关闭排渣阀和排水阀，封堵孔口防喷器的中心插入钻杆的孔口，将孔内环境与孔外环境隔离，并能够双通道排出瓦斯，有效地解决了钻孔过程中喷孔时瓦斯等有毒、有害气体以及易燃气体四溢的问题。

技术特征：

1.一种防瓦斯涌出自动抽放装置，包括孔口防喷器（1）和分离箱（10），其特征是：还包括两段高压胶管（36）和三段钢丝软管（37）；所述的孔口防喷器（1）由定位组件（56）、密封件（22）、集尘组件（55）、封堵组件（23）、固定组件（3）和卡箍（2）组成，定位组件（56）由定位底座（20）、耐磨套ⅱ（21）和孔卡（42）构成，定位底座（20）内部设有阶梯孔，该阶梯孔右侧为细孔，左侧为粗孔，该阶梯孔左侧粗孔的内周面上，靠左侧位置设有沟槽，孔卡（42）安装在该阶梯孔左侧粗孔的左侧沟槽处，耐磨套ⅱ（21）安装在该阶梯孔左侧粗孔的右侧位置；集尘组件（55）其中部为集尘管件（25），集尘管件（25）上部设有抽放口ⅱ（24），下部设有渣水出口（28），左端的内部设有一个密封腔（31），密封腔（31）腔底座（49）的中间位置设有直径小于密封件（22）外径的圆孔，该圆孔与集尘管件（25）的内部相通，集尘管件（25）右端设有一个法兰ⅱ（27），抽放口ⅱ（24）和渣水出口（28）均与集尘管件（25）内腔相通，在集尘管件（25）外周面上靠近法兰ⅱ（27）的位置，径向均匀分布设置若干吊耳（26），在集尘管件（25）左端的外部壁上设有进水口（30）和封堵组件接口（29），进水口（30）位于密封腔（31）的下方，且与密封腔（31）相通，封堵组件接口（29）与封堵组件（23）位置相对应；封堵组件（23）包括封堵管（32）、气囊ⅱ（34）和进气管（33），封堵管（32）左端设有安装座，安装座上有若干可穿过紧固件的安装孔（47），封堵管（32）的内周面上设有凹槽（48），气囊ⅱ（34）安装在封堵管（32）内部，并位于凹槽（48）处，气囊ⅱ（34）的两端由封堵管（32）内部的凹槽（48）压紧，封堵管（32）外壁上的中间位置焊接有一根进气管（33），进气管（33）上端与气囊ⅱ（34）和封堵管（32）之间的缝隙ⅱ（51）相通，下端与封堵组件接口（29）相通；固定组件（3）由钢管（41）、法兰ⅰ（16）、耐磨套ⅰ（6）、气囊ⅰ（5）和两个钢环（4）构成，钢管（41）左端设置有法兰ⅰ（16），钢管（41）右端内部安装有耐磨套ⅰ（6），在钢管（41）外部，靠近耐磨套ⅰ（6）一侧的部位套装有气囊ⅰ（5），气囊ⅰ（5）的两端各用一个钢环（4）固定并压紧在钢管（41）上，在钢管（41）的外壁上，法兰ⅰ（16）与气囊ⅰ（5）左端之间的位置，设有固定组件接口（7），钢管（41）的管壁内部设有一条连接通道（54），固定组件接口（7）通过连接通道（54）与气囊ⅰ（5）和钢管（41）之间的缝隙ⅰ（50）相连通；所述定位组件（56）的定位底座（20）通过紧固件与集尘组件（55）集尘管件（25）的左端相连，密封件（22）装于定位组件（56）的定位底座（20）和集尘组件（55）的集尘管件（25）之间，集尘组件（55）集尘管件（25）左端内部的密封腔（31）内，集尘组件（55）集尘管件（25）上的进水口（30）连接高压水源，封堵组件（23）的封堵管（32）通过紧固件与集尘组件（55）的密封腔（31）腔底座（49）相连接，固定组件（3）钢管（41）左端的法兰ⅰ（16）与集尘组件（55）集尘管件（25）右端的法兰ⅱ（27）用卡箍（2）相连接；所述的分离箱（10）包括箱体（43）、抽放口ⅰ（9）、气源接口（38）、控制接口ⅰ（39）、控制接口ⅱ（40）、渣水进口（18）、排渣口（45）、排水口（46）、排渣阀（14）、排水阀（15）、滤网（17）、急停按钮阀（11）、手转阀ⅰ（12）、手转阀ⅱ（52）、气控阀（53）和电磁换向阀（35），箱体（43）内腔分为控制腔室（13）和渣水分离腔室（44），控制腔室（13）位于箱体（43）内腔的左上方，箱体（43）内腔的其它部位为渣水分离腔室（44），在箱体（43）上，渣水分离腔室（44）的正上方位置设有抽放口ⅰ（9），渣水分离腔室（44）右斜上方的位置由上至下依次设有气源接口（38）、控制接口ⅰ（39）、控制接口ⅱ（40）和渣水进口（18），渣水分离腔室（44）的左下方和右下方的位置分别设有排渣口（45）和排水口（46），排渣口（45）和排水口（46）处分别安装有排渣阀（14）和排水阀（15），滤网（17）设置在渣水分离腔室（44）的内部，滤网（17）一端位于渣水进口（18）下方，另一端与排渣口（45）下端平齐，急停按钮阀（11）、手转阀ⅰ（12）和手转阀ⅱ（52）设置在箱体（43）上，控制腔室（13）的外部，控制腔室（13）的内部设有电磁换向阀（35）和气控阀（53）；所述分离箱（10）上的控制接口ⅰ（39）、控制接口ⅱ（40）分别通过两段高压胶管（36），分别与孔口防喷器（1）集尘组件（55）上的封堵组件接口（29）、固定组件（3）上的固定组件接口（7）相连，分离箱（10）上的抽放口ⅰ（9）、孔口防喷器（1）集尘组件（55）上的抽放口ⅱ（24）分别通过两段钢丝软管（37）与煤矿井下的瓦斯抽放管路（19）相连，分离箱（10）上的渣水进口（18）与孔口防喷器（1）集尘组件上（55）的渣水出口（28）通过一段钢丝软管（37）相连；

