[发明专利]一种多级递进式瓦斯抽采装置及方法

权利要求书

1.一种多级递进式瓦斯抽采装置，其特征在于：包括套有隔板一(8-1)的一级套管(3)、套有‘蘑菇’状隔板一(9-1)和隔板二(8-2)的二级套管(4)和套有‘蘑菇’状隔板二(9-2)和隔板三(8-3)的三级套管(5)，其中一级套管(3)内套二级套管(4)、二级套管(4)内套三级套管(5)和三级套管(5)内套抽采管道(6)，三级套管(5)的内端口和抽采管道(6)表面设有密封盖(13)，二级套管(7-2)和三级套管(7-3)上分别设有卡体一(12-1)和卡体二(12-2)，高压管一(7-1)的一部分深入三级套管(5)内部，一端穿过三级套管(5)、二级套管(4)和一级套管(3)深入充填区一(29-1)，另一端连接三通阀门(19)，三通阀门(19)的另外两端分别连接高压管道二(7-2)和高压管道三(7-3)，高压管道二(7-2)通过接口一(16-1)与吸压搅一体化装置搅压罐(18)连接，高压管道三(7-3)通过接口二(16-2)与吸压搅一体化装置吸罐(17)连接，吸压搅一体化装置吸罐(17)位于吸压搅一体化装置搅压罐(18)的上端，所述的隔板一(8-1)、隔板二(8-2)和隔板三(8-3)分别固定在一级套管(3)、二级套管(4)和三级套管(5)的上面，受重力影响，‘蘑菇’状隔板一(9-1)和‘蘑菇’状隔板二(9-2)能分别在二级套管(4)和三级套管(5)的表面向下滑动。

2.如权利要求1所述的多级递进式瓦斯抽采装置，其特征在于：所述高压管一(7-1)前端是由套环一(10-1)、套环二(10-2)、单向片一(14-1)、单向片二(14-2)、分裂区一(15-1)和分裂区二(15-2)构成，单向片一(14-1)位于高压管一(7-1)的最上端，以下依次是分裂区一(15-1)、单向片二(14-2)和分裂区二(15-2)，单向片一(14-1)和单向片二(14-2)位于高压管(7-1)的内壁，分裂区一(15-1)和分裂区二(15-2)为高压皮管一(7-1)的分裂部位，套环一(10-1)和套环二(10-2)分别紧套分裂区一(15-1)和分裂区二(15-2)。

3.如权利要求1所述的多级递进式瓦斯抽采装置，其特征在于：所述套环一(10-1)和套环二(10-2)由细绳(20)、环圈(21)、铰链(22)、半环体一(23-1)、半环体二(23-2)、开关板一(24-1)、开关板二(24-2)和遥控装置(25)构成，半环体一(23-1)和半环体二(23-2)的一端由铰链(22)连接，另一端分别连接开关板一(24-1)和开关板二(24-2)，遥控装置(25)能控制开关板一(24-1)和开关板二(24-2)的张合，完成套环一(10-1)和套环二(10-2)对高压管道一(7-1)的紧固和分离，环圈(21)横向穿入铰链(22)，环圈(21)的另一端与细绳(20)连接。

4.如权利要求1所述的多级递进式瓦斯抽采装置，其特征在于：所述‘蘑菇’状隔板一(9-1)和‘蘑菇’状隔板二(9-2)由‘蘑菇’状凹槽体(26)、锁拴(27)和隔档片(28)构成，‘蘑菇’状凹槽体(26)上端设有锁栓(27)，锁栓(27)连接隔档片(28)，使得隔档片(28)能绕锁拴(27)转动。

5.如权利要求1-4所述装置的多级递进式瓦斯抽采方法，在深部煤层(1)中按照施工要求打出钻孔(2)，其特征在于，包括以下步骤：

a.将隔板一(8-1)、隔板二(8-2)、隔板三(8-3)、‘蘑菇’状隔板一(9-1)和‘蘑菇’状隔板二(9-2)对应地套在一级套管(3)、二级套管(4)和三级套管(5)上，依次套接一级套管(3)、二级套管(4)、三级套管(5)和抽采管道(6)；

b.将高压管一(7-1)穿过一级套管(3)和二级套管(4)，使得管口深入充填区一(29-1)、套环一(10-1)位于二级套管(4)和三级套管(5)之间和套环二(10-2)位于一级套管(3)和二级套管(4)之间；

c.将一级套管(3)、二级套管(4)、三级套管(5)和抽采管道(6)送入钻孔(2)内；

d.连接三通阀门(19)、高压管道一(7-1)、高压管道二(7-2)和高压管道三(7-3)，连接吸压搅一体化装置搅压罐(18)和高压管道二(7-2)、吸压搅一体化装置吸罐(17)和高压管道三(7-3)；

e.调转三通阀门(19)，连通高压管道一(7-1)和高压管道二(7-2)，启动吸压搅一体化装置搅压罐(18)，将密封浆液注入充填区一(29-1)；

f.完成注浆后，启动遥控装置(25)，分离开关板一(24-1)和开关板二(24-2)，使得套环二(10-2)和分裂区二(15-2)分开，拉拽细绳(20)，收回套环二(10-2)，单向片二(14-2)能阻隔密封浆液(11)回流；

g.调转三通阀门(19)，接通高压管道一(7-1)和高压管道三(7-3)，启动吸压搅一体化装置吸罐(17)，回收和清空高压管道一(7-1)中的密封浆液(11)；

h.待浆液凝固后，进行瓦斯抽采作业；

i.发现瓦斯抽采浓度大幅下降时，停止抽采作业，向前推移二级套管(4)，高压管一(7-1)在分裂区一(15-1)处分为两部分，高压管道一(7-1)掀开隔档片(28)，穿过‘蘑菇’状隔板一(9-1)，卡体一(12-1)继续向前推移‘蘑菇’状隔板一(9-1)，使得高压管道一(7-1)到达充填区二(29-2)；

j.重复f～j过程，完成将密封浆液(11)注入充填区二(29-2)、收回套环一(10-1)和瓦斯抽采等操作；

k.待瓦斯抽采浓度大幅下降时，重复j操作，使得高压管道一(7-1)到达充填区三(29-3)；

l.调转三通阀门(19)，连通高压管道一(7-1)和高压管道二(7-2)，启动吸压搅一体化装置搅压罐(18)，将密封浆液注入充填区三(29-3)；

m.进行瓦斯抽采作业，完成多级递进式瓦斯抽采过程。