[發(fā)明專利]一種多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111089848.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN113803103A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪冠華;景茂;王剛;孫功帥;張翔斐;孫路路;黃啟銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F7/00
• 分類號(hào): E21F7/00;E21B33/13;E21F15/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 肖峰

1.一種多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采裝置，其特征在于：包括套有隔板一(8-1)的一級(jí)套管(3)、套有‘蘑菇’狀隔板一(9-1)和隔板二(8-2)的二級(jí)套管(4)和套有‘蘑菇’狀隔板二(9-2)和隔板三(8-3)的三級(jí)套管(5)，其中一級(jí)套管(3)內(nèi)套二級(jí)套管(4)、二級(jí)套管(4)內(nèi)套三級(jí)套管(5)和三級(jí)套管(5)內(nèi)套抽采管道(6)，三級(jí)套管(5)的內(nèi)端口和抽采管道(6)表面設(shè)有密封蓋(13)，二級(jí)套管(7-2)和三級(jí)套管(7-3)上分別設(shè)有卡體一(12-1)和卡體二(12-2)，高壓管一(7-1)的一部分深入三級(jí)套管(5)內(nèi)部，一端穿過三級(jí)套管(5)、二級(jí)套管(4)和一級(jí)套管(3)深入充填區(qū)一(29-1)，另一端連接三通閥門(19)，三通閥門(19)的另外兩端分別連接高壓管道二(7-2)和高壓管道三(7-3)，高壓管道二(7-2)通過接口一(16-1)與吸壓攪一體化裝置攪壓罐(18)連接，高壓管道三(7-3)通過接口二(16-2)與吸壓攪一體化裝置吸罐(17)連接，吸壓攪一體化裝置吸罐(17)位于吸壓攪一體化裝置攪壓罐(18)的上端，所述的隔板一(8-1)、隔板二(8-2)和隔板三(8-3)分別固定在一級(jí)套管(3)、二級(jí)套管(4)和三級(jí)套管(5)的上面，受重力影響，‘蘑菇’狀隔板一(9-1)和‘蘑菇’狀隔板二(9-2)能分別在二級(jí)套管(4)和三級(jí)套管(5)的表面向下滑動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采裝置，其特征在于：所述高壓管一(7-1)前端是由套環(huán)一(10-1)、套環(huán)二(10-2)、單向片一(14-1)、單向片二(14-2)、分裂區(qū)一(15-1)和分裂區(qū)二(15-2)構(gòu)成，單向片一(14-1)位于高壓管一(7-1)的最上端，以下依次是分裂區(qū)一(15-1)、單向片二(14-2)和分裂區(qū)二(15-2)，單向片一(14-1)和單向片二(14-2)位于高壓管(7-1)的內(nèi)壁，分裂區(qū)一(15-1)和分裂區(qū)二(15-2)為高壓皮管一(7-1)的分裂部位，套環(huán)一(10-1)和套環(huán)二(10-2)分別緊套分裂區(qū)一(15-1)和分裂區(qū)二(15-2)。

3.如權(quán)利要求1所述的多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采裝置，其特征在于：所述套環(huán)一(10-1)和套環(huán)二(10-2)由細(xì)繩(20)、環(huán)圈(21)、鉸鏈(22)、半環(huán)體一(23-1)、半環(huán)體二(23-2)、開關(guān)板一(24-1)、開關(guān)板二(24-2)和遙控裝置(25)構(gòu)成，半環(huán)體一(23-1)和半環(huán)體二(23-2)的一端由鉸鏈(22)連接，另一端分別連接開關(guān)板一(24-1)和開關(guān)板二(24-2)，遙控裝置(25)能控制開關(guān)板一(24-1)和開關(guān)板二(24-2)的張合，完成套環(huán)一(10-1)和套環(huán)二(10-2)對(duì)高壓管道一(7-1)的緊固和分離，環(huán)圈(21)橫向穿入鉸鏈(22)，環(huán)圈(21)的另一端與細(xì)繩(20)連接。

