本發(fā)明涉及煤炭開(kāi)采技術(shù)，具體涉及一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

煤炭地下氣化技術(shù)是一種將埋藏在地下的煤炭進(jìn)行直接的、有控制的燃燒，通過(guò)煤的熱作用及化學(xué)作用，產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。其中，地下氣話的出氣孔溫度是非常重要的表征參數(shù)之一，也是對(duì)地下煤氣化實(shí)際工藝進(jìn)行調(diào)整的重要依據(jù)，由此必須對(duì)該溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)的溫度監(jiān)測(cè)裝置包括鎧裝熱電偶、輸送線以及導(dǎo)向錘，鎧裝熱電偶和導(dǎo)向錘固定于輸送線的一端，鎧裝熱電偶能夠在高溫中進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，使用時(shí)，通過(guò)輸送線將鎧裝熱電偶和導(dǎo)向錘放入地下氣化出氣孔的目標(biāo)深度以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下氣化出氣孔內(nèi)的溫度的監(jiān)測(cè)，申請(qǐng)?zhí)枮?00910157527.4，授權(quán)公告日為2013年12月11日，名稱為《在線地下測(cè)溫系統(tǒng)》的發(fā)明專利提供的就是這樣一種溫度監(jiān)測(cè)裝置。

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，地下氣化出氣孔中的氛圍較為復(fù)雜，如含有大量易燃易爆高腐蝕性氣體，該復(fù)雜環(huán)境使得品質(zhì)較差的鎧裝熱電偶無(wú)法使用，也降低了品質(zhì)較好的鎧裝熱電偶的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置及方法，以解決技術(shù)中的上述不足之處。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置，包括：

導(dǎo)熱管，其內(nèi)設(shè)置有封閉式腔體，所述封閉式腔體在所述導(dǎo)熱管的一端設(shè)置有開(kāi)口；

鎧裝熱電偶，其通過(guò)傳輸線懸掛于封閉式腔體中；

導(dǎo)熱填充物，其填充于所述導(dǎo)熱管內(nèi)，其包裹所述鎧裝熱電偶；

顯示機(jī)構(gòu)，其位于所述導(dǎo)熱管的外側(cè)，其與所述鎧裝熱電偶通信連接。

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，所述導(dǎo)熱管包括外套管和內(nèi)套于所述外套管的內(nèi)套管，所述外套管和內(nèi)套管之間形成所述封閉式腔體。

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，所述內(nèi)套管上遠(yuǎn)離所述開(kāi)口的一端凸出于所述外套管。

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，還包括連接法蘭，所述連接法蘭包括外圈、內(nèi)套于所述外圈的內(nèi)圈以及連接所述外圈和內(nèi)圈的支撐架，所述外圈固接于所述外套管上開(kāi)設(shè)有開(kāi)口的端部，所述內(nèi)圈固接于所述內(nèi)套管上開(kāi)設(shè)有開(kāi)口的端部。

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，還包括導(dǎo)熱重力錘，所述導(dǎo)熱重力錘上設(shè)置有容納孔，所述鎧裝熱電偶嵌于所述容納孔中。

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，所述導(dǎo)熱重力錘上設(shè)置有密封件，所述密封件封閉于所述容納孔的孔口上。

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，還包括抵壓件、鎖緊件，所述容納孔的孔口處設(shè)置有連接槽，所述密封件的一端固接于所述連接槽中，所述抵壓件抵壓于所述密封件上背離所述容納孔的一側(cè)，所述鎖緊件的端蓋抵壓于所述抵壓件上背離所述密封件的一側(cè)，所述鎖緊件的邊緣部分固接于所述密封件上

上述的溫度監(jiān)測(cè)裝置，所述導(dǎo)熱填充物為顆粒物。

本發(fā)明還提供一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

將導(dǎo)熱管伸入到煤炭地下氣化的出氣孔中的直至其端部到達(dá)第一預(yù)設(shè)深度；

將鎧裝熱電偶從導(dǎo)熱管位于地面一端的開(kāi)口中吊入其內(nèi)部的封閉式腔體中，直至所述鎧裝熱電偶到達(dá)第二預(yù)設(shè)深度；

從所述開(kāi)口中向所述封閉式腔體中填入導(dǎo)熱填充物以使得所述導(dǎo)熱填充物包裹所述鎧裝熱電偶；

通過(guò)顯示機(jī)構(gòu)獲取所述鎧裝熱電偶檢測(cè)到的溫度值。

本發(fā)明還提供一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

將鎧裝熱電偶從導(dǎo)熱管上設(shè)置有開(kāi)口的一端吊入其內(nèi)部的封閉式腔體中，直至所述鎧裝熱電偶到達(dá)第二預(yù)設(shè)深度；