2.根据权利要求1所述的一种防瓦斯涌出自动抽放装置，其特征是：所述的密封件（22）为柔性材质制成的圆盘状部件，其中间有可穿过钻杆（8）的孔，该孔的形状与钻杆（8）横截面形状相同，且在插入钻杆（8）后，该孔与钻杆（8）之间的配合为过盈配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种防瓦斯涌出自动抽放装置，其特征是：集尘管件（25）为四通。

4.根据权利要求1或2所述的一种防瓦斯涌出自动抽放装置，其特征是：耐磨套ⅰ（6）和耐磨套ⅱ（21）均为铜套。

5.根据权利要求1或2所述的一种防瓦斯涌出自动抽放装置，其特征是：渣水出口（28）为漏斗形状。

6.根据权利要求1或2所述的一种防瓦斯涌出自动抽放装置，其特征是：吊耳（26）的个数为3个。

技术总结
一种防瓦斯涌出自动抽放装置，包括孔口防喷器和分离箱，还包括两段高压胶管和三段钢丝软管；孔口防喷器由定位组件、密封件、集尘组件、封堵组件、固定组件和卡箍组成，分离箱包括箱体、抽放口Ⅰ、气源接口、控制接口Ⅰ、控制接口Ⅱ、渣水进口、排渣口、排水口、排渣阀、排水阀、滤网、急停按钮阀、手转阀Ⅰ、手转阀Ⅱ、气控阀和电磁换向阀。其优点为，该防瓦斯涌出自动抽放装置密封严密，能够即时收集、分离、排放钻孔过程中产生的渣、浆及气体，阻止气体溢出或喷出扩散，无论钻杆是否转动，或者在瓦斯超限时，都能将孔内环境与孔外环境隔离，有效地解决了钻孔过程中喷孔时瓦斯等有毒、有害气体以及易燃气体四溢的问题。

技术研发人员：石德忠,马登林,刁厚珍,连朝明,赵波,秦伟峰,张伟光,张军召,冯战领
受保护的技术使用者：河北百方通用机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17