[实用新型]富含水煤层钻孔瓦斯流量测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种富含水煤层钻孔瓦斯流量测试装置。

背景技术

煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿井下安全的一种非常严重的自然灾害。它不仅威胁煤矿工人的人身安全，也是制约煤矿生产的主要因素。煤矿钻孔瓦斯抽放是进行煤与瓦斯防治的一种重要手段，为了增加抽放钻孔的抽放半径、提高抽放率，我国瓦斯工作者研究出在进行钻孔后可进行水力压裂、水力挤出等措施来提高煤层的透气性。

为了了解钻孔改造后煤层的透气性增加情况，经常在进行水力压裂、水力挤出后安装计量装置进行瓦斯流量、瓦斯浓度的测试；当煤层含水性较少时，通过气体流量计的水很少，对瓦斯流量的测试准确程度影响不大；但当煤层富含水时，通过气体流量计的不仅仅有瓦斯气体，同时还有水，导致瓦斯流量测试数据严重不准确。同时，聚氨脂封孔工艺是目前较常用的封孔工艺，但对于富含水煤层，遇水后可能发生膨胀，导致封孔效果很差，也会影响测试数据的准确性。而测试数据的准确程度可能影响到后期的研究。因此要想为后期研究提供准确资料，就必须通过一定的工艺或方法来提高测量精度。只有这样才可能制定出合理的抽采工艺方案，提高煤层开采的安全性，进而提高煤炭产量，促进煤炭工业的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种针对富含水煤层抽放钻孔瓦斯流量测定不够准确的问题，通过安装气水分离装置，从而提高瓦斯流量测定的准确性，为煤与瓦斯突出研究提供准确资料。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种富含水煤层钻孔瓦斯流量测试装置，包括钢管，钢管内设置出气通道和出水通道，出气通道内设置气水分离装置，气水分离装置后侧的出气通道连接有流量计，出水通道与储水箱连接。

所述出水通道为出水管，出气通道为出气管，所述流量计设置于出水管伸出钢管外的部分，储水箱连接于伸出钢管外的出水管末端。

所述钢管内径向设置定位钢板，定位钢板与钢管内腔截面形状相适配，定位钢板设置用于连接出气管的进气口和用于连接出水管的进水口。

所述气水分离装置包括位于进气口后侧的出气管进口处设置的十字挡板、位于进气口与十字挡板之间且固定连接于出气管内壁上的网状支撑体和支撑体上覆盖的气水分离膜。

所述气水分离装置为设置于出气管内的、具有一定间隔的至少两个，相邻两气水分离装置之间的出气管部分连通辅助出水管，辅助出水管与储水箱连接。

所述储水箱为设置溢流阀的箱体，箱体的侧壁底部设置放水口，溢流阀包括均位于箱体内的控制杆和漂浮体，控制杆包括竖杆和竖杆顶部固设的横杆，漂浮体位于横杆的端部，竖杆的底部对应放水口设置，控制杆与箱体侧壁滑动连接，并且箱体侧壁设置竖直的滑道，所述竖杆位于滑道内。

所述出气管为钢制管材，出水管与辅助出水管均为软管。

本实用新型的有益效果为：

1）  气水分离系统

     该系统主要是气水分离装置即气水分离膜进行气水分离，并将分离后的气体和液体分别排出。当在煤层钻孔成功后，在孔口安装钢管，在距离钢管底部一定距离的地方将钢管分成上下两个通道。在上部安装气水分离膜，由于气体密度比较小，且安装的气水分离膜只允许气体通过，而液体被留在膜的外边。从而使气体从上部管道流出，使部分被留在外边的液体（主要是气体中的水蒸气）在重力的作用下流入下部的通道，最终流入储水箱。储层中大部分的水是从钢管的底部直接流入下部的通道，最终流入储水箱。为防止气水分离膜被冲坏，在其后边用带有大量空隙的支撑体支撑，其中支撑体固定在钢管壁上。

为使测量更加准确，应使气水彻底分离，可以采用多级分离，在此仅进行两级分离。经过第二级分离出来的液体，同样是经过聚集成滴以后，在重力作用下流入出气管下边的辅助出水管，最终流入储水箱。通过使两级气水分离膜之间的管道有一定的下降角度，可以使其中的流体全部流入辅助出水管。

在确定上下两个通道的直径时，应根据现场实际情况和有关产气量、产水量资料来确定。当产水量较大、产气量较少时，可以增大出水管的直径，减小出气管的直径；当产水量较少、产气量较大时，应该减小出水管的直径，增大出气管的直径。同时应使钢管直径偏大，避免液体充满整个钢管。同时要定期通过出气管向储层注入适量的清水，对膜进行清洗。

在流体流入储水箱过程中气体是不能从出水口流出的，因此气体只能从上部的出气管流出。由于气水分离膜不允许液体通过，因此液体只能从下部的出水管流出，这也就真正实现了气水分离。

2）出水口控制系统