專(zhuān)利名稱(chēng)：煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤巖層測(cè)壓技術(shù)，尤其涉及一種煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置。
背景技術(shù)：
煤礦瓦斯是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一，為了保證煤礦的安全生產(chǎn)，需要預(yù)先測(cè)定煤巖層中的瓦斯壓力。現(xiàn)有技術(shù)中，可通過(guò)在煤巖層中打鉆、封孔，安裝壓力表來(lái)測(cè)量煤礦井下煤巖層中瓦斯壓力，由于煤巖層和巖層中不僅含有具有一定壓力的瓦斯，還含有壓力水，壓力水會(huì)影響所測(cè)瓦斯壓力值，使測(cè)得的瓦斯壓力不能反映真實(shí)的煤巖層瓦斯壓力，給安全生產(chǎn)帶來(lái)很大隱患?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)安裝氣水分離裝置可以將氣水分離開(kāi)，但是現(xiàn)有氣水分離裝置都需要人工排放水，如果不能及時(shí)的將水排放出去，也會(huì)影響瓦斯壓力的測(cè)量，給瓦斯壓力檢測(cè)帶來(lái)很大的不便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水裝置，用于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)排放水及快速測(cè)壓功能。本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，主要包括:氣水分離桶、測(cè)壓裝置和內(nèi)浮桶，所述氣水分離桶的下端面設(shè)有排水口，所述測(cè)壓裝置設(shè)置在所述氣水分離桶的上端面上，所述內(nèi)浮桶設(shè)置在所述氣水分離桶的內(nèi)部；所述測(cè)壓裝置，用于向所述氣水分離桶內(nèi)送入氣水混合物并測(cè)量壓力；所述氣水分離桶，用于容納所述氣水混合物；所述內(nèi)浮桶，用于在所述氣水分離桶中水的浮力小于等于所述內(nèi)浮桶的重力與所述氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，封閉所述排水口，在所述氣水分離桶中水的浮力大于所述內(nèi)浮桶的重力與所述氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，打開(kāi)所述排水口。優(yōu)選地，所述氣水分離桶為圓形桶或矩形桶，所述內(nèi)浮桶的形狀與所述氣水分離桶的形狀相同。具體地，所述測(cè)壓裝置包括測(cè)壓四通、測(cè)壓壓力表、測(cè)壓閘閥、氣壓補(bǔ)償裝置和補(bǔ)償閘閥，所述測(cè)壓四通的第一端通過(guò)管路與測(cè)壓鉆孔中的封孔管連接，所述測(cè)壓閘閥設(shè)置在該端的管路上，所述測(cè)壓四通的第二端通過(guò)管路與氣水分離桶上開(kāi)設(shè)的測(cè)壓孔連接，所述測(cè)壓四通的第三端連接測(cè)壓壓力表，所述測(cè)壓四通的第四端通過(guò)管路與所述氣壓補(bǔ)償裝置連接，所述補(bǔ)償閘閥設(shè)置在該端的管路上。優(yōu)選地，所述測(cè)壓壓力表位于所述測(cè)壓裝置的最高位置。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置還包括用于測(cè)量氣水分離桶中液態(tài)水高度的水位計(jì)量裝置。具體地，所述水位計(jì)量裝置為通過(guò)管路與氣水分離桶側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的水位孔連接的水位計(jì)。本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，通過(guò)在氣水分離桶內(nèi)部設(shè)置內(nèi)浮桶，當(dāng)氣水分離桶中水的浮力小于等于內(nèi)浮桶的重力與氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，內(nèi)浮桶封閉氣水分離桶底部的排水口，當(dāng)氣水分離桶中水的浮力大于內(nèi)浮桶的重力與氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，打開(kāi)排水口，將氣水分離桶中的水排出，利用設(shè)置在氣水分離桶上端面的測(cè)壓裝置測(cè)量高正壓狀態(tài)的瓦斯壓力。因此，本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置不僅可以將氣水分離開(kāi)，快速準(zhǔn)確的測(cè)量瓦斯壓力，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水功能。