從所述開(kāi)口中向所述封閉式腔體中填入導(dǎo)熱填充物以使得所述導(dǎo)熱填充物包裹所述鎧裝熱電偶；

將導(dǎo)熱管伸入到煤炭地下氣化的出氣孔中的直至其遠(yuǎn)離所述開(kāi)口的一端到達(dá)第一預(yù)設(shè)深度；

通過(guò)顯示機(jī)構(gòu)獲取所述鎧裝熱電偶檢測(cè)到的溫度值。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置，依次通過(guò)導(dǎo)熱管、導(dǎo)熱填充物將出氣孔中的溫度傳遞給鎧裝熱電偶以實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)，而鎧裝熱電偶位于導(dǎo)熱管內(nèi)的封閉式腔體中，如此消除出氣孔內(nèi)復(fù)雜氣體環(huán)境對(duì)鎧裝熱電偶的負(fù)面影響，從而延長(zhǎng)鎧裝熱電偶的使用壽命。

由于上述煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置具有上述技術(shù)效果，該煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置的使用方法也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的鎧裝熱電偶和導(dǎo)熱重力錘的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的連接法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的連接法蘭和封閉件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)方法的流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)方法的流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、導(dǎo)熱管；1.1、封閉式腔體；1.2、開(kāi)口；1.3、外套管；1.4、內(nèi)套管；2、鎧裝熱電偶；3、傳輸線；4、導(dǎo)熱填充物；5、顯示機(jī)構(gòu)；6、連接法蘭；6.1、外圈；6.2、內(nèi)圈；6.3、支撐架；7、導(dǎo)熱重力錘；8、密封件；9、抵壓件；10、鎖緊件；11、頂板；12、底板；13、煤層；14、地面；15、封閉件；16、鎖緊機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。

如圖1-4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置，包括導(dǎo)熱管1、鎧裝熱電偶2、導(dǎo)熱填充物4以及顯示機(jī)構(gòu)5，導(dǎo)熱管1內(nèi)設(shè)置有封閉式腔體1.1，封閉式腔體1.1在導(dǎo)熱管1的一端設(shè)置有開(kāi)口1.2；鎧裝熱電偶2通過(guò)傳輸線3懸掛于封閉式腔體1.1中；導(dǎo)熱填充物4填充于所述導(dǎo)熱管1內(nèi)，其包裹所述鎧裝熱電偶2；顯示機(jī)構(gòu)5位于所述導(dǎo)熱管1的外側(cè)，其與所述鎧裝熱電偶2通信連接。

具體的，導(dǎo)熱管1包括管體，如圓管、方管或者其它外形的管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)置有一封閉式腔體1.1，封閉式腔體1.1具有一開(kāi)口1.2，該開(kāi)口1.2設(shè)置于導(dǎo)熱管1的一端，鎧裝熱電偶2為溫度檢測(cè)傳感器，其通過(guò)傳輸線3懸掛于封閉式腔體1.1中，同時(shí)封閉式腔體1.1填充有導(dǎo)熱填充物4，導(dǎo)熱填充物4為導(dǎo)熱性能良好的物質(zhì)，如顆粒狀物體、粉末狀物體、流體或者液體，通過(guò)導(dǎo)熱管1一端的開(kāi)口1.2向封閉式腔體1.1內(nèi)輸入導(dǎo)熱填充物4，以使得導(dǎo)熱填充物4覆蓋并包裹鎧裝熱點(diǎn)無(wú)，由于導(dǎo)熱管1和導(dǎo)熱填充物4均為導(dǎo)熱性能良好的物質(zhì)，如此導(dǎo)熱管1外的溫度可以通過(guò)導(dǎo)熱管1和導(dǎo)熱填充物4傳遞給鎧裝熱電偶2，從而使得鎧裝熱電偶2得以檢測(cè)導(dǎo)熱管1外的溫度。鎧裝熱電偶2與顯示機(jī)構(gòu)5通信連接，如有線、無(wú)線或者有線無(wú)線同步通信連接，如此通過(guò)顯示機(jī)構(gòu)5顯示鎧裝熱電偶2檢測(cè)到的溫度。

本實(shí)施例提供的溫度監(jiān)測(cè)裝置，使用時(shí)將導(dǎo)熱管1放入煤炭地下氣化的出氣孔中，以導(dǎo)熱管1封閉的一端伸入出氣孔的底部，而導(dǎo)熱管1設(shè)置有開(kāi)口1.2的一端位于地面14，預(yù)先或者再將鎧裝熱電偶2通過(guò)傳輸線3從開(kāi)口1.2放入封閉式腔體1.1中，再通過(guò)開(kāi)口1.2向封閉式腔體1.1中填入導(dǎo)熱填充物4，直至導(dǎo)熱填充物4蓋住鎧裝熱電偶2，檢測(cè)時(shí)，通過(guò)一預(yù)設(shè)時(shí)間的傳熱，使得導(dǎo)熱管1內(nèi)的溫度和導(dǎo)熱管1外的溫度一致，如此鎧裝熱電偶2檢測(cè)到的溫度即為導(dǎo)熱管1外的出氣孔內(nèi)的溫度。

