專利名稱：瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瓦斯鉆孔抽采技術(shù)，尤其涉及一種瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
煤礦瓦斯又稱煤層氣，是賦存在煤層中的烴類氣體，和天然氣一樣，主要成分是甲烷。瓦斯是易燃易爆性氣體，對煤礦安全生產(chǎn)有重大威脅，但瓦斯又是優(yōu)質(zhì)清潔能源，加以利用可以增加能源供給?，F(xiàn)有技術(shù)中對煤礦瓦斯的利用主要是通過鉆孔抽采的方法。瓦斯鉆孔抽采是在煤層及巖層中施工穿層鉆孔，形成瓦斯通道，將瓦斯抽采、排放，并進一步進行利用。圖1為現(xiàn)有瓦斯鉆孔抽采結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，鉆孔1穿過巖層和煤層，在鉆孔1中設(shè)置封孔管2，利用注漿管3在煤層上部的封孔管2和鉆孔1內(nèi)壁形成的注漿腔內(nèi)注漿，再用聚氨樹脂材料4將注漿腔密封，使瓦斯不會泄漏，煤層中的瓦斯在負(fù)壓5的作用下通過封孔管2被抽采。負(fù)壓5通常是通過抽采泵站來產(chǎn)生，抽采出的瓦斯通過與封孔管2連接的抽采管6送入瓦斯抽采管路，就完成了對瓦斯的抽采過程。由于鉆孔1內(nèi)出水或鉆孔1附近地層中的水滲入到正在抽采的鉆孔1內(nèi)，所以在瓦斯鉆孔抽采過程中，抽采瓦斯的同時，也有水進入瓦斯抽采管路，以致增加抽采阻力，降低了抽采效果。所以，通常會在瓦斯抽采管路上設(shè)有放水口，與放水裝置連接。但當(dāng)鉆孔1 內(nèi)積水過多時，抽采管6被水堵塞，煤層中的瓦斯無法經(jīng)過抽采鉆孔1正常抽采。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法，可以及時將鉆孔中的水排出，避免水堵塞抽采管，保證瓦斯鉆孔抽采的正常進行。本發(fā)明提供了一種瓦斯和水抽采裝置，包括第一管體，所述第一管體上設(shè)置有瓦斯入口孔和瓦斯出口孔，所述瓦斯入口孔與封孔管的出口孔密封連接；第二管體，穿設(shè)在所述第一管體中，所述第二管體的入口端穿過所述封孔管的出口孔伸入在所述封孔管內(nèi)的水里，所述第二管體的出口端從所述第一管體上設(shè)置的水出口端伸出，并與所述第一管體的壁面密封連接。如上所述的瓦斯和水抽采裝置，其中，所述第二管體的數(shù)量為多個。如上所述的瓦斯和水抽采裝置，其中，所述第二管體伸入至所述封孔管的底部。本發(fā)明提供了一種瓦斯和水抽采系統(tǒng)，包括瓦斯抽采管路和放水裝置，還包括本發(fā)明所提供的所述瓦斯和水抽采裝置；所述瓦斯和水抽采裝置的瓦斯出口孔與所述瓦斯抽采管路的第一抽采接口連通， 瓦斯通過所述第一管體進入所述瓦斯抽采管路；所述瓦斯和水抽采裝置的水出口端與所述放水裝置的第一進水口連通，水通過所述第二管體進入所述放水裝置。
如上所述的瓦斯和水抽采系統(tǒng)，其中，所述瓦斯抽采管路還包括第二抽采接口，與所述放水裝置上的第二進水口相連通，將所述瓦斯抽采管路中的水排出至所述放水裝置。如上所述的瓦斯和水抽采系統(tǒng)，其中，所述瓦斯和水抽采裝置的數(shù)量為多個，各所述瓦斯和水抽采裝置分別與一個封孔管連接；所述放水裝置的第一進水口的數(shù)量為多個， 各所述第一進水口分別與一個所述瓦斯和水抽采裝置的水出口端相連通。本發(fā)明還提供了一種瓦斯和水抽采方法，包括利用第一負(fù)壓將封孔管中的瓦斯通過瓦斯和水抽采裝置的第一管體抽出到瓦斯抽采管路，所述第一管體的瓦斯入口孔與封孔管的出口孔密封連接；利用第二負(fù)壓將所述封孔管中水通過所述瓦斯和水抽采裝置的第二管體抽出到放水裝置，所述第二管體穿設(shè)在所述第一管體中，所述第二管體的入口端穿過所述封孔管的出口孔伸入在所述封孔管內(nèi)的水里。如上所述的瓦斯和水抽采方法，其中，將所述瓦斯抽采管路中的水排出到所述放水裝置。如上所述的瓦斯和水抽采方法，其中，所述第一負(fù)壓和所述第二負(fù)壓相等。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法，通過瓦斯和水兩個抽采管體的設(shè)置，可以在不影響正常瓦斯抽采的情況下，將封孔管中的水及時排出， 避免了抽采管被水堵塞，保證了瓦斯鉆孔抽采的正常進行。


