[实用新型]一种分离控制注气点装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤炭及煤层气开采技术领域，涉及一种用于流体注入、采排作业的控制装置，特别是一种分离控制注气点装置。

背景技术

传统井工采煤和露天采煤目前仍然是我国煤炭开采的主要方式，存在的主要问题是井下采煤环境恶劣，矿井及采区回采率低（矿井回采率小于50%，一般在40～48%之间，采区回采率低于65%，一般50～65%），导致大量煤炭资源（如煤柱、边角煤、薄煤层以及回采困难的底煤，统称为残煤和呆滞煤）被遗弃，仅就山西省一省，其残煤与呆滞煤资源量就高达3722亿吨。国内外针对呆滞煤的开采方法主要有充填开采、限厚开采、平面控制开采等，这些开采方法仍然需要人工进入采煤工作面，面临老空区积水、有害气体积存与排放、矿井涌水、采空区冒落等矿井灾害与风险，复采难度较大，安全风险较高。

煤炭的气化开采即煤炭地下气化技术，可将煤炭就地原位转化为可燃气体，无需人工进入采煤工作面，而主要利用气化剂与煤的热作用、化学反应等形成气化反应工作面，将煤中固体可燃成分转化为有效气体。煤炭气化开采技术已经应用到矿井残煤、呆滞煤的开采，形成了矿井气化方法或有井式地下气化方法，方法的核心在于，利用矿井采煤的巷道系统建立气化炉，国内外已公开的专利如CN94111480、CN95103446、CN95111055、CN02125446、CN1298058、CN02158972、CN99125082、CN98102197均属此类方法，此类方法的优点在于气化炉可充分利用已有井巷系统进行灵活布置，主要缺点是对气化工作面缺乏有效的控制手段，煤气热值、组分稳定性差，气化炉产能波动大等。

为了提高对气化工作面的有效控制，专利CN1112188提出了一种拉管注气点后退式煤层气化方法，用熔断法逐段熔断注气管线，实现注气点周期式后退；专利CN96106720则采用换管注气点后退式煤层气化方法，注气通道内放置多条注气管线，用转换注气管线接替注气的方法，实现注气点后退控制。类似的专利还包括CN200510134205、CN200520144344，提出了一种电熔翻板式注气点控制器，在注气通道内设置注气管线，注气管线上间隔设置电熔翻板式注气点控制器，当向电控加热丝通电后，电熔丝熔断，可以打开四通旁路，关闭下游主路，以使注气点随气化工作面上移而上移。此外，专利CN200810132905、CN201310327035、CN201310248666中均涉及一种熔断式控制阀门、熔断式开启装置，其基本原理与电熔翻板式注气点控制器类似。上述专利均涉及注气点的后退操作，尽管采用了不同的控制手段，但是这些控制方式过于复杂，由于控制装置设计在气化炉内，一旦放入后不可连续移动或取出，因而对装置的可靠性要求非常高。另外，缺少机械化、自动化控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，而提出的一种注气点分离控制装置及其控制方法。该装置能通过设置在气化炉外的动力机构，人为控制注气点进行连续式和周期式后退操作；也能以注气点温度为指标，通过变频和液压反馈控制系统，自动调整注气点后退时间和速度，从而实现地下气化过程的连续、稳定和自动控制。

为了实现上述目的本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种分离控制注气点装置，主要由绞车系统、密封系统、动力系统、控制系统组成，气化剂通过具有一定挠性与强度的连续管送入气化工作面，连续管首端放置在气化炉内，首端连接喷嘴或喷火器；连续管尾端穿过密封系统从气化炉工作孔内引出，并连接至绞车系统，连续管尾端同气化剂输送管道连接；连续管缠绕在绞车系统上，当需要注气点后退操作时，绞车动力机构带动连续管移动，从而使注气点连续或周期性后退，在移动过程中密封系统能够使连续管外壁与气化炉工作孔孔壁保持密封状态，避免气体从气化炉内向外泄漏。

本实用新型注气点后退通过设置在气化炉外的绞车系统实现，可连续移动或周期性移动，操作灵活、结构简单，解决了已有专利复杂的后退操作程序，且能够保证操作过程的安全性和可靠性。