本實(shí)施例中，傳輸線3可以僅用于鎧裝熱電偶2的懸掛，也可以是鎧裝熱電偶2與顯示機(jī)構(gòu)5的連接線，即鎧裝熱電偶2與顯示機(jī)構(gòu)5的通信導(dǎo)線。

本發(fā)明提供的煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置，依次通過(guò)導(dǎo)熱管1、導(dǎo)熱填充物4將出氣孔中的溫度傳遞給鎧裝熱電偶2以實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)，而鎧裝熱電偶2位于導(dǎo)熱管1內(nèi)的封閉式腔體1.1中，如此消除出氣孔內(nèi)復(fù)雜氣體環(huán)境對(duì)鎧裝熱電偶2的負(fù)面影響，從而延長(zhǎng)鎧裝熱電偶2的使用壽命。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱管1包括外套管1.3和內(nèi)套于所述外套管1.3的內(nèi)套管1.4，所述外套管1.3和內(nèi)套管1.4之間形成所述封閉式腔體1.1，即導(dǎo)熱管1為復(fù)合式管體。包括相套的外套管1.3和內(nèi)套管1.4，兩個(gè)管體之間的空間為封閉式腔體1.1，如此設(shè)置的作用在于，一方面將導(dǎo)熱管1的重量集中于中心部分，便于導(dǎo)熱管1的穩(wěn)定，其二減小封閉式腔體1.1的體積，從而降低導(dǎo)熱填充物4的用量和填充時(shí)間。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，內(nèi)套管1.4上遠(yuǎn)離所述開(kāi)口1.2的一端凸出于所述外套管1.3，即在導(dǎo)熱管1上遠(yuǎn)離開(kāi)口1.2的一端內(nèi)套管1.4的端部凸出布置，如此便于導(dǎo)熱管1的插入煤層13中，使得導(dǎo)熱管1更為整體更為穩(wěn)定。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，還包括連接法蘭6，所述連接法蘭6包括外圈6.1、內(nèi)套于所述外圈6.1的內(nèi)圈6.2以及連接所述外圈6.1和內(nèi)圈6.2的支撐架6.3，所述外圈6.1固接于所述外套管1.3上開(kāi)設(shè)有開(kāi)口1.2的端部，所述內(nèi)圈6.2固接于所述內(nèi)套管1.4上開(kāi)設(shè)有開(kāi)口1.2的端部，連接法蘭6用于連接復(fù)合式管體，其外圈6.1固定連接導(dǎo)熱管1的外套管1.3，內(nèi)圈6.2固定連接導(dǎo)熱管1的內(nèi)套管1.4，如此在該端部實(shí)現(xiàn)外套管1.3和內(nèi)套管1.4的固定連接。

本實(shí)施例中，更進(jìn)一步的，還包括封閉件15和鎖緊機(jī)構(gòu)16，封閉件15封閉于連接法蘭6的內(nèi)圈6.2上，如此封閉內(nèi)套管1.4上設(shè)置有開(kāi)口1.2的一端，鎖緊機(jī)構(gòu)16用于將封閉件15鎖緊于導(dǎo)熱管1上，鎖緊機(jī)構(gòu)16可以是螺接機(jī)構(gòu)、卡接機(jī)構(gòu)或者其它的固接機(jī)構(gòu)，相應(yīng)的，鎖緊機(jī)構(gòu)16螺接、卡接于內(nèi)套管1.4或者法蘭的內(nèi)圈6.2上。如此實(shí)現(xiàn)內(nèi)套管1.4端部的封閉。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，還包括導(dǎo)熱重力錘7，所述導(dǎo)熱重力錘7上設(shè)置有容納孔，所述鎧裝熱電偶2嵌于所述容納孔中，導(dǎo)熱重力錘7用于提供重力，如此一方面便于鎧裝熱電偶2垂入封閉式腔體1.1中，另一方面防止導(dǎo)熱填充物4磨損鎧裝熱電偶2。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱重力錘7上設(shè)置有密封件8，所述密封件8封閉于所述容納孔的孔口上，密封件8實(shí)現(xiàn)容納孔的封閉，防止導(dǎo)熱填充物4進(jìn)入容納孔中，從而保護(hù)鎧裝熱電偶2，延長(zhǎng)鎧裝熱電偶2的使用壽命。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，還包括抵壓件9、鎖緊件10，所述容納孔的孔口處設(shè)置有連接槽，所述密封件8的一端固接于所述連接槽中，所述抵壓件9抵壓于所述密封件8上背離所述容納孔的一側(cè)，所述鎖緊件10的端蓋抵壓于所述抵壓件9上背離所述密封件8的一側(cè)，所述鎖緊件10的邊緣部分固接于所述密封件8上，如此實(shí)現(xiàn)密封件8在容納孔上的緊密固接。