圖1為現(xiàn)有瓦斯鉆孔抽采結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一提供的瓦斯和水抽采裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例二提供的瓦斯和水抽采系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1-鉆孔；2-封孔管；4-聚氨樹脂材料；5-負(fù)壓；8-第一管體； 9-瓦斯入口孔；11-第二管體； 12-密封件；14-第一抽采接口； 15-第二抽采接口；17-第二進水口； 18-放水口。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例， 對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例一圖2為本發(fā)明實施例一提供的瓦斯和水抽采裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，瓦斯和水抽采裝置包括第一管體8，第一管體8上設(shè)置有瓦斯入口孔9和瓦斯出口孔10，瓦斯入口孔9與封孔管的出口孔密封連接，第一管體8為瓦斯抽采通路；第二管體11，穿設(shè)在第一管體8中，第二管體11的入口端穿過封孔管的出口孔伸入在封孔管內(nèi)的水里，第二管體11 的出口端從第一管體8上設(shè)置的水出口端13伸出，并與第一管體8的壁面密封連接，第二
3-注漿管； 6-抽采管； 10-瓦斯出口孔； 13-水出口端； 16-第一進水口 ；管體11為水抽采通路。具體的封孔管可以為二寸封孔管，瓦斯和水抽采裝置的第一管體8 的瓦斯入口孔9的尺寸一般與封孔管的尺寸相適應(yīng)，以保證瓦斯入口孔9和封孔管密封連接。第二管體11具體可以為四分聚酯乙烯(PVC)管，可以通過多根四分PVC管通過四分管箍連接以達到所需長度，第二管路的長度的設(shè)置以可以伸入封孔管中的水中將水抽出為目的。第二管體11具體可以通過密封件12與第一管體8密封連接，以防止抽采壓力泄漏，影響抽采效果。瓦斯和水抽采裝置的第一管體8的瓦斯入口孔9和瓦斯出口孔10、第二管體 11的尺寸均可以根據(jù)實際抽采過程中封孔管的尺寸及對抽采量的需求來設(shè)置，不以本實施例為限。在本實施例中，第二管體11的數(shù)量可以為多個，通過多個第二管體11的設(shè)置，可以提高瓦斯和水抽采裝置的抽水效率，保證封孔管中的水及時被排出。在本實施例中，第二管體11可以伸入至封孔管的底部，封孔管的底部即為鉆孔的底部，第二管體11伸入至封孔管的底部，當(dāng)封孔管中的水不多時，水也可以通過第二管體 11被抽采出，提高了水抽采的效率。實施例二圖3為本發(fā)明實施例二提供的瓦斯和水抽采系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，瓦斯和水抽采系統(tǒng)包括瓦斯抽采管路、放水裝置和本發(fā)明任意實施例提供的瓦斯和水抽采裝置。 瓦斯和水抽采裝置的瓦斯出口孔10與瓦斯抽采管路的第一抽采接口 14連通，具體的，瓦斯和水抽采裝置的瓦斯出口孔10通過抽采管與瓦斯抽采管路的第一抽采接口 14連通，抽采管分別與瓦斯和水抽采裝置的瓦斯出口孔10和瓦斯抽采管路的第一抽采接口 14的連接處密封，以防止抽采壓力泄漏，瓦斯在負(fù)壓的作用下通過第一管體進入瓦斯抽采管路；瓦斯和水抽采裝置的水出口端13與放水裝置的第一進水口 16連通，具體的，瓦斯和水抽采裝置的水出口端13通過抽水軟管與放水裝置的第一進水口 16連接，抽水軟管分別與瓦斯和水抽采裝置的水出口端13和放水裝置的第一進水口 16的連接處密封，以防止抽采壓力泄漏，水在負(fù)壓的作用下通過第二管體進入放水裝置。