專利名稱：集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其適用于在各種煤層中測定煤層的瓦斯壓力。
背景技術：
《防突規(guī)定》中指出煤層瓦斯壓力值是判斷煤層是否有突出危險的一項重要指標，瓦斯壓力測定值的準確性與精度如何，不僅制約礦井瓦斯危險程度預測的可靠性，而且影響以瓦斯危險程度預測為依據(jù)而制定的瓦斯防治措施的有效性和煤礦的生產(chǎn)效率。煤層瓦斯壓力的測定按壓力測定方式分為主動測壓法和被動測壓法。現(xiàn)有的主動測壓法只是在鉆孔完成密封后，通過預設裝置向鉆孔揭露處或測壓氣室充入一定壓力的氣體，以縮短瓦斯壓力平衡所需時間，從而縮短測壓時間。但由于煤層中存在裂隙，測壓室中·瓦斯壓力不斷順裂隙向外泄露，致使密封不嚴而造成測壓不準。

實用新型內容本實用新型的目的是，提供一種集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，采用主動式測壓方式進行煤層瓦斯壓力的測量，縮短測壓時間，提高所測瓦斯壓力的準確度。本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現(xiàn)一種集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)放置在移動車上，所述測試系統(tǒng)包括乳化液罐，粘液罐和封孔器，所述封孔器內一側具有瓦斯管線，第一管線，第二管線和第三管線，封孔器的另一側具有膠囊和連接管，封孔器的具有膠囊的一側的端部為取樣口 ；所述瓦斯管線的一端通往取樣口，瓦斯管線的另一端通過瓦斯補/排閥形成瓦斯排放補氣口，瓦斯管線上并聯(lián)設有兩個分支管路，其中一個分支管路上串接有瓦斯壓力表閥和瓦斯壓力表，另一個分支管路上串接有瓦斯記錄儀閥和瓦斯記錄儀；第一管線的一端連接膠囊，第一管線的另一端通過乳化液蓄能器，乳化液壓力表和乳化液閥而與乳化液罐相連接，乳化液罐上設有輸液泵；第二管線的一端與連接管相連接，第二管線的另一端依次連接增壓閥，粘液蓄能器，粘液壓力表和切換閥，切換閥的另一端連接在乳化液閥與乳化液罐之間的第一管線上；第三管線的一端連接在增壓閥靠近連接管一側的第二管線上，第三管線的另一端通過粘液截止閥與粘液罐連接，粘液罐上設有粘液罐開關，乳化液罐與粘液罐相連通。如上所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，所述膠囊包括第一膠囊和第二膠囊，所述連接管位于第一、二膠囊之間。如上所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)還包括測壓儀總成，所述乳化液閥，乳化液壓力表，增壓閥，粘液壓力表，切換閥，粘液截止閥，粘液罐開關，瓦斯壓力表閥，瓦斯記錄儀閥和瓦斯補/排閥集成在測壓儀總成上。如上所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)還包括電子記錄儀，電子記錄儀分別與所述瓦斯壓力表、粘液壓力表和乳化液壓力表電連接。[0010]如上所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，所述封孔器還包括多個護管，護管位于封孔器的不具有膠囊和連接管的一側外部。本實用新型的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的特點和優(yōu)點是其采用固封液、液封氣的封孔方式對鉆孔周圍的裂隙進行封堵，并用蓄能器保壓使液體壓力始終高于瓦斯壓力有效防止瓦斯氣體沿裂隙泄露，提高了測壓的準確性。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本實用新型的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的流程示意圖；圖3是本實用新型的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的測壓儀總成的左側面示意圖；圖4是本實用新型的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的測壓儀總成的正面示意圖；圖5是本實用新型的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)的測壓儀總成的右側面示意圖。