[發(fā)明專利]孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采方法及裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710985686.8 | 申請日： | 2017-10-20 |
| 公開（公告）號： | CN107676127B | 公開（公告）日： | 2018-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 高明忠;張茹;劉強(qiáng);陳海亮;魯義強(qiáng);李安強(qiáng);汪文勇;彭高友;陸彤 | 申請（專利權(quán)）人： | 四川大學(xué) |
| 主分類號： | E21F7/00 | 分類號： | E21F7/00;E21B43/00;E21B28/00 |
| 代理公司： | 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202 | 代理人： | 郭萍 |
| 地址： | 610065 四川*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 瓦斯抽采管 瓦斯抽采 安裝殼 電磁性 超聲波換能器 多孔段 弧面 超聲波發(fā)生器 雙刀雙擲開關(guān) 變頻振動 導(dǎo)線串聯(lián) 磁性層 電控箱 防爆 增透 排斥作用 外壁形狀 鉆孔內(nèi)壁 變頻式 外壁 種孔 匹配 吸引 | ||
1.孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，包括超聲波發(fā)生器(1)、超聲波換能器(2)、瓦斯抽采泵(3)、瓦斯抽采管(4)，其特征在于還包括氣體流量計(5)、封孔管(6)、電控箱(7)、安裝殼(8)，超聲波發(fā)生器為變頻式超聲波發(fā)生器，超聲波換能器至少為3個且位于鉆孔內(nèi)，超聲波發(fā)生器、電控箱、瓦斯抽采泵和氣體流量計位于鉆孔外的巷道內(nèi)；
瓦斯抽采管(4)的一端位于鉆孔底、另一端位于鉆孔外并與瓦斯抽采泵(3)相連，瓦斯抽采管處于鉆孔底一端的部段為多孔段(4-1)，多孔段的外壁上設(shè)有磁性層(9)，氣體流量計(5)設(shè)置在瓦斯抽采管上，封孔管(6)位于鉆孔的孔口部段，鉆孔內(nèi)壁與封孔管外壁之間以及瓦斯抽采管外壁與封孔管內(nèi)壁之間設(shè)有密封層(10)；
安裝殼(8)為具有開口結(jié)構(gòu)的罩體且具有與瓦斯抽采管外壁形狀相匹配的電磁性弧面(8-1)，各超聲波換能器(2)分別固定在安裝殼(8)內(nèi)且超聲波換能器的輻射面位于安裝殼的開口處，各安裝殼的電磁性弧面通過第一防爆導(dǎo)線(11)串聯(lián)后通過雙刀雙擲開關(guān)(12)與電控箱(7)連接，各超聲波換能器(2)通過第二防爆導(dǎo)線(13)串聯(lián)后與超聲波發(fā)生器(1)連接；
當(dāng)調(diào)節(jié)雙刀雙擲開關(guān)改變電流方向使安裝殼的電磁性弧面(8-1)的磁性與磁性層(9)的磁性相異時，通過磁性層與安裝殼的電磁性弧面之間的吸引作用將安裝了超聲波換能器的安裝殼固定在瓦斯抽采管的多孔段上；當(dāng)調(diào)節(jié)雙刀雙擲開關(guān)改變電流方向使安裝殼的電磁性弧面(8-1)的磁性與磁性層(9)的磁性相同時，通過磁性層與安裝殼的電磁性弧面之間的排斥作用將安裝了超聲波換能器的安裝殼固定在鉆孔內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，瓦斯抽采管的多孔段(4-1)的長度至少為1.5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，瓦斯抽采管的多孔段(4-1)的孔隙率為20％～80％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，鉆孔內(nèi)徑為瓦斯抽采管外徑的3～5倍，瓦斯抽采管位于鉆孔底的一端端部與鉆孔底部距離為瓦斯抽采管外徑的1～2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，安裝殼的電磁性弧面(8-1)由硅鋼或軟鐵制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，安裝殼(8)為一端開放、一端封閉的筒體，封閉端為形狀與瓦斯抽采管外壁形狀相匹配的電磁性弧面(8-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，安裝殼(8)為一端開放、一端封閉的筒體，封閉端為形狀與瓦斯抽采管外壁形狀相匹配的電磁性弧面(8-1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，磁性層(9)的厚度為至少為2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置，其特征在于，當(dāng)安裝了超聲波換能器的安裝殼固定在鉆孔內(nèi)壁上時，與同一段第二防爆導(dǎo)線(13)相連的兩個超聲波換能器之間的距離為0.3～2m。
10.孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采方法，其特征在于在使用權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述孔內(nèi)變頻振動增透瓦斯抽采裝置的基礎(chǔ)上，按照以下步驟進(jìn)行操作：
①在需要進(jìn)行瓦斯治理的煤層(14)中鉆取鉆孔，將安裝了超聲波換能器的安裝殼(8)的電磁性弧面(8-1)通過第一防爆導(dǎo)線(11)串聯(lián)后通過雙刀雙擲開關(guān)(12)與電控箱(7)連接，將各超聲波換能器通過第二防爆導(dǎo)線(13)串聯(lián)后與超聲波發(fā)生器(1)連接；
②調(diào)節(jié)雙刀雙擲開關(guān)控制電流方向使安裝殼(8)的電磁性弧面(8-1)的磁性與磁性層的磁性相異，通過磁性層與安裝殼的電磁性弧面之間的吸引作用將安裝了超聲波換能器的安裝殼固定在瓦斯抽采管的多孔段上，然后將固定了安裝殼的瓦斯抽采管置于鉆孔中，將封孔管置于鉆孔的孔口部段與瓦斯抽采管之間，使用封孔材料封堵鉆孔內(nèi)壁與封孔管外壁之間以及瓦斯抽采管外壁與封孔管內(nèi)壁之間的間隙，在瓦斯抽采管上安裝氣體流量計并連接瓦斯抽采泵；
③調(diào)節(jié)雙刀雙擲開關(guān)改變電流方向使安裝殼(8)的電磁性弧面(8-1)的磁性與磁性層的磁性相同，通過磁性層與安裝殼的電磁性弧面之間的排斥作用將安裝了超聲波換能器的安裝殼固定在鉆孔內(nèi)壁上；
④開啟瓦斯抽采泵，開啟超聲波發(fā)生器使超聲波換能器向煤體發(fā)射不同頻率的超聲波，記錄在各頻率的超聲波條件下的瓦斯流量，將超聲波頻率固定在最大瓦斯流量對應(yīng)的頻率下進(jìn)行瓦斯抽采，在瓦斯抽采過程中，當(dāng)瓦斯流量降低至低于設(shè)定值后，重新調(diào)整超聲波頻率，將超聲波頻率固定在重新調(diào)整期間最大瓦斯流量對應(yīng)的頻率下進(jìn)行瓦斯抽采，該步驟中控制超聲波頻率的上限值以避免以鉆孔處的煤體坍塌。
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