放水裝置上設(shè)置放水口 18，放水口 18具體可以為自動放水口或者手動放水口，將放水裝置中的水自動或手動排出。本實施例提供的瓦斯和水抽采系統(tǒng)，能夠同時將封孔管中的瓦斯和水抽出送入不同的采集裝置，避免了瓦斯抽采過程中，封孔管中的水對抽采過程的影響，提高了瓦斯的抽采效率。在本實施例中，瓦斯抽采管路還包括第二抽采接口 15，與放水裝置上的第二進水口 17相連通，將瓦斯抽采管路中的水排出至放水裝置。瓦斯抽采過程中可能會攜帶少量的水，通過在瓦斯抽采管路上設(shè)置第二抽采接口 15，第二抽采接口 15再通過抽采管與放水裝置的第二進水口 17連接，將抽采過程中攜帶的水排出，具體可以通過抽采泵抽出至放水裝置，降低了抽采阻力，改善了抽采效果。在本實施例中，瓦斯和水抽采裝置的數(shù)量可以為多個，各瓦斯和水抽采裝置分別與一個封孔管連接。通過多個瓦斯和水抽采裝置的設(shè)置，可以同時對多個鉆孔封孔管中的瓦斯和水進行抽采，提高了抽采效率。放水裝置的第一進水口 16的數(shù)量也可以為多個，各第一進水口 16分別與一個瓦斯和水抽采裝置的水出口端13相連通，提高了水抽采效率。各瓦斯和水抽采裝置的水出口端13也可以分別連接一個抽水軟管，各抽水軟管再匯集成一個排水管路與放水裝置連通。實施例三
本發(fā)明實施例三還提供了一種瓦斯和水抽采方法，該方法可利用本發(fā)明任意實施例提供的瓦斯和水抽采系統(tǒng)來實現(xiàn)，但并不限于此。本實施例提供的瓦斯和水抽采方法包括利用第一負(fù)壓將封孔管中的瓦斯通過瓦斯和水抽采裝置的第一管體抽出到瓦斯抽采管路，第一管體的瓦斯入口孔與封孔管的出口孔密封連接；利用第二負(fù)壓將封孔管中水通過瓦斯和水抽采裝置的第二管體抽出到放水裝置， 第二管體穿設(shè)在第一管體中，第二管體的入口端穿過封孔管的出口孔伸入在封孔管內(nèi)的水里。在實際抽采過程中，可以同時對封孔管中的水和瓦斯進行抽采，也分別抽采。當(dāng)封孔管中的水對瓦斯的抽采不造成影響時，可以先抽采瓦斯，也可以先將封孔管中的水抽采出后再抽采瓦斯。本實施例提供的瓦斯和水抽采方法并不用于限定對瓦斯和水抽采的順序。通過放水裝置的放水口將放水裝置中的水排出，具體的放水裝置的放水口可以為自動放水口也可以為手動放水口，放水裝置中的水可以自動或手動排出。本實施例提供的瓦斯和水抽采方法，可以實現(xiàn)瓦斯和水的同時抽采，降低瓦斯抽采過程中，封孔管中的水對抽采過程的影響，提高了抽采效率。在本實施例中，還可以將瓦斯抽采管路中的水排出到放水裝置。在瓦斯抽采過程中會攜帶少量的水進入到瓦斯抽采管路中，將瓦斯抽采管路中的水排出到放水裝置，可以降低抽采阻力，改善抽采效果。在本實施例中，瓦斯抽采管路采用第一抽采泵向第一管體提供第一負(fù)壓，放水裝置采用第二抽采泵向第二管體提供第二負(fù)壓。優(yōu)選的，第一負(fù)壓和第二負(fù)壓相等，則可以通過一套抽采泵同時向第一管體和第二管體提供負(fù)壓，降低設(shè)備成本。也可以通過不同的抽采泵分別向第一管體和第二管體提供負(fù)壓，通過多個抽采泵的設(shè)置可以有選擇地對瓦斯和 /或水進行抽采，也可以根據(jù)鉆孔內(nèi)瓦斯的透氣性和水的積存量來設(shè)置負(fù)壓壓力值，以避免能源浪費。本發(fā)明提供的瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法，適用于鉆孔內(nèi)或鉆孔附近巖層出水滲入鉆孔內(nèi)的狀況，可實現(xiàn)對瓦斯和水的同時抽采，將封孔管中的水及時排出，避免封孔管中的水造成抽采管的堵塞，提高了瓦斯的抽采效率，保證了瓦斯抽采的正常進行。