圖1為本實(shí)用新型煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中測(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:1:氣水分離桶；2:測(cè)壓裝置；3:內(nèi)浮桶；11:排水口；12:水位計(jì)；21:測(cè)壓壓力表；22:測(cè)壓四通；23:補(bǔ)償裝置；24:補(bǔ)償閘閥；25:測(cè)壓閘閥；5:封孔管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本實(shí)用新型煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中測(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本實(shí)用新型煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的主體結(jié)構(gòu)包括:氣水分離桶1、測(cè)壓裝置2和內(nèi)浮桶3。氣水分離桶I的下端面設(shè)有排水口 11，測(cè)壓裝置2設(shè)置在氣水分離桶I的上端面上，內(nèi)浮桶3設(shè)置在氣水分離桶I的內(nèi)部。具體地，測(cè)壓裝置2設(shè)置在氣水分離桶I的上端面上，用于向氣水分離桶I內(nèi)送入氣水混合物并測(cè)量壓力；氣水分離桶I用于容納氣水混合物；內(nèi)浮桶3用于在氣水分離桶中I水的浮力小于等于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶I中的氣體壓力之和時(shí)，封閉排水口 11，在氣水分離桶I中水的浮力大于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶I中的氣體壓力之和時(shí)，打開(kāi)排水口 11，通過(guò)排水口 11將氣水分離桶I中的水排出。優(yōu)選地，氣水分離桶I為圓形桶或矩形桶，內(nèi)浮桶3的形狀與氣水分離桶I的形狀相同。氣水分離桶I和內(nèi)浮桶3的高度可以根據(jù)鉆孔內(nèi)氣體預(yù)計(jì)壓力值來(lái)確定。本實(shí)施例中，測(cè)壓裝置2具體包括測(cè)壓四通22、測(cè)壓壓力表21、測(cè)壓閘閥25、氣壓補(bǔ)償裝置23和補(bǔ)償閘閥24。測(cè)壓四通22的第一端通過(guò)管路與測(cè)壓鉆孔中的封孔管5連接，測(cè)壓閘閥25設(shè)置在該端的管路上，測(cè)壓四通22的第二端通過(guò)管路與氣水分離桶I上開(kāi)設(shè)的測(cè)壓孔連接，測(cè)壓四通22的第三端連接測(cè)壓壓力表21，測(cè)壓四通22的第四端通過(guò)管路與氣壓補(bǔ)償裝置23連接，補(bǔ)償閘閥24設(shè)置在該端的管路上。通過(guò)測(cè)壓裝置2可以測(cè)量煤巖層中的瓦 斯壓力。[0027]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的測(cè)壓裝置還可以包括水位計(jì)量裝置，設(shè)置在氣水分離桶I的側(cè)部，用于測(cè)量氣水分離桶I中液態(tài)水的高度。具體地，本實(shí)用新型中水位計(jì)量裝置為耐高壓水位計(jì)12，水位計(jì)12通過(guò)管路與氣水分離桶I側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的水位孔連接，可方便地了解氣水分離桶I中的水位。本實(shí)施例中，水位孔開(kāi)設(shè)在氣水分離桶I的側(cè)壁上。下面通過(guò)本實(shí)施例的工作過(guò)程進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)施例煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置的技術(shù)方案。開(kāi)始測(cè)壓時(shí)，首先將測(cè)壓裝置2中的測(cè)壓閘閥25打開(kāi)，補(bǔ)償閘閥24關(guān)閉，測(cè)壓鉆孔中具有一定壓力的氣水混合物經(jīng)由封孔管5和測(cè)壓裝置2中的測(cè)壓四通22進(jìn)入氣水分離桶I內(nèi)。由于氣與水的物理特性，進(jìn)入氣水分離桶I內(nèi)的氣水混合物將自動(dòng)分離，液態(tài)水存留在氣水分離桶I的底部或下部，氣體聚集在氣水分離桶I的頂部或上部，位于液態(tài)水之上。測(cè)壓初期，氣水分離桶I中的水位較低，由于氣水分離桶I中水的浮力小于等于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶I中的氣體壓力之和，排水口 11處于封閉狀態(tài)。隨著進(jìn)入氣水分離桶I內(nèi)的氣水混合物不斷增加，氣水分離桶I內(nèi)液態(tài)水的水位不斷升高，當(dāng)水位上升到某一位置，氣水分離桶I中水的浮力大于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶I中的氣體壓力之和時(shí)，排水口 11將被打開(kāi)，氣水分離桶I內(nèi)的水將從排水口 11流出。