专利名称：用于瓦斯气体抽放的导流管及瓦斯采集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及瓦斯气体的采集技术，尤其涉及一种用于瓦斯气体抽放的导流管，以及涉及一种使用所述导流管的瓦斯采集装置。
背景技术：
在煤炭开采过程中常会有部分的瓦斯气体逸出，给煤层开采带来了较严重的安全威胁。目前，针对上述钻井多采用先抽出瓦斯气体，再进行煤炭开采的方式，如从采动区煤层的开采面钻出用于瓦斯气体逸出的钻井，并在钻井内下入较长的瓦斯气体导流管，且将瓦斯气体导流管的另一端与套管固接，以使连接于该套管另一端的瓦斯气体抽放泵抽取上述采动区煤层内的瓦斯气体。当然，上述抽取瓦斯气体的方式可以将采动区煤层内的部分瓦斯气体释放。通常情况下，瓦斯气体导流管的末端是直接接触待抽取瓦斯气体的采动区煤层，故瓦斯气体导流管的过气量和导流管的质量对瓦斯气体的释放起着重要的作用。在实际的瓦斯气体抽放过程中，常常出现瓦斯气体导流管的通道被堵塞，且瓦斯采集装置被破坏等缺陷，进而导致采动区煤层内的瓦斯气体无法较好的释放，给后续的采动区煤层的开采带来较大的危险。鉴于此，如何使采动区煤层内的瓦斯气体被完全抽取成为当前需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于瓦斯气体抽放的导流管，其能够使采动区煤层内的瓦斯气体较好流通，且保证所述导流管不被堵塞。另外，本发明还提供一种采用上述导流管的瓦斯采集装置，该瓦斯采集装置可保证采动区煤层内的瓦斯气体被完全抽取。本发明提供的用于瓦斯气体抽放的导流管包括，两端开口的管状本体，所述管状本体的管壁上设有多个滤气孔，所述滤气孔的孔隙度为2%至10%，所述管状本体的外侧设有滤网。根据本发明的另一方面，本发明提供的瓦斯采集装置包括，包括抽气装置和一端连接所述抽气装置的套管，以及至少一个本发明中的任一所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，且该导流管连接于所述套管的另一端。采用本发明提供导流管能够使采动区煤层中的瓦斯气体较好的流通，且能够防止导流管的滤气孔不被堵塞。该导流管的结构简单、其通气量高，使用方便，故采用本发明中的导流管的瓦斯采集装置可有效提高采动区煤层内瓦斯气体的采集效率。
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图IA为本发明的用于瓦斯气体抽放的导流管实施例的结构示意图；图IB为本发明的用于瓦斯气体抽放的导流管实施例的截面示意图；图2为本发明的瓦斯采集装置的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供的导流管的管状本体上设有多个滤气孔，可有效实现采动区煤层中瓦斯气体的抽取和流通。进一步地，通过导流管外部设置的滤网以有效解决了导流管不被堵塞的问题。参考图IA和图IB所示，图IA示出了本发明的用于瓦斯气体抽放的导流管实施例的结构示意图，图IB示出了本发明的用于瓦斯气体抽放的导流管实施例的截面示意图。该导流管主要包括两端开口的管状本体11，管状本体11的管壁上设有多个滤气孔12，滤气孔12的孔隙度为2%至10%，以及管状本体11的外侧设有滤网13(如图IB所示)。优选地，导流管的孔隙度可为3%至5%，本实施例中的滤气孔12的面积占用导流管的表面积的 3%，即孔隙度为3%。当然，滤气孔12的间距可选设为50mm至IOOmm之间的任一数值，如图IA中所示， 相邻两个滤气孔12的竖向间距d2可为50mm至100mm，横向间距dl可为50mm至100mm， 优选为90mm。以及，本实施例中的滤气孔12的直径可为14mm至16mm之间的任一数值，以使采动区煤层内的瓦斯气体能够较好的流通，当然，该滤气孔12的直径可依据实际工况设定，本实施例不对其进行限定，相对应地，相邻滤气孔12的间距(横向间距和竖向间距)均可自行设定，以保证采动区煤层内的瓦斯气体被完全抽取即可。应了解的是，图IA中所示的导流管的管状本体11上的多个滤气孔12交错呈梅花状排布，交错排布的滤气孔12优选呈45°分布，如图IB所示。进一步地，管状本体11的内壁直径Dl (如图IA所示)可为177. 8mm，其相对应的管状本体11的壁厚需要设置大于等于13. 72mm,以使该导流管在使用过程中不会被损伤破坏，以及该管状本体可采用抗腐蚀的材料制备，保证其使用寿命。当然，管状本体11的内壁直径还可以选用139. 7mm，相应的管状本体11的壁厚可为大于等于9. 17mm ；当管状本体 11的内壁直径为127mm，其壁厚需要设置为大于等于9. 19mm。在实际的施工中，依据采动区煤层的实际需要选择管状本体11的内壁直径和壁厚。应了解的是，本实施例中的导流管采用圆形的管状本体11，以使加工方便，结构简单，当然，也可以采用其他形状的管状本体 11，如两端开口的截面为长方形的或截面为正六边形的管状本体11等，本发明不对其进行限定。通常情况下，本实施例中的导流管的长度可为8m至10m。当钻井较深时，可设置多个导流管依次连接，优选将多个导流管的管状本体11通过丝扣(如图2所示的丝扣17)连接或螺栓连接。上述导流管的长度、内壁直径或滤气孔的间距等依据实际的施工设置，其保证在使用过程中不破裂即可。需要说明的是，导流管外部设置的滤网13可选用20目至40目的不锈钢网，其目的是阻挡颗粒较大的煤岩石碎粒堵塞滤气孔，且使得导流管在采动区煤层内的孔洞内能够较好的上升和下降。