本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱填充物4為顆粒物，如石英砂、金屬顆粒物，其材料易得且導(dǎo)熱效果極好。

如圖5所示，本發(fā)明還提供一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

101、將導(dǎo)熱管1伸入到煤炭地下氣化的出氣孔中的直至其端部到達(dá)第一預(yù)設(shè)深度；

具體的，第一預(yù)設(shè)深度大于鎧裝熱電偶2的監(jiān)測(cè)深度的煤層13中的某個(gè)部位，如鎧裝熱電偶2的監(jiān)測(cè)深度為150米，則第一預(yù)設(shè)深度為152、155、16米，預(yù)先將導(dǎo)熱管1伸入出氣孔中，此時(shí)導(dǎo)熱管1的一端位于出氣孔中，另一端位于地面14以上。

102、將鎧裝熱電偶2從導(dǎo)熱管1位于地面14一端的開(kāi)口1.2中吊入其內(nèi)部的封閉式腔體1.1中，直至所述鎧裝熱電偶2到達(dá)第二預(yù)設(shè)深度；

具體的，導(dǎo)熱管1安裝固定好后，將鎧裝熱電偶2從地面14以上的導(dǎo)熱管1的端部的開(kāi)口1.2處放入封閉式腔體1.1中，直至鎧裝熱電偶2到達(dá)第二預(yù)設(shè)深度，通過(guò)獲取連接鎧裝熱電偶2的傳輸線3的長(zhǎng)度得以獲取鎧裝熱電偶2在出氣孔中的深度，第二預(yù)設(shè)深度即為鎧裝熱電偶2的檢測(cè)深度。

103、從所述開(kāi)口1.2中向所述封閉式腔體1.1中填入導(dǎo)熱填充物4以使得所述導(dǎo)熱填充物4包裹所述鎧裝熱電偶2；

具體的，將顆粒、粉末、流體或者液態(tài)的導(dǎo)熱填充物4填入封閉式腔體1.1中，直至其包裹覆蓋鎧裝熱電偶2，如此鎧裝熱電偶2依次通過(guò)導(dǎo)熱填充物4和導(dǎo)熱管1實(shí)現(xiàn)熱傳遞，使得鎧裝熱電偶2檢測(cè)的溫度即為導(dǎo)熱管1外出氣孔內(nèi)的溫度。

104、通過(guò)顯示機(jī)構(gòu)5獲取所述鎧裝熱電偶2檢測(cè)到的溫度值。

具體的，鎧裝熱電偶2通過(guò)有線傳輸或者無(wú)線傳輸?shù)姆绞剑瑢㈡z裝熱電偶2檢測(cè)到的出氣孔內(nèi)的溫度數(shù)值由顯示機(jī)構(gòu)5顯示出來(lái)，在經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，如1分鐘、3分鐘后，待導(dǎo)熱管1和導(dǎo)熱填充物4實(shí)現(xiàn)充分的熱量傳遞后，使得封閉式腔體1.1內(nèi)的溫度與導(dǎo)熱管1外的溫度一致，此時(shí)，顯示機(jī)構(gòu)5顯示的溫度即為出氣孔內(nèi)的溫度，即得以監(jiān)測(cè)到出氣孔內(nèi)的溫度數(shù)值。

如圖6所示，本發(fā)明還提供一種煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

101’、將鎧裝熱電偶2從導(dǎo)熱管1上設(shè)置有開(kāi)口1.2的一端吊入其內(nèi)部的封閉式腔體1.1中，直至所述鎧裝熱電偶2到達(dá)第二預(yù)設(shè)深度；

102’、從所述開(kāi)口1.2中向所述封閉式腔體1.1中填入導(dǎo)熱填充物4以使得所述導(dǎo)熱填充物4包裹所述鎧裝熱電偶2；

103’、將導(dǎo)熱管1伸入到煤炭地下氣化的出氣孔中的直至其遠(yuǎn)離所述開(kāi)口1.2的一端到達(dá)第一預(yù)設(shè)深度；

104’、通過(guò)顯示機(jī)構(gòu)5獲取所述鎧裝熱電偶2檢測(cè)到的溫度值。

具體的，與上述圖5所示溫度監(jiān)測(cè)方法的不同之處在于，先將鎧裝熱電偶2和導(dǎo)熱填充物4依次放入封閉式腔體1.1中，再將導(dǎo)熱管1放入出氣孔中以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)。

由于上述煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置具有上述技術(shù)效果，該煤炭地下氣化出氣孔的溫度監(jiān)測(cè)裝置的使用方法也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

以上只通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，毋庸置疑，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，上述附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。