4.如權(quán)利要求1所述的多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采裝置，其特征在于：所述‘蘑菇’狀隔板一(9-1)和‘蘑菇’狀隔板二(9-2)由‘蘑菇’狀凹槽體(26)、鎖拴(27)和隔檔片(28)構(gòu)成，‘蘑菇’狀凹槽體(26)上端設(shè)有鎖栓(27)，鎖栓(27)連接隔檔片(28)，使得隔檔片(28)能繞鎖拴(27)轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.如權(quán)利要求1-4所述裝置的多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采方法，在深部煤層(1)中按照施工要求打出鉆孔(2)，其特征在于，包括以下步驟：

a.將隔板一(8-1)、隔板二(8-2)、隔板三(8-3)、‘蘑菇’狀隔板一(9-1)和‘蘑菇’狀隔板二(9-2)對(duì)應(yīng)地套在一級(jí)套管(3)、二級(jí)套管(4)和三級(jí)套管(5)上，依次套接一級(jí)套管(3)、二級(jí)套管(4)、三級(jí)套管(5)和抽采管道(6)；

b.將高壓管一(7-1)穿過一級(jí)套管(3)和二級(jí)套管(4)，使得管口深入充填區(qū)一(29-1)、套環(huán)一(10-1)位于二級(jí)套管(4)和三級(jí)套管(5)之間和套環(huán)二(10-2)位于一級(jí)套管(3)和二級(jí)套管(4)之間；

c.將一級(jí)套管(3)、二級(jí)套管(4)、三級(jí)套管(5)和抽采管道(6)送入鉆孔(2)內(nèi)；

d.連接三通閥門(19)、高壓管道一(7-1)、高壓管道二(7-2)和高壓管道三(7-3)，連接吸壓攪一體化裝置攪壓罐(18)和高壓管道二(7-2)、吸壓攪一體化裝置吸罐(17)和高壓管道三(7-3)；

e.調(diào)轉(zhuǎn)三通閥門(19)，連通高壓管道一(7-1)和高壓管道二(7-2)，啟動(dòng)吸壓攪一體化裝置攪壓罐(18)，將密封漿液注入充填區(qū)一(29-1)；

f.完成注漿后，啟動(dòng)遙控裝置(25)，分離開關(guān)板一(24-1)和開關(guān)板二(24-2)，使得套環(huán)二(10-2)和分裂區(qū)二(15-2)分開，拉拽細(xì)繩(20)，收回套環(huán)二(10-2)，單向片二(14-2)能阻隔密封漿液(11)回流；

g.調(diào)轉(zhuǎn)三通閥門(19)，接通高壓管道一(7-1)和高壓管道三(7-3)，啟動(dòng)吸壓攪一體化裝置吸罐(17)，回收和清空高壓管道一(7-1)中的密封漿液(11)；

h.待漿液凝固后，進(jìn)行瓦斯抽采作業(yè)；

i.發(fā)現(xiàn)瓦斯抽采濃度大幅下降時(shí)，停止抽采作業(yè)，向前推移二級(jí)套管(4)，高壓管一(7-1)在分裂區(qū)一(15-1)處分為兩部分，高壓管道一(7-1)掀開隔檔片(28)，穿過‘蘑菇’狀隔板一(9-1)，卡體一(12-1)繼續(xù)向前推移‘蘑菇’狀隔板一(9-1)，使得高壓管道一(7-1)到達(dá)充填區(qū)二(29-2)；

j.重復(fù)f～j過程，完成將密封漿液(11)注入充填區(qū)二(29-2)、收回套環(huán)一(10-1)和瓦斯抽采等操作；

k.待瓦斯抽采濃度大幅下降時(shí)，重復(fù)j操作，使得高壓管道一(7-1)到達(dá)充填區(qū)三(29-3)；

l.調(diào)轉(zhuǎn)三通閥門(19)，連通高壓管道一(7-1)和高壓管道二(7-2)，啟動(dòng)吸壓攪一體化裝置攪壓罐(18)，將密封漿液注入充填區(qū)三(29-3)；

m.進(jìn)行瓦斯抽采作業(yè)，完成多級(jí)遞進(jìn)式瓦斯抽采過程。