[發(fā)明專利]具有高可靠性的煤層氣抽采管道自動放水器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910944295.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110761829A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丙文;裴龍;連慧芳;趙建東
• 申請（專利權(quán)）人: 山西江淮重工有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F16/00;E21F17/00
• 代理公司: 14106 山西華炬律師事務(wù)所
• 代理人: 陳奇

本發(fā)明公開了一種具有高可靠性的煤層氣抽采管道自動放水器，解決了現(xiàn)有的煤層氣抽采管道自動放水器可靠性低的問題。在集水罐（3）內(nèi)設(shè)置有二工作位氣閥（8），在頂桿（17）的下部設(shè)置有環(huán)形托盤（18），在環(huán)形托盤上方的頂桿上活動套接有浮子（29），在浮子上方的頂桿上固定設(shè)置有拔桿架（19），在拔桿架（19）上方的頂桿上設(shè)置有V形擺臂連接銷（20）；在U形架（15）右側(cè)的支架板（7）上設(shè)置有V形擺臂機構(gòu)，在V形擺臂（22）的右側(cè)擺桿外端連接有重錘（23），在V形擺臂正下方的C形掛鉤銷軸固定架（28）上設(shè)置有C形掛鉤銷軸（27），在C形掛鉤銷軸上鉸接有C形掛鉤（26）。在井下多塵多水的環(huán)境中，動作可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤層氣抽采管道上的集放水裝置，特別涉及一種煤礦井下煤層氣的抽采管道上設(shè)置的自動集水和放水裝置。

背景技術(shù)

煤層氣又稱瓦斯，是天然氣的一種，賦存于煤層中，是煤的伴生產(chǎn)物；煤與瓦斯共采是煤炭資源開采的必然途徑，不僅能提升煤礦生產(chǎn)的安全水平，還能優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，對煤礦及資源的有效利用有著十分重要的意義；在井下抽取瓦斯的過程中，巖層裂隙水會順著鉆孔進(jìn)入煤層氣抽采管道，造成煤層氣抽采管道積水，導(dǎo)致抽采系統(tǒng)堵塞；目前，煤層氣抽采管道普遍安裝放水器來清理管道中的積水，現(xiàn)有的煤層氣管道放水器有兩種：一種是手動放水，井下配備專人，定時擰開放水開關(guān)，煤礦一個工作面最少有30-40個放水器，人工放水不但費工費力，還容易出現(xiàn)疏漏；另一種是自動放水器，由于井下特殊的環(huán)境和煤層氣的易燃易爆性，不允許采用帶電的自動控制閥門，自動放水器通常都采用純機械原理控制。

現(xiàn)常見的機械式自動放水器的結(jié)構(gòu)為：在煤層氣抽采管道上連接有煤層氣排水管，煤層氣排水管的另一端通入到密閉的集水罐中，在集水罐的下端設(shè)置有集水罐排水口，在集水罐排水口上方的集水罐外側(cè)壁上設(shè)置有排水口堵塞擺臂鉸接座，在排水口堵塞擺臂鉸接座上鉸接有排水口堵塞擺臂，在排水口堵塞擺臂的下端設(shè)置有排水口堵塞，排水口堵塞設(shè)置在集水罐排水口中，在集水罐內(nèi)設(shè)置有支架板，在支架板上固定設(shè)置有二工作位氣閥，二工作位氣閥的上端閥口與通入到密閉的集水罐中的煤層氣排水管的另一端口連通在一起，在二工作位氣閥的下端閥口上連接有大氣連通管，大氣連通管的另一端穿出密閉的集水罐后與大氣連通，在二工作位氣閥中設(shè)置有閥芯和閥芯下壓彈簧，閥芯向下伸出的操作桿活動伸出到支架板的下面，在操作桿外側(cè)的支架板的下底面上設(shè)置有U形架，在U形架的底端面上設(shè)置有頂桿上端穿過及限位通孔，在U形架正下方的集水罐的罐內(nèi)下底面上設(shè)置有頂桿下端導(dǎo)向筒，在頂桿下端導(dǎo)向筒與頂桿上端穿過及限位通孔之間活動設(shè)置有頂桿，頂桿的頂端設(shè)置在操作桿的正下方，在頂桿的下部設(shè)置有環(huán)形托盤，在環(huán)形托盤上方的頂桿上活動套接有浮子，在浮子上方的頂桿上固定設(shè)置有磁鐵架，在支架板上設(shè)置有磁鐵；由于煤層氣管道內(nèi)工作時有0.5-0.8Mpa的負(fù)壓，在集水器集水過程中，集水器罐體內(nèi)無水，浮子處于罐體的下面，二位閥在彈簧作用下處于下排氣口封閉，上通氣口開通狀態(tài)的狀態(tài)，罐體與煤層氣管道連通，罐體內(nèi)同樣為0.5-0.8Mpa的負(fù)壓，集水罐排水口在排水口堵頭的重力和負(fù)壓的共同作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)，此時，煤層氣管道內(nèi)的水通過排水管流入罐體內(nèi)；當(dāng)集水罐內(nèi)的水位不斷升高后，集水帶動浮子向上運動，當(dāng)浮子沿頂桿向上浮動到與磁鐵架頂接后，在罐內(nèi)集水再增加水位再上升后，浮子帶動磁鐵架，磁鐵架帶動頂桿一起上升，頂桿推動二位閥芯，使二位閥上通氣口關(guān)閉，下排氣口開通，此時罐體與煤層氣管道斷開，通過連通管與大氣連通，罐體內(nèi)負(fù)壓消失，壓力變成一個大氣壓，在水壓作用下，罐體排水口被沖開，進(jìn)行放水。由于磁鐵架向上頂開二位閥的同時，磁鐵將磁鐵架吸附在頂端位置保持不動，所以隨著水位下降，浮子下降，二位閥仍保持上關(guān)下通狀態(tài)，直至放水到浮子下降到頂桿下端的環(huán)形托盤上，在浮子自身重力作用下，浮子通過環(huán)形托盤帶動頂桿以及磁鐵架一起向下運動，使磁鐵架脫離磁鐵的吸附，向下復(fù)位，二位閥也復(fù)位到上通氣口開通，下排氣口關(guān)閉的狀態(tài)，集水器停止放水過程，重新開始集水過程；此自動集水器核心關(guān)鍵技術(shù)是磁鐵和磁鐵架結(jié)構(gòu)，由于放水需要一個時間過程，所以當(dāng)罐內(nèi)水位下降，套接在頂桿上的浮子下降時，頂桿應(yīng)保持向上頂開二位閥的狀態(tài)，失去浮子的向上推力的頂桿，此時靠磁鐵吸附磁鐵架而保持向上頂開二位閥的狀態(tài)；但由于煤礦井下水中和空氣中含有大量粉塵，其中含鐵類粉層很容易將磁鐵包裹，使磁鐵的吸附力減弱甚至消失，導(dǎo)致二位閥保持上關(guān)下通的狀態(tài)時間很短，罐體內(nèi)的集水無法大量放出，造成自動放水器失效。