附圖標記說明I、移動車 2、乳化液罐 3、粘液罐 4、封孔器 4a、膠囊4b、連接管4c、取樣口4(1、46、4€、4§、護管5、瓦斯管線6、第一管線 7、第二管線 8、第三管線9、測壓儀總成K1、乳化液閥 K2、增壓閥K3、切換閥K4、粘液截止閥K5、瓦斯壓力表閥K6、瓦斯補/排閥 K7、瓦斯記錄儀閥K8、粘液罐開關VI、乳化液蓄能器V2、粘液蓄能器 A、瓦斯壓力表B、粘液壓力表C、乳化液壓力表 a、補氣排放口 b、瓦斯進口C、粘液出口d、乳化液出口 e、乳化液進口 f、粘液進口
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。參見圖I和圖2所示，本實用新型實施例提出了一種集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)放置在移動車I上，所述測試系統(tǒng)包括乳化液罐2，粘液罐3和封孔器4，所述封孔器4內一側具有瓦斯管線5，第一管線6，第二管線7和第三管線8，封孔器4的另一側具有膠囊4a和連接管4b，封孔器4具有膠囊的一側的端部為取樣口 4c ;所述瓦斯管線5的一端通往取樣口 4c，瓦斯管線5的另一端通過瓦斯補/排閥(又稱瓦斯補氣排氣閥)K6形成瓦斯排放補氣口 a，瓦斯管線5上并聯(lián)設有兩個分支管路，其中一個分支管路上串接有瓦斯壓力表閥K5和瓦斯壓力表A，另一個分支管路上串接有瓦斯記錄儀閥K7和瓦斯記錄儀5a ;第一管線6的一端連接膠囊4a，第一管線6的另一端通過乳化液蓄能器VI，乳化液壓力表C和乳化液閥Kl而與乳化液罐2相連接，乳化液罐2上設有輸液泵2a ;第二管線7的一端與連接管4b相連接，第二管線7的另一端依次連接增壓閥K2，粘液蓄能器V2，粘液壓力表B和切換閥K3，切換閥K3的另一端連接在乳化液閥Kl與乳化液罐2之間的第一管線7上；第三管線8的一端連接在增壓閥K2靠近連接管4b —側的第二管線7上，第三管線8的另一端通過粘液截止閥K4與粘液罐3連接，粘液罐3上設有粘液罐開關K8，乳化液罐2與粘液罐3相連通。其中，輸液泵2a可為手壓泵，輸液泵2a上設有泵壓力表2b。瓦斯管線5，第一管線6和第二管線7在封孔器4內為并聯(lián)放置。此外，可使膠囊4a相對于連接管4b靠近取樣口 4c。乳化液蓄能器Vl和粘液蓄能器V2可對膠囊4a里的乳化液和連接管4b中的粘液進行保壓，使其在能夠很好的封堵鉆孔周圍的裂隙的同時又能夠長時間的保持工作壓力，從而使測出的瓦斯壓力值等于煤層真實的瓦斯壓力。·本實用新型的系統(tǒng)的使用過程描述如下首先確認所有的閥和開關都處于關閉狀態(tài)；接著，為避免危險，先打開瓦斯補/排閥K6，使瓦斯通過取樣口 4c和瓦斯管線5從瓦斯排放補氣口進行排放。接著，打開乳化液閥K1，并確認除了瓦斯補/排閥K6和乳化液閥Kl外的其它閥門都處于關閉狀態(tài)。壓動輸液泵2a，將乳化液罐2中的高壓狀態(tài)下的乳化液通過第一管線6注入膠囊4a中，同時乳化液蓄能器Vl蓄存壓力，觀察乳化液壓力表C的變化，待乳化液壓力穩(wěn)定在乳化液預充壓力值后關閉乳化液閥K1，接著確認膠囊4a已充分膨脹，可用膨脹膠囊封孔。接著，打開粘液罐開關K8和粘液截止閥K4，并確認除了瓦斯補/排閥K6，粘液罐開關K8和粘液截止閥K4外的其它閥門都處于關閉狀態(tài)。壓動輸液泵2a，使乳化液罐2中的乳化液進入粘液罐3，將粘液罐3中低壓狀態(tài)下的粘液通過第三管線8注入連接管4b，待輸液泵2a上的泵壓力表2b穩(wěn)定在預定數(shù)值，例如0. 2MPa后，關閉粘液截止閥K4和粘液罐開關K8。其中，增壓閥K2和切換閥K3分別連接在粘液蓄能器V2的兩端，從而可以防止低壓進入粘液蓄能器V2。