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種瓦斯和水抽采裝置，其特征在于，包括第一管體，所述第一管體上設(shè)置有瓦斯入口孔和瓦斯出口孔，所述瓦斯入口孔與封孔管的出口孔密封連接；第二管體，穿設(shè)在所述第一管體中，所述第二管體的入口端穿過所述封孔管的出口孔伸入在所述封孔管內(nèi)的水里，所述第二管體的出口端從所述第一管體上設(shè)置的水出口端伸出，并與所述第一管體的壁面密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯和水抽采裝置，其特征在于所述第二管體的數(shù)量為多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯和水抽采裝置，其特征在于所述第二管體伸入至所述封孔管的底部。
4.一種瓦斯和水抽采系統(tǒng)，包括瓦斯抽采管路和放水裝置，其特征在于還包括權(quán)利要求1-3任一所述的瓦斯和水抽采裝置；所述瓦斯和水抽采裝置的瓦斯出口孔與所述瓦斯抽采管路的第一抽采接口連通，瓦斯通過所述第一管體進入所述瓦斯抽采管路；所述瓦斯和水抽采裝置的水出口端與所述放水裝置的第一進水口連通，水通過所述第二管體進入所述放水裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瓦斯和水抽采系統(tǒng)，其特征在于所述瓦斯抽采管路還包括第二抽采接口，與所述放水裝置上的第二進水口相連通，將所述瓦斯抽采管路中的水排出至所述放水裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瓦斯和水抽采系統(tǒng)，其特征在于所述瓦斯和水抽采裝置的數(shù)量為多個，各所述瓦斯和水抽采裝置分別與一個封孔管連接；所述放水裝置的第一進水口的數(shù)量為多個，各所述第一進水口分別與一個所述瓦斯和水抽采裝置的水出口端相連通。
7.—種瓦斯和水抽采方法，其特征在于，包括利用第一負(fù)壓將封孔管中的瓦斯通過瓦斯和水抽采裝置的第一管體抽出到瓦斯抽采管路，所述第一管體的瓦斯入口孔與封孔管的出口孔密封連接；利用第二負(fù)壓將所述封孔管中水通過所述瓦斯和水抽采裝置的第二管體抽出到放水裝置，所述第二管體穿設(shè)在所述第一管體中，所述第二管體的入口端穿過所述封孔管的出口孔伸入在所述封孔管內(nèi)的水里。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的瓦斯和水抽采方法，其特征在于，還包括 將所述瓦斯抽采管路中的水排出到所述放水裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的瓦斯和水抽采方法，其特征在于所述第一負(fù)壓和所述第二負(fù)壓相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法，該瓦斯和水抽采裝置包括第一管體和第二管體。第一管體上設(shè)置有瓦斯入口孔和瓦斯出口孔，瓦斯入口孔與封孔管的出口孔密封連接；第二管體穿設(shè)在第一管體中，第二管體的入口端穿過封孔管的出口孔伸入在封孔管內(nèi)的水里，第二管體的出口端從第一管體上設(shè)置的水出口端伸出，并與第一管體的壁面密封連接。該瓦斯和水抽采系統(tǒng)包括瓦斯抽采管路、放水裝置和該瓦斯和水抽采裝置。本發(fā)明提供的瓦斯和水抽采裝置、系統(tǒng)及方法，通過瓦斯和水兩條抽采通的設(shè)置，避免了抽采過程中鉆孔中的水對抽采管路的堵塞，提高了瓦斯抽采效率。
文檔編號E21F16/00GK102400704SQ20101028021
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者劉德貴, 孫秀明, 張振雷, 汪峰榮, 汪金業(yè), 石德州, 趙俊峰, 陳功勝, 黃學(xué)礦 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司