一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置

摘要

本发明公开一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，由保护管头、管体结构及超声波装置组成，其特征在于：所述的保护管头为圆锥形钢体，且保护管头焊接在抽水管、注水管与抽采管顶端；所述的管体结构由抽水管、注水管、抽采管、喷头、抽采孔、旋转丝口组成，抽水管嵌套在注水管中，再整体嵌套在抽采管中，注水管与抽采管间有若干喷头连接，抽采管外设置若干抽采孔，抽水管、注水管与抽采管末端均设置有旋转丝口；所述的超声波装置由超声波发生器、超声波换能器及超声波探头组成，超声波发生器安装在管体装置下端部，超声波换能器嵌套在喷头上，超声波探头焊接在抽采管外侧。

权利要求

1.一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，由保护管头、管体结构及超声波装置组成，其特征在于：所述的保护管头为圆锥形钢体，且保护管头焊接在抽水管、注水管与抽采管的顶端；所述的管体结构由抽水管、注水管、抽采管、喷头、抽采孔、旋转丝口组成，抽水管嵌套在注水管中，再整体嵌套在抽采管中，注水管与抽采管间有若干喷头连接，抽采管外设置若干抽采孔，抽水管、注水管与抽采管末端均设置有旋转丝口；所述的超声波装置由超声波发生器、超声波换能器及超声波探头组成，超声波发生器安装在管体结构下端，超声波换能器嵌套在喷头上，超声波探头焊接在抽采管外侧。

2.根据权利要求1所述的一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，其特征在于：所述的保护管头内开有与抽水管同等内径、且相互连通的通道。

3.根据权利要求1所述的一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，其特征在于：所述的管体结构包含的抽水管、注水管、抽采管皆为同心嵌套。

4.根据权利要求1所述的一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，其特征在于：所述的管体结构包含的抽水管、注水管、抽采管末端长度不同，且抽水管、注水管、抽采管末端独立设置旋转丝口。

5.根据权利要求1所述的一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，其特征在于：所述的超声波装置之间通过密封绝缘电线连接。

6.根据权利要求1所述的一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，其特征在于：所述的超声波装置的超声波发生器上配套电源开关。

说明书

一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种超声波煤层气解吸抽采装置，特别涉及到矿山领域注排水式超声波煤层气抽采装置，属于矿山设备领域。

背景技术

[0002] 煤层气的主要成分是甲烷、同时还含有一定量氮气、氧气、水、二氧化碳等。在我国煤矿开采中，由煤层气引起的工伤事故约占30%～40%，同时，它又是引起全球气温升高，产生“温室效应”的温室气体之一，升温效应是同体积CO2的25倍。但是，煤层气又是一种天然清洁能源。据测算，我国埋深2000m以上的煤层气有35万亿m3，如果能够加以合理开发利用，前景十分可观。

[0003] 为了利用好煤层气开发，减少煤炭开采过程中瓦斯对安全生产造成的危害，国家对煤层气利用提出了“先抽后采、能抽尽抽、以用促抽”的方针。通常在煤层气抽采过程中采取一定技术手段使附着煤层气进行脱附，以便更好对煤层气进行抽采，目前在对煤层气脱附抽采中主要利用外部气体输入采气通道中以辅助煤层气开采，这样不但使所开采煤层气纯度受到影响，而且还存在繁琐后续气体分离工序。

[0004] 基于超声波对煤岩介质孔隙率和渗透率影响规律及作用机理，利用超声波对煤岩等具有机械作用、定向作用、空化作用的特性，使煤岩层产生微裂缝，改变煤岩孔隙结构，降低煤层气粘度，提出一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，通过抽水管、注水管、抽采管的相互配合，在超声波作用下扩大煤岩层裂隙，为煤层气溢流提供通道，且通过超声波为煤层气解吸提供能量，提高煤层气抽采率。本探头结构简单，功能完备，兼容当前矿井煤层气开采基本设备，并具有无地域性，能够一次性完成抽采气注排水功能，较好地实现了矿山井下煤层气开采规范化操作。

发明内容

[0005] 本发明针对目前矿山井下煤层气开采方式繁琐，施工费时费力，设备兼容性差的不足，提出一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，该探头结构简单、功能完备，成本低，且超声波煤层气解吸抽采装置无地域性，旨在通过超声波空化作用，提高煤层气解吸能力，以实现矿山煤层气高效、安全抽采的目的。

[0006] 为实现上述目的，本发明一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置的技术方案是：一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置，由保护管头、管体结构及超声波装置组成，其特征在于：所述的保护管头为圆锥形钢体，且保护管头焊接在抽水管、注水管与抽采管顶端；所述的管体结构由抽水管、注水管、抽采管、喷头、抽采孔、旋转丝口组成，抽水管嵌套在注水管中，再整体嵌套在抽采管中，注水管与抽采管间有若干喷头连接，抽采管外设置若干抽采孔，抽水管、注水管与抽采管末端均设置有旋转丝口；所述的超声波装置由超声波发生器、超声波换能器及超声波探头组成，超声波发生器安装在管体装置下端，超声波换能器嵌套在喷头上，超声波探头焊接在抽采管外侧。

[0007] 进一步，所述的保护管头内开有与抽水管同等内径、且相互连通的通道。

[0008] 进一步，所述的管体装置包含的抽水管、注水管、抽采管皆为同心嵌套。

[0009] 进一步，所述的管体装置包含的抽水管、注水管、抽采管末端长度不同，且抽水管、注水管、抽采管末端独立设置旋转丝口。

[0010] 进一步，所述的超声波装置之间通过密封绝缘电线连接。

[0011] 进一步，所述的超声波装置的超声波发生器上配套电源开关。

[0012] 本发明的优点和有益效果是：该超声波煤层气抽采装置设计合理、结构简单、可实现不同功能汇集一体，易于实现煤层气的解吸与抽采，还可解决采气通道内部积水问题，具有实际实用意义。

附图说明

[0013] 图1是实现本发明一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置结构示意图。

[0014] 图2是1的正剖视图。

[0015] 图3是1的侧剖视图。

[0016] 图中：1为保护管头；2为抽采孔；3为超声波探头；4为喷头；5为超声波换能器；6为抽采管；7为注水管；8为抽水管；9为超声波发生器；10为旋转丝口。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的描述。

[0018] 本发明提供了一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置。

[0019] 如图1至图3所示，一种注排水式超声波煤层气解吸抽采装置由保护管头1、管体结构及超声波装置组成。

[0020] 管体结构包括抽水管8、注水管7、抽采管6、喷头4、抽采孔2、旋转丝口10；超声波装置由超声波发生器9、超声波换能器5及超声波探头3组成。

[0021] 首先，将保护管头1与抽水管8焊接，保护管头1内通道与抽水管8同心放置。

[0022] 其次，套入注水管7，与抽水管8同心放置，焊接在保护管头1上。

[0023] 再次，把超声波换能器5与喷头4套紧固定，再将喷头4焊接在注水管7开口处，布置超声波换能器5线路。

[0024] 同时，套入抽采管6，与注水管7同心放置，焊接在保护管头1上。

[0025] 然后，将喷头4另一端与抽采管6开口处焊接，在外部出口处安装超声波探头3，布置超声波探头3线路。

[0026] 最后，在抽采管6下端焊接带有开关的超声波发生器9，与超声波换能器5及超声波探头3线路联通。

[0027] 本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述，而是根据权利要求加以限定。