打開增壓閥K2和切換閥K3，確認除了增壓閥K2，切換閥K3和瓦斯補/排閥K6外的其他閥門都處于關閉狀態(tài)，操作輸液泵2a以通過第二管線7對粘液進行加壓，觀察粘液壓力表B的變化，使粘液壓力穩(wěn)定在粘液預充壓力值后，停止加壓，關閉切換閥K3，完成粘液加壓。粘液在壓力作用下，不僅可以滲入鉆孔壁與膠囊間的裂隙，而且還可以滲入鉆孔卸壓圈的裂縫和鉆孔周圍的天然裂隙中，杜絕瓦斯的泄漏。打開瓦斯壓力表閥K5、瓦斯記錄儀閥K7，確認乳化液閥K1、切換閥K3、粘液截止閥K4處于閉路狀態(tài)，增壓閥K2處于通路狀態(tài)，使乳化液罐2內的壓力傳到粘液蓄能器V2中。將瓦斯管線5的瓦斯排放補氣口 a的一端通過瓦斯補氣管連接到高壓氮氣瓶，緩慢打開高壓氮氣瓶開關，使其輸出壓力穩(wěn)定在充氣壓力值半小時以上(當然，在沒有條件注入高壓氮氣的情況下，可以使用井下壓風進行補氣)，實現(xiàn)主動式封孔測壓。[0038]補氣完成后關閉補氣/排放閥K6，拆卸瓦斯補氣管。測壓期間定時觀察和記錄瓦斯壓力、乳化液壓力和粘液壓力。煤層瓦斯壓力變化在24小時內變化小于0. 015MPa，則可認為這個穩(wěn)定的壓力就是煤層瓦斯壓力。在整個測試過程中乳化液蓄能器和粘液蓄能器分別對乳化液和粘液進行保壓，保證乳化液壓力大于粘液壓力，粘液壓力大于瓦斯壓力，否則需立刻加壓。測壓完畢后，緩慢打開補氣/排放閥K6，釋放瓦斯壓力。打開粘液罐開關K8與輸液泵2a上的泄壓閥。緩慢打開粘液截止閥K4，釋放粘液壓力。緩慢打開乳化液閥K1，釋放膠囊4a乳化液壓力。拆卸封孔器4，將膠囊4a的粘液通道用高壓線連接到粘液出口 c上。關閉乳化液閥kl、增壓閥K2、切換閥K3，打開粘液截止閥K4，用輸液泵2a打壓清洗通道。本實施例是采用“固體封液體，液體封氣體”的封孔原理進行封孔，即在封孔段兩端用膨脹膠囊封孔，中間流入壓力略高于煤層瓦斯壓力的密封粘液，粘液在壓力作用下，不僅可以滲入鉆孔壁與膠囊間的裂隙，而且還可以滲入鉆孔卸壓圈的裂縫和鉆孔周圍的天然裂隙中，杜絕瓦斯的泄漏。這樣就形成了膠囊封粘液、粘液封瓦斯的主動式封孔方法，即可采用主動式測壓方式進行煤層瓦斯壓力的測量，縮短測壓時間，提高所測瓦斯壓力的準確度。如圖2所示，所述膠囊4a包括第一膠囊4al和第二膠囊4a2，所述連接管4b位于第一、二膠囊4al、4a2之間。所述封孔器4還包括了多個護管，護管位于封孔器4的不具有膠囊和連接管的一側外部。例如，參見圖2所示，封孔器4內具有依次連接的第一護管4d，第二護管4e，第三護管4f和第四護管4g。當將乳化液注入膠囊4a，且乳化液壓力穩(wěn)定在乳化液預充壓力值而關閉乳化液閥Kl后，可用力拉動護管，觀察封孔器4是否松動，進而進一步確認膠囊4a充分膨脹。參見圖3至圖5所示，所述測試系統(tǒng)還包括測壓儀總成9，所述乳化液閥K1，乳化液壓力表C，增壓閥K2，粘液壓力表B，切換閥K3，粘液截止閥K4，粘液罐開關K8，瓦斯壓力表閥K5，瓦斯記錄儀閥K7和瓦斯補/排閥K6集成在測壓儀總成9上。進一步而言，測壓儀總成9上還設有補氣排放口 a，瓦斯進口 b，粘液出口 C，乳化液出口 d，乳化液進口 e，粘液進口 f。在安裝時，將瓦斯管線5的一端連接到瓦斯進口 b，第二管線7的一端連接到粘液出口 C，第一管線6的一端連接到乳化液出口 d，乳化液罐2的出口連接乳化液進口 e，粘液罐3的出口連接粘液進口 f?，F(xiàn)有的封孔及測壓設備均為零散材料和部件，需要人工多次搬運至工作地點，本實用新型針對該問題，使乳化液罐2，粘液罐3，封孔器4和測壓儀總成9這些部件均為模塊化設計，最終集成在移動車I上，整體結構關觀，方便運輸。其中，測試系統(tǒng)上配備了電子記錄儀9a，電子記錄儀9a分別與瓦斯壓力表A、粘液壓力表B和乳化液壓力表C電連接，如此突破了目前瓦斯測壓均為人工讀取并記錄壓力值的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了煤層瓦斯壓力數(shù)據(jù)的實時采集，并可對數(shù)據(jù)進行分析、處理、存儲等操作，也就是說，本實施例采用電子記錄儀9a實時采集記錄壓力信號，測量準確，減少勞動強度。