一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置

技术领域

本发明属于采矿工程领域，更具体地说，本发明涉及一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置。

背景技术

现如今，煤矿井下瓦斯压力测定长期受巷道裂隙、岩层水的影响，测压钻孔测量精确性差，不能真实反映煤层瓦斯压力情况，影响瓦斯治理方案的确定，达不到预期治理效果，而精准测定煤层瓦斯压力是必不可少的工作，以往测瓦斯压力时，一般的钻孔工艺测量瓦斯压力时，经常会遇到通气管中进水，而导致瓦斯测量结果的不准确，可能会影响制定瓦斯的治理方案，而导致瓦斯不能得到很好的治理，瓦斯的存在影响采矿的安全，严重时可能会发生爆炸，导致生命财产的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，该装置测量的精准度较高，且测量的效率较高。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：包括钻孔和钻孔穿过的煤层，包括堵水套管、气水分离机构、密闭储水机构和气压测量机构，钻孔通过煤层并向底部延伸，堵水套管固定设置于钻孔的底部中心，堵水套管的一端位于钻孔内部且另一端伸出钻孔，气水分离机构竖直固定设置于钻孔的中心且伸出堵水套管的底部，气水分离机构的进气端与煤层固定连通，气水分离机构的进水端固定设置于煤层底侧，气水分离机构的出气端和出水端通过堵水套管底部的密封圈分别与气压测量机构和密闭储水机构密封连通。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述堵水套管为一根管径为108mm的套管，堵水套管靠近顶部的四分之三位于所述钻孔的内部，堵水套管靠近底部的四分之一往钻孔的底部延伸，堵水套管的底部通过设置有法兰盘，法兰盘设置有密封圈，所述气水分离机构的出水端和出气端通过堵水套管的底部密封圈的穿孔分别密封伸向所述密闭储水机构和气压测量机构。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述堵水套管的法兰盘底部固定设置有用于注浆接头，注浆接头的注浆压力为注浆稳压4MPa。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述钻孔的孔径为160mm，所述堵水套管的中心线与钻孔的中心线重合，所述气水分离机构的中心线与堵水套管的中心线重合。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述气水分离机构是由进气管、过滤网、测压管、放水管和第一密封接箍组成，放水管竖直固定设置在所述钻孔内部中心且伸出所述堵水套管通过第一密封接箍与所述密闭储水机构密封连通，放水管的管口位于煤层底侧且不接触，放水管伸出第一密封接箍与密闭储水机构连通的线路中固定设置有水压表，测压管竖直固定设置在放水管的内部中心且伸出所述堵水套管通过第一密封接箍与所述气压测量机构密封连通，进气管的一端通过固定安装过滤网与所述煤层连通，进气管的另一端与测压管密封接通。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述放水管为一根管径为50mm的通水管，所述测压管为一根管径为10mm的通气管，通气管的管线中设置有多个第二密封接箍密封连通；所述第一密封接箍的口径为50mm，第二密封接箍的口径为10mm；所述第一密封接箍中设置有排水通孔和排气通孔，放水管通过排水通孔与所述密闭储水机构密封连通，测压管通过排气通孔与所述气压测量机构连通。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述气压测量机构是由气压表、第一阀门和排气孔组成，所述测压管的管线上依次固定设置连通有气压表、阀门和排气孔。

本技术方案提供的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置，所述密闭储水机构是一个密闭储水罐和一个第二阀门组成，所述放水管通过设置第二阀门与密闭出水罐的进水端连通。

采用本技术方案，对围岩裂隙、水进行了有效治理，防止围岩密封性压、出水对钻孔测压造成影响；通过气水分离工艺将水从排水通道排出，避免水混入测压管4，避免造成测压失准；极大提高了钻孔测压的准确性，为制定瓦斯治理方案提供可靠真实的数据，提高了瓦斯治理的科学性；该装置较大程度的提升了测量效率和准确性，极大程度的提升了采矿的安全性，也极大幅度的增加了经济效益。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的装置结构示意图；

图中标记为：1、煤层；2、进气管；3、第二密封接箍；4、测压管；5、放水管；6、堵水套管；7、钻孔；8、注浆接头；9、第一密封接箍；10、水压表；11、第二阀门；12、气压表；13、第一阀门；14、排气孔；15、密闭储水罐。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例：

