[發明專利]一種多煤層合采的高效合采裝置及合采方法

有效

• 申請號: 202110685529.1
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113309491B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 李松;湯達禎;許浩;陶樹;鐘廣浩
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21F7/00;E21B43/14;E21B43/26;E21B17/00;E21B43/38;E21B17/10;E21B33/127;E21B34/06
• 代理公司: 蘇州拓云知識產權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 孔旗

1.一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：包括：

封口座(1)，密封設置于抽采孔口處；

抽采控制管(2)，密封穿設于所述封口座(1)中，且所述抽采控制管(2)上設置有抽采控制總閥，用于控制抽采啟停或抽采流量；

抽采管(3)，伸入于抽采孔中，且采用法蘭與抽采控制管(2)相連；

且，所述抽采管(3)上至少預置有三組分段合采組件(5)，各個所述分段合采組件(5)的軸向跨度與與之對應的煤層相適配，從而實現分段抽采；

且，每組所述分段合采組件(5)所對應的抽采管(3)上開設有一組抽采孔(4)，所述抽采孔(4)上設置有控制閥(6)，且通過控制閥(6)的開關，能夠實現多煤層合采的精確抽采；

所述分段合采組件(5)包括：

兩個移動密封組件，兩個所述移動密封組件分別對應煤層上下分界面；

兩個所述移動密封組件之間采用彈性阻隔環(51)相連，且初始階段，所述彈性阻隔環(51)的長度大于兩個移動密封組件之間的距離，所述彈性阻隔環(51)為彈性環體，其上布有網孔，用于攔截煤粒碎屑；

所述移動密封組件至少包括：

安裝座(53)，滑動套設于所述抽采管(3)外部；

囊座(54)，為圓周布設的多個，且各個所述囊座(54)均嵌入在所述安裝座(53)中，用于共同支撐密封囊(55)；

且，所述密封囊(55)的漲縮，由外部液壓控制器通過液壓線路進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：所述控制閥(6)和抽采控制總閥均由控制器進行控制，且所述控制器被配置為：合采前期，所述控制器控制所述抽采控制總閥關閉，控制各組所述控制閥(6)開啟，使得高透氣性煤層中的瓦斯進入至低透氣性煤層中進行裂隙改造；且抽采時，所述控制器控制抽采控制總閥開啟，按組逐一開啟控制閥(6)。

3.根據權利要求1所述的一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：初始階段，各個所述分段合采組件(5)的軸向跨度大于與之對應的煤層跨度；且所述分段合采組件(5)的跨度可調。

4.根據權利要求1所述的一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：所述安裝座(53)的內側固定嵌入有環形抱緊囊(56)，所述抱緊囊(56)能夠在移動密封組件進行移動時，為其提供阻力，以及在移動密封組件靜止時，將其抱緊在抽采管(3)上，且，所述抱緊囊(56)的漲縮由外部液壓控制器通過液壓線路進行控制。

5.根據權利要求1所述的一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：所述移動密封組件還包括：

安裝環一(57)，固定在安裝座(53)遠離彈性阻隔環(51)的一側，且同軸套設在抽采管(3)外部；

安裝環二(58)，同軸套設在抽采管(3)外部且與所述安裝環一(57)相連；

至少三個伸縮桿(59)，三個所述伸縮桿(59)圓周陣列排布且鉸接在所述安裝環二(58)上，且其另一端與輪柱(510)相鉸接，所述輪柱(510)的另一端設置有轉輪，所述轉輪為自主驅動轉輪，且所述輪柱(510)的中部與支撐座(511)相鉸接，所述支撐座(511)固定在安裝環一(57)上。

6.根據權利要求5所述的一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：所述伸縮桿(59)由伸縮控制器進行控制，且所述伸縮控制器被配置為：當所述移動密封組件進行移動時，所述伸縮控制器控制伸縮桿(59)進行伸長，驅動轉輪貼附在抽采管(3)上，使得轉輪能夠沿所述抽采管(3)的軸向進行移動；且當所述移動密封組件靜止時，所述伸縮控制器控制伸縮桿(59)進行縮短，驅動轉輪支撐在鉆孔內壁上，實現對于抽采管(3)的扶正。

7.根據權利要求1所述的一種多煤層合采的高效合采裝置，其特征在于：所述封口座(1)為階梯型，且所述封口座(1)的外部周向上設置有多個注漿錨桿(11)以及密封墊(12)；所述封口座中還嵌入有伸入至抽采管中的壓裂管。

8.一種多煤層合采的高效合采裝置的合采方法，其采用如權利要求1～7任意一項所述的高效合采裝置進行合采，其特征在于：包括如下步驟：

S1.下入抽采管(3)，并通過法蘭將抽采管(3)與抽采控制管(2)相連，并且安裝封口座(1)；

S2.通過伸縮控制器控制伸縮桿(59)進行伸長，從而驅動轉輪貼附在抽采管(3)上，使得轉輪能夠沿所述抽采管(3)的軸向進行移動，實現分段合采組件(5)的軸向跨度調節；

S3.控制密封囊(55)進行膨脹，使其與孔壁之間實現密封；

S4.合采前期，所述控制器控制所述抽采控制總閥關閉，控制各組所述控制閥(6)開啟，使得高透氣性煤層中的瓦斯進入至低透氣性煤層中進行裂隙改造；且抽采時，所述控制器控制抽采控制總閥開啟，按組逐一開啟控制閥(6)。