一种瓦斯压力-流量测试装置的制作方法

本实用新型涉及瓦斯测试技术领域，更具体而言，涉及一种瓦斯压力-流量测试装置。

背景技术：

尽管石油、天然气在我国的能源消费中所占比重很大，但是，煤炭仍然是我国的第一大能源。煤炭属于化石能源，其开采有相当大的风险和安全问题。与各主要产煤国家相比，我国的煤炭赋存条件差，主要依靠井工开采。近年来，随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大，突出危险性增高，突出灾害日趋严重，突出防治难度也越来越大。从目前的情况来看，瓦斯突出仍然是煤炭生产的主要安全问题之一，为此，国家大力支持先采气后采煤，并大幅度增加了在提高瓦斯（煤层气）开采效率方面的研究力度，在这种情况下，瓦斯流量的准确测定十分重要，遗憾的是，目前瓦斯压力和流量测定还存在较多的问题。例如，当瓦斯压力比较低时，瓦斯的流量比较小，目前市场上的流量传感器由于其测量下限比较高，无法准确测定瓦斯的流量。所需流量计的流量测量下限要求非常低，需要达到0.1毫升/分钟。

从全国范围来看，许多煤矿都有这种瓦斯流量测试的问题。因此，有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

为了克服现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种瓦斯压

力-流量测试装置，该测试装置简单实用、操作方便、安全可靠，能够在瓦斯压力比较低，瓦斯的流量比较小时保证测试的高精度，确保开采的安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种瓦斯压力-流量测试装置，包括第一U型管、第二U型管、第三U型管、管间阀门和管道，所述管道内设有管道阀门，所述第一U型管、第二U型管、第三U型管分别通过管口阀门与管道连通，所述第一U型管、第二U型管和第三U型管通过管间阀门相互连通。

所述管口阀门包括第一管口阀门、第二管口阀门、第三管口阀门第四管口阀门、第五管口阀门和第六管口阀门，所述第一U型管1通过第一管口阀门和第二管口阀门与管道连通，所述第二U型管通过第三管口阀门和第四管口阀门与管道连通，所述第三U型管通过第五管口阀门和第六管口阀门与管道连通。

所述管间阀门包括第一管间阀门、第二管间阀门、第三管间阀门、第四管间阀门、第五管间阀门和第六管间阀门，所述第一U型管通过第一管间阀门、第三管间阀门和第五管间阀门与第二U型管2连通；所述第二U型管通过第二管间阀门、第四管间阀门和第六管间阀门与第三U型管连通，使得三个U型管相互连通。

所述管道内安装有管道阀门，所述管道阀门包括第一管道阀门、第二管道阀门、第三管道阀门、第四管道阀门、第五管道阀门75和第六管道阀门，所述第一管道阀门设置在第一管口阀门与第三管口阀门中间位置，第二管道阀门设置在第三管口阀门与第五管口阀门中间位置，第三管道阀门设置在第五管口阀门与第六管口阀门中间位置，第四管道阀门设置在第六管口阀门与第四管口阀门中间位置，第五管道阀门设置在第四管口阀门与第二管口阀门中间位置，第六管道阀门设置在第二管口阀门的瓦斯钻孔出口侧端。

所述第三U型管上设置有加水口，所述加水口上设有阀门。

所述第一U型管、第二U型管、第三U型管的管壁上均标有体积刻度和高度刻度。

所述体积刻度和高度刻度分别标注在三个U型管管壁的两侧，且均设有水平高度一致的平衡点位置。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：

1、灵活使用。由于该装置可以在瓦斯压力与流量不确定的情况下，在测量时灵活方便的通过管间阀门的调整测量范围的增大或减小，省去了更换U型管的复杂操作。

2、无需采用防爆措施。由于该压力-流量测试装置没有任何运动部件、电器和用电需求，所以，该发明装置不需要采用防爆措施。简单实用。该装置的结构与操作简单，矿井工人或者技术人员经过简单培训就可以操作和使用。

3、精度高。由于计量用的U型管数量可以根据需要选择，所以，测定的瓦斯的体积范围更加灵活，而时间的计量精度一般情况下都很高，所以，瓦斯流量的测定精度比较高，可以达到0.1毫升/分钟。

4、维护方便。由于该装置的结构简单，而且没有任何运动部件和电动器件，因此，该装置的日常维护十分简单和方便。

5、成本低、投资少、见效快。由于该装置的结构简单，零部件不是很多，因此，该装置的成本比较低、投资回收期短、可以快速产生经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1为第一U型管、2为第二U型管、3为第三U型管、41为加水口、42为加水阀门、51为第一管口阀门、52为第二管口阀门、53为第三管口阀门、54为第四管口阀门、55为第五管口阀门、56为第六管口阀门、61为第一管间阀门、62为第二管间阀门、63为第三管间阀门。64为第四管间阀门、65为第五管间阀门、66为第六管间阀门、71为第一管道阀门、72为第二管道阀门、73为第三管道阀门、74为第四管道阀门、75为第五管道阀门、76为第六管道阀门、8为管道、91为体积刻度、92为高度刻度、93为平衡点位置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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做出创造性劳动的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。