图1所示的一种用于瓦斯测压的钻孔气水分离装置包括钻孔7和钻孔7穿过的煤层1，包括堵水套管6、气水分离机构、密闭储水机构和气压测量机构，钻孔7通过煤层1并向底部延伸，堵水套管6固定设置于钻孔7的底部中心，堵水套管6的一端位于钻孔7内部且另一端伸出钻孔7，气水分离机构竖直固定设置于钻孔7的中心且伸出堵水套管6的底部，气水分离机构的进气端与煤层1固定连通，气水分离机构的进水端固定设置于煤层1底侧，气水分离机构的出气端和出水端通过堵水套管6底部的密封圈分别与气压测量机构和密闭储水机构密封连通。

堵水套管6为一根管径为108mm的套管，堵水套管6靠近顶部的四分之三位于钻孔7的内部，堵水套管6靠近底部的四分之一往钻孔7的底部延伸，堵水套管6的底部通过设置有法兰盘，法兰盘设置有密封圈，气水分离机构的出水端和出气端通过堵水套管6的底部密封圈的穿孔分别密封伸向密闭储水机构和气压测量机构。

堵水套管6的法兰盘底部固定设置有用于带压注浆、封堵围岩裂隙和堵水的注浆接头8，注浆接头8的注浆压力为注浆稳压4MPa。

钻孔7的孔径为160mm，堵水套管6的中心线与钻孔7的中心线重合，气水分离机构的中心线与堵水套管6的中心线重合。

气水分离机构是由进气管2、过滤网、测压管4、放水管5和第一密封接箍9组成，放水管5竖直固定设置在钻孔7内部中心且伸出堵水套管6通过第一密封接箍9与密闭储水机构密封连通，放水管5的管口位于煤层1底侧且不接触，放水管5伸出第一密封接箍9与密闭储水机构连通的线路中固定设置有水压表10，测压管4竖直固定设置在放水管5的内部中心且伸出堵水套管6通过第一密封接箍9与气压测量机构密封连通，进气管2的一端通过固定安装过滤网与煤层1连通，进气管2的另一端与测压管4密封接通。

放水管5为一根管径为50mm的通水管，测压管4为一根管径为10mm的通气管，通气管的管线中设置有多个第二密封接箍3密封连通；第一密封接箍9的口径为50mm，第二密封接箍3的口径为10mm；第一密封接箍9中设置有排水通孔和排气通孔，放水管5通过排水通孔与密闭储水机构密封连通，测压管4通过排气通孔与气压测量机构连通。

气压测量机构是由气压表12、第一阀门13和排气孔14组成，测压管4的管线上依次固定设置连通有气压表12、阀门和排气孔14。气压表12测量完后，若需要降压可以打开第一阀门13通过排气孔14进行排气降压。

密闭储水机构是一个密闭储水罐15和一个第二阀门11组成，放水管5通过设置第二阀门11与密闭出水罐的进水端连通。

本装置是采用孔内安装三层套管工艺，从而实现三个目标：一是安装管径为108mm的堵水套管6进行带压注浆封堵围岩裂隙、堵水；二是安装Φ50mm铁管作为放水通道的放水管5；三是安装Φ10mm铁管作为测气通道的测压管4，最终实现精准测压。

具体施工方案：根据设计施工钻孔7，施工至预见煤层1标志层，钻孔7口下Φ108mm套管进行注浆堵裂隙、堵水，注浆稳压4MPa。待凝固后，施工钻孔7至穿过煤层1顶板0.5m，提钻。钻孔7内下Φ50mm铁管作为放水管5，下至距离煤层1底部1m位置。从孔口注浆口注浆，浆液从Φ50mm的通水管内返浆。待凝固后，钻孔7内下Φ10mm测压管4至煤层1中部位置，钻孔7的孔口密封，将排水出口连接至密闭储水罐15，将测压管4连接至气压表12。

采用本技术方案，对围岩裂隙、水进行了有效治理，防止围岩密封性压、出水对钻孔7测压造成影响；通过气水分离工艺将水从排水通道排出，避免水混入测压管4，避免造成测压失准；极大提高了钻孔7测压的准确性，为制定瓦斯治理方案提供可靠真实的数据，提高了瓦斯治理的科学性；该装置较大程度的提升了测量效率和准确性，极大程度的提升了采矿的安全性，也极大幅度的增加了经济效益。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。