隨著水的流出，氣水分離桶I內(nèi)的水位下降，水對(duì)內(nèi)浮桶3產(chǎn)生的浮力也減小，當(dāng)氣水分離桶I內(nèi)的水位下降至某一高度，而使水的浮力小于等于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶I中的氣體壓力之和時(shí)，排水口 11將被重新關(guān)閉。因此，本實(shí)施例提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水功能。本實(shí)施例中，考慮到氣水分離桶I排出液態(tài)水后使氣水分離桶I內(nèi)空間增大，測(cè)壓壓力表21的指示值會(huì)下降，較低指示值會(huì)影響讀數(shù)進(jìn)度，因此本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置補(bǔ)償裝置23向氣水分離桶I內(nèi)提供氣體補(bǔ)償。氣體補(bǔ)償作業(yè)時(shí)，關(guān)閉測(cè)壓裝置2中的測(cè)壓閘閥25，打開(kāi)補(bǔ)償閘閥24，補(bǔ)償?shù)母邏簹怏w通過(guò)測(cè)壓四通22進(jìn)入氣水分離桶I內(nèi)。實(shí)際使用中，補(bǔ)償裝置23補(bǔ)償高壓氣體的量可根據(jù)需要設(shè)定。例如，當(dāng)補(bǔ)償壓力表21的指示值恢復(fù)到排水前的指示值時(shí)，停止補(bǔ)氣操作，此時(shí)，測(cè)壓裝置2中測(cè)壓壓力表21的指示值與補(bǔ)償氣體之前的指示值相等。由于設(shè)置了補(bǔ)充氣體的補(bǔ)償裝置23，本實(shí)施例煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，還可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)快速測(cè)壓。本實(shí)施例中的補(bǔ)償裝置23還用于在測(cè)壓之前向鉆孔預(yù)注氣體加壓，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)測(cè)壓，以縮短測(cè)壓周期。在實(shí)際的應(yīng)用中，由于瓦斯在井下煤巖層中擴(kuò)散很慢，導(dǎo)致測(cè)壓周期很長(zhǎng)，一般都在一個(gè)星期以上，測(cè)壓周期過(guò)長(zhǎng)影響煤巖層開(kāi)采的進(jìn)度，因此，為了縮短測(cè)壓周期，工作人員可以預(yù)先估計(jì)井下煤巖層瓦斯的壓力值，然后根據(jù)估計(jì)值，預(yù)先通過(guò)補(bǔ)償裝置23向鉆孔及氣水分離桶I中注入補(bǔ)償氣體，補(bǔ)償氣體可以是高壓氣體，也可以是井下壓風(fēng)氣體。例如井下瓦斯壓力的估計(jì)值為IMPa，則可利用補(bǔ)償裝置23向氣水分離桶I中預(yù)先注入0.7至0.8MPa的高壓氣體，這樣，只需0.2^0.3MPa的瓦斯壓力就可達(dá)到估計(jì)值，從而可以縮短測(cè)壓周期。具體地，本實(shí)施例中，補(bǔ)償裝置23可以為加壓泵、高壓液氮瓶等，用于向鉆孔內(nèi)補(bǔ)加高壓氣體。在實(shí)際使用中，可以將測(cè)壓裝置2設(shè)置在氣水分離桶I的最高位置，測(cè)壓壓力表21則安裝在測(cè)壓裝置2的最高位置，由于測(cè)壓壓力表21位置較高，氣水混合物不能進(jìn)入測(cè)壓壓力表21，從而可以有效 防止氣水混合物中的液體或雜質(zhì)進(jìn)入測(cè)壓壓力表21，不僅有效地避免了測(cè)壓不準(zhǔn)，而且有效地避免了測(cè)壓壓力表21的損壞。此外，本實(shí)施例上述技術(shù)方案中的測(cè)壓閘閥25和補(bǔ)償閘閥24可以采用性能較好的球閥，水位計(jì)12可以采用耐壓等級(jí)大于5MPa的水位計(jì)，以使水位計(jì)12的耐壓強(qiáng)度大于預(yù)計(jì)的瓦斯壓力。另外，氣水分離桶I和內(nèi)浮桶3也應(yīng)選用耐高壓的材料。氣水分離桶I的可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)置大小，內(nèi)浮桶3的高度可以根據(jù)鉆孔內(nèi)氣體預(yù)計(jì)壓力值來(lái)確定，內(nèi)浮桶3應(yīng)為封閉的桶。本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，通過(guò)在氣水分離桶I內(nèi)部設(shè)置內(nèi)浮桶3，當(dāng)氣水分離桶I中水的浮力小于等于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶中I的氣體壓力之和時(shí)，內(nèi)浮桶3封閉氣水分離桶I下端面的排水口 11，當(dāng)氣水分離桶I中水的浮力大于內(nèi)浮桶3的重力與氣水分離桶I中的氣體壓力之和時(shí)，打開(kāi)排水口 11，將氣水分離桶I中的水排出，通過(guò)設(shè)置在氣水分離桶I上端面的測(cè)壓裝置2測(cè)量高正壓狀態(tài)的瓦斯壓力。