参照图2所示，图2示出了本发明的瓦斯采集装置的结构示意图，本实施例中的瓦斯采集装置放置于采动区煤层的钻井即孔洞21内。瓦斯采集装置包括抽气装置16、连接抽气装置16的套管15和至少一个本发明中的导流管，该导流管连接于套管15的另一端。其中，抽气装置16通过套管15将导流管中的瓦斯气体进行抽取和/或收集。以及，图2中示出了两个导流管的丝扣17连接，本实施例不对瓦斯采集装置中导流管的数量进行限定。实际的钻井中，设置长度为8m至IOm的导流管的数量可为7个或9个，导流管的管状本体11 依次通过丝扣17串联连接。需要说明的是，本实施例中的导流管的最末端与下面的煤层相距一定距离，以防止其低端被堵塞。在实际工况中，可在采动区煤层的孔洞21的不同阶段设置不同的直径， 以适应瓦斯采集装置的下放。从钻井的最下面往上看，如设置无导流管进入区20的内径ml =133mm，其ml小于导流管的内壁直径D1。另外，导流管的管状本体11直接接触的采动区煤层的孔洞21的内径可为m2 = M5mm，使其适应导流管的下降和上升，m2大于导流管的外壁直径，即大于滤网13的直径。当然，对于套管阶段的采动区煤层的孔洞21的直径进一步增大，以保证套管在下降和上升过程中不被阻挡。进一步地，本实施例中的瓦斯采集装置的导流管采用的滤网13可为20目的不锈钢网，其用于阻挡颗粒较大的煤岩石碎粒堵塞滤气孔12，提高抽采效率，以及增加瓦斯采集装置的使用寿命。本实施例中瓦斯采集装置的导流管的材料可为抗腐蚀材料，保证采动区煤层中的瓦斯气体较好的流通，且能够防止导流管的滤气孔不被堵塞，同时有效提高采动区煤层内瓦斯气体的采集效率，并延长瓦斯采集装置的使用寿命。优选地，瓦斯采集装置还可包括，位于套管15与导流管连接处的压盘止水器14， 以保证套管15与导流管外侧的连通作用，与导流管外侧的连通作用，如可直接在套管内抽气，套管外空气不能进入孔洞，较好的抽取和/或收集煤层瓦斯气体。在本实施例中，瓦斯采集装置可抽取两层或多层采动区煤层中的瓦斯气体，通常是先抽取最下层的采动区煤层中的瓦斯气体，进而可使上层的采动区煤层松动，以较好的抽取和/或收集瓦斯气体。当然，在两层或多层采动区煤层中通过钻井方式获取孔洞之后， 将瓦斯采集装置安装放置至需要抽取和/或收集瓦斯气体的采动区煤层；接着，需要向采动区煤层的孔洞内压入适量的焦磷酸钠溶液，使其浸泡孔洞M小时；然后，用洗孔器清洗导流管，以保证后续较好的抽取和/或收集瓦斯气体。即采用瓦斯采集装置抽取和/或收集瓦斯气体之前需要对钻井内的孔壁进行清洗。上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种用于瓦斯气体抽放的导流管，包括两端开口的管状本体，其特征在于，所述管状本体的管壁上设有多个滤气孔，所述滤气孔的孔隙度为2%至10%，所述管状本体的外侧设有滤网。
2.根据权利要求1所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，其特征在于，所述滤气孔的孔隙度为3%。
3.根据权利要求1所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，其特征在于，所述滤气孔的间距为50mm至100mm，所述滤气孔的直径为14mm至16mm。
4.根据权利要求1所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，其特征在于，所述管状本体的外壁直径为177. 8mm，所述管状本体的壁厚大于等于13. 72mm ；或者，所述管状本体的内壁直径为139. 7mm，所述管状本体的壁厚大于等于9. 17mm ；所述管状本体的内壁直径为 127mm，所述管状本体的壁厚大于等于9. 19mm。
5.根据权利要求1所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，其特征在于，所述导流管的长度为8m至10m。
6.根据权利要求1所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，其特征在于，两个或两个以上的所述导流管的管状本体依次通过丝扣连接。
7.根据权利要求1所述的用于瓦斯气体抽放的导流管，其特征在于，所述滤网为20目的不锈钢网。
8.—种瓦斯采集装置，包括抽气装置和一端连接所述抽气装置的套管，其特征在于，还包括，至少一个如上权利要求1至7任一项所述的用于瓦斯气体抽放的导流管；所述导流管连接于所述套管的另一端。
9.根据权利要求8所述的瓦斯采集装置，其特征在于，所述瓦斯采集装置还包括位于所述套管与所述导流管连接处的止水器。
10.根据权利要求8所述的瓦斯采集装置，其特征在于，所述导流管为7至9个。
全文摘要
本发明提供一种用于瓦斯气体抽放的导流管及瓦斯采集装置，其中，用于瓦斯气体抽放的导流管包括两端开口的管状本体，所述管状本体的管壁上设有多个滤气孔，所述滤气孔的孔隙度为2％至10％，所述管状本体的外侧设有滤网。采用本发明中的导流管能够使采动区煤层中的瓦斯气体较好的流通，且能够防止导流管的滤气孔不被堵塞。该导流管的结构简单、其通气量高，使用方便。
文档编号E21F7/00GK102465713SQ20101054604
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者丁同福, 李友俊, 李海良, 程合玉, 程志忠, 赵俊峰, 陈功胜 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司