[發明專利]含水煤層瓦斯壓力測定裝置及測定方法

在審

• 申請號: 201710927409.1
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107524435A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 張嘉勇;周鳳增;王凱;鄭慶學;郭達;武建國;關聯合;鄭曉民;張新雙;崔嘯
• 申請（專利權）人: 開灤（集團）有限責任公司技術中心
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21F7/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本發明涉及煤層瓦斯壓力測定裝置，尤其是一種適用于傾斜向上鉆孔的含水煤層瓦斯壓力測定裝置及測定方法。

背景技術

煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量多少，瓦斯流動動力高低以及瓦斯動力現象的潛能大小的基本參數。在研究與評價瓦斯儲量、瓦斯涌出、瓦斯流動、瓦斯抽放與瓦斯突出中，掌握準確可靠的瓦斯壓力參數尤為重要。多數礦井煤系地層有含水層，當煤層鉆孔受水的影響，瓦斯壓力測定參數的準確性將受到嚴重影響。水主要來源于煤層及圍巖，尤其是煤層圍巖中的砂巖水,當水進入煤層瓦斯壓力測定裝置時，測定出來的壓力并非煤層原始瓦斯壓力。

目前含水煤層瓦斯壓力測定主要采用排除水干擾測定方法，其主要運用了瓦斯氣體在中溶解度低的特點，將測壓管導入上部氣體實現氣水分離，進行測壓。此方法主要適用于煤層涌水量少、瓦斯壓力大于煤層水壓的情況。若當煤層涌水量大、補給水源充足、煤層水壓遠大于瓦斯壓力時，所測定瓦斯壓力受到一定干擾而不適用。

現有的測壓裝置雖然帶有氣、水分離系統、自動排水系統，但這些裝置可以實現含水煤層中氣水的分離、水的自動排出，但無法確定測定壓力時是否受煤層水壓影響，測定結果具有滯后性，并且無法二次封孔或對封孔的時間沒有評判依據的問題。

CN202057373U公開了一種富含水煤層鉆孔瓦斯流量測試裝置，在以下三種情況下會測量有誤：

①如果所打鉆孔向上傾斜，煤層涌入鉆孔的水會液封一部分氣體，使氣體無法通過水分離膜，導致所測瓦斯壓力不準確；

②富含水煤層涌出多為煤泥水，會堵塞水分離膜，影響氣體通過導致所測瓦斯壓力不準確；

③無法控制涌入鉆孔的水量與排出水量平衡，當涌入鉆孔水量大于排出水量時，由于水體積增加導致鉆孔內壓力增大，從而使富含在煤層的瓦斯不容易釋放到鉆孔中，導致所測瓦斯壓力不準確；

CN 205370556 U 雖然帶有自動排水系統、壓力平衡系統，但當測壓裝置自動排水過程中及結束后，無法確定測壓結是否受水壓影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種含水煤層瓦斯壓力測定裝置及測定方法，其適用于對含水煤層鉆孔瓦斯壓力的測定，能有效、安全、準確的測定含水煤層的瓦斯參數。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種含水煤層瓦斯壓力測定裝置，包括測壓管、注漿管、注漿泵、排水排漿管、傳感系統，還包括水位及排水管；所述的測壓管、水位及排水管、排水排漿管、注漿管依次沿豎直方向由上到下通過固定支架固定排列于鉆孔中，且長度依次變短；測壓管和水位及排水管的外端分別裝有水感應器、電磁閥，排水排漿管外端裝有排放閥，水感應器、電磁閥與傳感系統連接。

上述含水煤層瓦斯壓力測定裝置的測定方法，包括以下步驟：

步驟一：利用鉆機對煤層或巖層進行鉆孔；

步驟二：將由固定支架固定的測壓管、水位及排水管、排水排漿管、注漿管塞入鉆孔內，并使用聚氨酯進行封孔；

步驟三：啟動傳感系統并打開排放閥，當水感應器接觸水時，電磁閥開啟，測壓管、水位及排水管、排水排漿管排放水；

步驟四：當水感應器不接觸水時，電磁閥關閉，利用注漿泵開始注漿封孔，當有砂漿從排水排漿管流出時，關閉排放閥，此時封孔完畢，測壓管前端的花管處于瓦斯氣中；

步驟五：當電磁閥關閉一段時間后將不再啟動時，讀取壓力表數據并記錄，以此時的數據通過計算得到準確的煤層瓦斯壓力；

步驟六：測定完畢，整理回收裝置，便于下次使用。

采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其有益效果是：

可確定測壓管進水的情況下，能夠切實可行測試煤層瓦斯壓力，測試工藝簡單，測試成本低廉，密封性好，可重復使用；本發明為瓦斯壓力測定提供了一種更為完善的裝置和方法。

附圖說明

圖1為本發明實施例的瓦斯壓力測定裝置結構示意圖；

圖2為為煤層鉆孔中瓦斯壓力測定裝置安裝位置剖面圖；

圖中，1—巖層或煤層；2—花管；3—測壓管；4—水位及排水管；5—排水排漿管；6—注漿管；7—煤層水；8—砂漿；9—聚氨酯；10—壓力表；11—固定支架；12—傳感系統；13—閥門；14—注漿泵；15—水感應器；16—電磁閥；17—排放閥；18—鉆孔。

具體實施方式

以下參照附圖及實施例對本發明進行詳細的說明：