[实用新型]一种煤炭地下气化钻孔内温度的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤炭地下气化工艺过程测控领域，涉及的是在无井式煤炭地下气化工程中的一种煤炭地下气化钻孔内温度的测量装置。

背景技术

煤炭地下气化是就地把地下煤炭转变成可燃气体的技术，变传统的物理采煤为化学采煤，具有安全性高，环境友好等特点。无井式煤炭地下气化技术无需人工井巷等设施，其基本原理是：从地表穿过地层向煤层钻两个间隔一定距离的钻孔，然后通过定向钻孔、火力贯通或水力压裂等方法，在煤层中使两个钻孔连通，形成初始气化通道；从一个钻孔中向煤层注入空气或氧气，在该注入钻孔底部点燃煤层，煤层在热力作用下燃烧气化，生成的煤气通过另一个钻孔排至地面。随着气化的进行，煤层中形成燃空区，残渣塌落在燃空区中。

为了监测煤层中火区的扩展，需要在钻孔中布置测温点，测温使用热电偶。一般的方法是将热电偶的信号线套上瓷环，然后顺入钻孔中。由于测温点较多，瓷环质量重、直径较大且易碎，所以，在实际运用当中难度大，安装困难，造价高，并且，由于瓷环易碎以及瓷环之间有空隙，热电偶的信号线暴露在还原性的煤气当中，使温度信号产生飘逸，测量不准确。另外，由于瓷环间不密封，信号线绝缘外皮极易烧毁，裸露的信号线金属丝相互缠绕，使得测量信号短路中断。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决温度测量热电偶在煤炭地下气化钻孔中不易设置而提出的一种煤炭地下气化钻孔内温度的测量装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是，一种煤炭地下气化钻孔内温度的测量装置，包括护管和热电偶，在护管管壁上设有安装孔，安装孔向外安装有外端封闭的金属套，金属套内充满耐高温绝缘材料，热电偶穿过安装孔固定在金属套中，金属套未封闭端用耐高温胶密封，热电偶的信号线从护管内引出，信号线在通过金属套未封闭端耐高温胶处套上瓷环，所述护管内充满耐高温胶，在护管管壁上、下外侧面安装有磁铁。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型保证了测温热电偶牢固的固定在煤炭地下气化钻孔内，克服了温度信号产生飘逸、测量不准确的问题；克服了信号线已暴露在钻孔中绝缘外皮极易烧毁，裸露的信号线金属丝相互缠绕，使得测量信号短路中断的不足。

2.本实用新型结构简单，使用安装简便。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型热电偶金属套安装结构示意图(图1A的放大图)；

图3为本实用新型护套连接使用示意图；

图4为本实用新型法兰连接使用示意图；

图5为本实用新型多节护管连接示意图；

图6为本实用新型在实际煤炭地下气化钻孔内的应用示意图。

具体实施方式

实施例

一种煤炭地下气化钻孔内温度的测量装置的实施例，参见图1，图2，图3、图4、图5和图6，所述温度测量装置包括护管1和热电偶2，在护管管壁上设有安装孔，安装孔向外安装有外端封闭的金属套3，金属套内充满耐高温绝缘材料4，热电偶穿过安装孔固定在金属套中(即埋在金属套内耐高温绝缘材料中固定)，金属套未封闭端用耐高温胶5密封，热电偶的信号线2-1从护管内引出，信号线在通过金属套未封闭端耐高温胶处套上瓷环6，所述护管内充满耐高温胶5，在护管管壁上、下外侧面安装有磁铁7。

本实施例所述耐高温绝缘材料是氧化镁粉。

所述磁铁的作用是将温度测量装置吸附固定在煤炭地下气化钻孔套管金属内壁上，因此磁铁的外端面7-1与煤炭地下气化钻孔套管金属内壁形状相对应，本实施例磁铁的外端面形状为圆弧形。

在实际使用中，煤炭地下气化钻孔很深，一般为几百米，因此所述护管被分为多节，两节护管之间通过法兰1-1连接或通过护套8连接，连接时在两节护管之间充填耐高温胶进行密封处理。

本实施例所述耐高温胶是型号HS-176的耐1000℃高温密封胶。

图3为本实用新型护套连接使用示意图；图4为本实用新型法兰连接使用示意图；图6为本实用新型在实际煤炭地下气化钻孔内的应用示意图。如图3和图4所示，两节护管之间通过护套或法兰连接，在进行连接前先把热电偶的信号线连接好，利用耐高温胶胶结密封连接处后，再穿好护套或上好螺栓9通过法兰连接固定两端的护管。如图6所示，从地表10穿过地层11向煤层12钻两个孔13，在钻孔中放入保护套管，然后通过定向钻孔、火力贯通或水力压裂等方法，在煤层中使两个钻孔13连通形成初始气化通道14；从一个钻孔中向煤层注入空气或氧气15，在该注入钻孔底部点燃煤层，煤层在热力作用下燃烧气化，生成的煤气16通过另一个钻孔排至地表10。随着气化的进行，煤层中形成燃空区17，残渣18塌落在燃空区中。为了监测煤层中火区的扩展，需要在钻孔内布置温度的测量装置，测温使用热电偶。传统的方法是将热电偶的信号线套上瓷环，然后顺入钻孔中，由于测温点较多，瓷环质量重、直径较大且易碎；所以，在实际运用当中难度大，安装困难，造价高，并且，由于瓷环易碎以及瓷环之间有空隙，热电偶的信号线暴露在还原性的煤气当中，使温度信号产生飘逸，测量不准确。另外，由于瓷环间不密封，信号线绝缘外皮极易烧毁，裸露的信号线金属丝相互缠绕，使得测量信号短路中断。本实用新型克服了上述缺点，在实际安装时，先把最底端的第一节护管吸在钻孔的金属套管内壁上，再把第二节护管与第一节连接固定后，推入钻孔的套管中，依次进行，直至把所有各节护管推入钻孔的套管中；在安装时，利用电葫芦等设施把护管吊住，以防护管坠落；在将所有护管安装完毕后，利用钢索等把护管吊住固定；使用磁铁使每节护管吸附在钻孔的金属套管内壁上，方便了每节护管的安装，同时又不是硬连接，当每节护管受热膨胀或降温收缩时，磁铁在保护套管内壁可以滑移，从而起到了应力补偿的作用。