如图1所示，一种瓦斯压力-流量测试装置，包括第一U型管1、第二U型管2、第三U型管3、管间阀门和管道8，所述管道8内设有管道阀门，所述第一U型管1、第二U型管2、第三U型管3分别通过管口阀门与管道8连通，所述第一U型管1、第二U型管2和第三U型管3通过管间阀门相互连通，实现工作U型管各处压力相同，使液面变化也一致，灵活改变测量范围的同时也便于观察变化，收集数据。本装置的管道8与瓦斯钻孔连接，在管道8上连通有特殊设计的U型管装置，由于U型管左右两端口气压不同，导致U型管内液面发生变化，由此反映瓦斯流量与压力。通过阀门的控制，选择使用U型管的组合以达到改变测试范围的目的，适应不同情况的瓦斯流量。

打开所有管口阀门、管间阀门和管道阀门，打开加水阀门42，从加水口41向U型管内加水，直至液面到达第一U型管1、第二U型管2和第三U型管3同一水平高低的平衡点位置93，关闭加水阀门42停止加水，关闭所有阀门，将瓦斯压力-流量测试装置通过管道8与瓦斯钻孔出口处连接。

准备好矿井用计时器或矿用秒表，打开第一管口阀门51和第二管口阀门52，打开第六管道阀门76的同时开始计量时间T和第一U型管1右边管道中水面下降的体积V1和左边管道水面上升体积V2,该测量过程中第一管道阀门71、第二管道阀门72、第三管道阀门73、第四管道阀门74和第五管道阀门75保持关闭状态，瓦斯的流量Q等于（V1+V2）/T；当测量时间足够长，第一U型管1右边管道中的水面不再下降、左边管道中的水面不再上升，此时，测量左右管道液面的高度差h,该高度h对应的水柱压力等于煤层瓦斯的压力或者与煤层瓦斯压力存在相关关系。

测试完成后，先关闭第六管道阀门76，然后，打开第一管道阀门71、第二管道阀门72、第三管道阀门73、第四管道阀门74和第五管道阀门75，U型管左右两边管道中的水面将变成一样高。

如果所测瓦斯流量较大，则打开第一管间阀门61、第三管间阀门63和第六管间阀门66，使第一U型管1与第二U型管2并联连通，由此增大装置的流量测试范围。

准备好矿井用计时器或矿用秒表，打开第一管口阀门51、第二管口阀门52、第三管口阀门53、第四管口阀门54、第一管道阀门71和第五管道阀门75，打开第六管道阀门76的同时开始计量时间T和第一U型管1与第二U型管2右边管道中水面下降的体积之和V1和左边管道中水面上升的体积之和V2,该测量过程中第二管道阀门72、第三管道阀门73和第四管道阀门74保持关闭状态，瓦斯的流量Q等于（V1+V2）/T；当测量时间足够长，第一U型管1和第二U型管2中右边管道中的水面不再下降、左边管道中的水面不再上升，此时，测量第一U型管1和第二U型管2左右管道液面的高度差均为h,该高度h对应的水柱压力等于煤层瓦斯的压力或者与煤层瓦斯压力存在相关关系。

测试完成后，先关闭第六管道阀门76，然后，打开第二管道阀门72、第三管道阀门73和第四管道阀门74，U型管左右两边管道中的水面将变成一样高。

若所测瓦斯流量大，则打开所有管间阀门，使第一U型管1、第二U型管2和第三U型管并联连通，由此增大装置的流量测试范围。

准备好矿井用计时器或矿用秒表，打开第一管道阀门71、第二管道阀门72、第四管道阀门74、第五管道阀门75和所有管口阀门，打开第六管道阀门76的同时开始计量时间T和第一U型管1、第二U型管2与第三U型管3右边管道中水面下降的体积之和V1和左边管道中水面上升的体积之和V2,该测量过程中第三管道阀门73保持关闭状态，瓦斯的流量Q等于（V1+V2）/T；当测量时间足够长，第一U型管1、第二U型管2和第三U型管3中右边管道中的水面不再下降、左边管道中的水面不再上升，此时，测量第一U型管1、第二U型管2和第三U型管3左右管道液面的高度差均为h,该高度h对应的水柱压力等于煤层瓦斯的压力或者与煤层瓦斯压力存在相关关系。

测试完成后，先关闭第六管道阀门76，然后，打开第三管道阀门73，U型管左右两边管道中的水面将变成一样高。

瓦斯压力-流量测试装置，透明U型管的截面形状可以是圆形、矩形等形状，而且，其直径或者大小可以根据瓦斯流量的大小来选择。瓦斯流量越大，U型管的直径或者截面积越大。

所述的瓦斯压力-流量测试装置，透明U型管中的液体可以是水、水银或者其它不可燃液体。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的指示范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。