本實(shí)用新型提供的煤巖層氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置不僅可以將氣水分離開(kāi)，快速準(zhǔn)確的測(cè)量瓦斯壓力，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水功能，同時(shí)，本實(shí)用新型中自動(dòng)排水并不需要增加電控裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，既方便且安全經(jīng)濟(jì)。最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)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(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)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)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求1.一種煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，其特征在于，包括:氣水分離桶、測(cè)壓裝置和內(nèi)浮桶，所述氣水分離桶的下端面設(shè)有排水口，所述測(cè)壓裝置設(shè)置在所述氣水分離桶的上端面上，所述內(nèi)浮桶設(shè)置在所述氣水分離桶的內(nèi)部； 所述測(cè)壓裝置，用于向所述氣水分離桶內(nèi)送入氣水混合物并測(cè)量壓力； 所述氣水分離桶，用于容納所述氣水混合物； 所述內(nèi)浮桶，用于在所述氣水分離桶中水的浮力小于等于所述內(nèi)浮桶的重力與所述氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，封閉所述排水口，在所述氣水分離桶中水的浮力大于所述內(nèi)浮桶的重力與所述氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，打開(kāi)所述排水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣水分離桶為圓形桶或矩形桶，所述內(nèi)浮桶的形狀與所述氣水分離桶的形狀相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)壓裝置包括測(cè)壓四通、測(cè)壓壓力表、測(cè)壓閘閥、氣壓補(bǔ)償裝置和補(bǔ)償閘閥，所述測(cè)壓四通的第一端通過(guò)管路與測(cè)壓鉆孔中的封孔管連接，所述測(cè)壓閘閥設(shè)置在該端的管路上，所述測(cè)壓四通的第二端通過(guò)管路與氣水分離桶上開(kāi)設(shè)的測(cè)壓孔連接，所述測(cè)壓四通的第三端連接測(cè)壓壓力表，所述測(cè)壓四通的第四端通過(guò)管路與所述氣壓補(bǔ)償裝置連接，所述補(bǔ)償閘閥設(shè)置在該端的管路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)壓壓力表位于所述測(cè)壓裝置的最高位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括用于測(cè)量氣水分離桶中液態(tài)水高度的水位計(jì)量裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述水位計(jì)量裝置為通過(guò)管路與氣水分離桶側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的水 位孔連接的水位計(jì)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置，具體包括氣水分離桶、測(cè)壓裝置和內(nèi)浮桶。通過(guò)在氣水分離桶內(nèi)部設(shè)置內(nèi)浮桶，當(dāng)氣水分離桶中水的浮力小于等于內(nèi)浮桶的重力與氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，內(nèi)浮桶封閉氣水分離桶底部的排水口，當(dāng)氣水分離桶中水的浮力大于內(nèi)浮桶的重力與氣水分離桶中的氣體壓力之和時(shí)，打開(kāi)排水口，將氣水分離桶中的水排出，利用設(shè)置在氣水分離桶上端面的測(cè)壓裝置測(cè)量高正壓狀態(tài)的瓦斯壓力。本實(shí)用新型提供的煤巖層高正壓氣水分離自動(dòng)排水測(cè)壓裝置不僅可以將氣水分離開(kāi)，快速準(zhǔn)確地測(cè)量瓦斯壓力，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水功能。
文檔編號(hào)E21F16/00GK203081502SQ20122072423
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者張安福, 劉林, 朱學(xué)全, 馬玉龍, 張世偉, 秦超 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司