煤層瓦斯壓力記錄儀自動記錄與分析部分主要由內置電路和上位機軟件構成。內置電路由微控制芯片、放大電路、A/D轉換電路、USB接口、信號處理及顯示報警電路等組成；記錄儀通過埋入煤層的管路采集瓦斯氣壓，通過壓力表和液晶屏顯示瓦斯壓力變化，進行實時測量，并將壓力值數(shù)據(jù)保存記錄在儀器的存儲器中。當瓦斯壓力達到最大穩(wěn)定值后，若超過《防突規(guī)定》中的相對煤層瓦斯壓力臨界值0. 74MPa，儀器報警指示燈點亮，進行判斷處理，并顯示瓦斯突出預測結果，呈現(xiàn)瓦斯壓力變化趨勢。也可通過U盤讀取到計算機上， 配合上位機管理軟件，對生成壓力曲線等進行統(tǒng)計、分析。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據(jù)申請文件公開的可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)放置在移動車上，所述測試系統(tǒng)包括乳化液罐，粘液罐和封孔器，所述封孔器內一側具有瓦斯管線，第一管線，第二管線和第三管線，封孔器的另一側具有膠囊和連接管，封孔器的具有膠囊的一側的端部為取樣口； 所述瓦斯管線的一端通往取樣口，瓦斯管線的另一端通過瓦斯補/排閥形成瓦斯排放補氣口，瓦斯管線上并聯(lián)設有兩個分支管路，其中一個分支管路上串接有瓦斯壓力表閥和瓦斯壓力表，另一個分支管路上串接有瓦斯記錄儀閥和瓦斯記錄儀； 第一管線的一端連接膠囊，第一管線的另一端通過乳化液蓄能器，乳化液壓力表和乳化液閥而與乳化液罐相連接，乳化液罐上設有輸液泵； 第二管線的一端與連接管相連接，第二管線的另一端依次連接增壓閥，粘液蓄能器，粘液壓力表和切換閥，切換閥的另一端連接在乳化液閥與乳化液罐之間的第一管線上； 第三管線的一端連接在增壓閥靠近連接管一側的第二管線上，第三管線的另一端通過粘液截止閥與粘液te連接，粘液te上設有粘液te開關，乳化液te與粘液te相連通。
2.根據(jù)權利要求I所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其特征在于，所述膠囊包括第一膠囊和第二膠囊，所述連接管位于第一、二膠囊之間。
3.根據(jù)權利要求I所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)還包括測壓儀總成，所述乳化液閥，乳化液壓力表，增壓閥，粘液壓力表，切換閥，粘液截止閥，粘液罐開關，瓦斯壓力表閥，瓦斯記錄儀閥和瓦斯補/排閥集成在測壓儀總成上。
4.根據(jù)權利要求I所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)還包括電子記錄儀，電子記錄儀分別與所述瓦斯壓力表、粘液壓力表和乳化液壓力表電連接。
5.根據(jù)權利要求I所述的集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其特征在于，所述封孔器還包括多個護管，護管位于封孔器的不具有膠囊和連接管的一側外部。
專利摘要一種集成化主動式煤層瓦斯壓力測試系統(tǒng)，其放在移動車上，測試系統(tǒng)包括乳化液罐，粘液罐和封孔器，封孔器內一側具有瓦斯管線，第一、二、三管線，封孔器的另一側具有膠囊和連接管，封孔器的具有膠囊的一側的端部為取樣口；瓦斯管線的一端通在取樣口，瓦斯管線的另一端形成瓦斯排放補氣口；第一管線一端連接膠囊，另一端通過乳化液蓄能器，乳化液壓力表和乳化液閥而與乳化液罐連接，乳化液罐上設有輸液泵；第二管線的一端與連接管相連接，另一端依次連接增壓閥，粘液蓄能器，粘液壓力表和切換閥，切換閥的另一端連接在乳化液閥與乳化液罐之間的第一管線上；第三管線的一端連接在第二管線上，另一端通過粘液截止閥與粘液罐連接。
文檔編號E21B47/06GK202788811SQ201220411649
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2012年8月17日
發(fā)明者李志勇 申請人:北京中礦天安科技發(fā)展有限公司