一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置的制作方法

本发明涉及一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，属于煤矿钻探。

背景技术：

1、目前，煤矿钻孔常用瓦斯排放装置将钻孔时产生的瓦斯、水和渣，通过一个扩大段，将其进行分离。在实际使用中，喷入水量较大时，往往有水进入排气管而形成水柱，特别是水柱较长时，移动缓慢，不能快速抽走水柱，从而影响了瓦斯的快速排出，容易产生外漏。排气管抽气时，由于渣水排管与外界空气是连通的，因此内部负压难以保持，同时也会有瓦斯从排水管外漏。在钻杆进出时，由于钻杆与壳体有缝隙，在喷入瓦斯量大时或排水管内有水柱堵塞时，壳体内往往会失去负压，使得瓦斯从钻杆与壳体的缝隙外漏。

2、另外现有装置不配置喷嘴或者配置数量有限，例如常规对称配置2个喷嘴，钻杆从孔内抽出时，无法对钻杆360°冲洗，不能完全去除泥渣，特别是螺旋刻槽钻杆的槽内泥渣。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，能够将气管内水柱快速排除，避免瓦斯外泄，且在壳体内失去负压时，避免瓦斯从钻杆与壳体之间的缝隙外泄；还能将钻杆冲洗干净。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，包括气水渣分离单元，所述气水渣分离单元内设置水幕发生单元，钻杆穿过所述水幕发生单元中心；所述气水渣分离单元上方设有断水单元，所述气水渣分离单元下方设有封气水渣单元，三者通过管路单元连接；气水渣进入气水渣分离单元，瓦斯抽至所述断水单元后收集至瓦斯总管，水渣流至封气水渣单元内。

3、所述管路单元包括冲洗水管道、渣水管道、抽气管道和排水管道。

4、所述气水渣分离单元包括分离壳体，所述分离壳体一端中心连接进口管，所述进口管与分离壳体内腔相连通，所述分离壳体上连接高压水进水接头、抽气接头、渣水排出接头和冲洗水排出接头；所述进口管上设有可调式密封单元，所述可调式密封单元对进口管与钻孔之间的缝隙进行密封。

5、所述可调式密封单元包括波纹式的橡胶密封环，所述橡胶密封环套设于进口管上，所述进口管上还套设滑动套环，所述橡胶密封环一端固定于进口管，另一端与滑动套环固定连接，拉动所述滑动套环，使得橡胶密封环沿着进口管伸长或缩短，调节橡胶密封环直径。

6、所述断水单元包括断水壳体，所述断水壳体顶部连接出气接头，所述断水壳体底部连接进气接头，所述进气接头通过抽气管道与抽气接头连接；所述断水壳体底部还连接排水接头。

7、所述出气接头具有向断水壳体内腔延伸的出气接头内管，所述进气接头具有向断水壳体内腔延伸的进气接头内管，所述进气接头内管管口高于排水接头的安装位置。

8、所述封气水渣单元包括封气水渣壳体，所述封气水渣壳体上连接冲洗水接头、渣水进水接头和进水接头，所述冲洗水接头通过冲洗水管道与冲洗水排出接头连接，所述渣水进水接头通过渣水管道与渣水排出接头连接，所述进水接头通过排水管道与排水接头连接。

9、所述冲洗水接头具有向封气水渣壳体内腔延伸的冲洗水接头内管，所述进水接头具有向封气渣壳体内腔延伸的进水接头内管。

10、所述封气水渣壳体上还连接溢流接头，所述溢流接头具有向封气水渣壳体内腔延伸的溢流接头内管，所述冲洗水接头内管端口、进水接头内管端口和溢流接头内管端口分别低于溢流接头的安装位置；所述溢流接头上连接竖向布置的通气管，所述通气管端口高于溢流接头。

11、所述水幕发生单元包括第一圆环板和第二圆环板，所述第一圆环板与分离壳体之间密封固定，所述第一圆环板和第二圆环板相对面分别开设凹槽，所述第一圆环板和第二圆环板相对合并通过紧固件固定连接，两所述凹槽对合后形成环形腔，所述环形腔上设有环形的喷嘴，所述喷嘴的喷射方向朝向中心；所述第二圆环板上开设进水口，所述进水口与环形腔相贯通，所述进水口与高压水进水接头连接。

12、与现有技术相比，本发明的优点在于：一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，波纹式的橡胶密封环对进口管与钻孔之间的缝隙进行填充密封，避免瓦斯泄漏；水柱经抽气管道进入断水壳体时，断水壳体内的水由底部的排水接头排至排水管道、封气水渣壳体内；高压水经高压水进水接头进入进水口、环形腔，后通过喷嘴喷出，形成360°的环形水幕，对钻杆进行360°冲洗。另外，环形水幕封闭了钻杆与水幕发生单元之间的间隙，在内部压力不大时，防止了瓦斯从钻杆与气水渣壳体的缝隙间外漏。

技术特征：

1.一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：包括气水渣分离单元，所述气水渣分离单元内设置水幕发生单元，钻杆穿过所述水幕发生单元中心；所述气水渣分离单元上方设有断水单元，所述气水渣分离单元下方设有封气水渣单元，三者通过管路单元连接；气水渣进入气水渣分离单元，瓦斯抽至所述断水单元后收集至瓦斯总管，水渣流至封气水渣单元内。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述管路单元包括冲洗水管道、渣水管道、抽气管道和排水管道。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述气水渣分离单元包括分离壳体，所述分离壳体一端中心连接进口管，所述进口管与分离壳体内腔相连通，所述分离壳体上连接高压水进水接头、抽气接头、渣水排出接头和冲洗水排出接头；所述进口管上设有可调式密封单元，所述可调式密封单元对进口管与钻孔之间的缝隙进行密封。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述可调式密封单元包括波纹式的橡胶密封环，所述橡胶密封环套设于进口管上，所述进口管上还套设滑动套环，所述橡胶密封环一端固定于进口管，另一端与滑动套环固定连接，拉动所述滑动套环，使得橡胶密封环沿着进口管伸长或缩短，调节橡胶密封环直径。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述断水单元包括断水壳体，所述断水壳体顶部连接出气接头，所述断水壳体底部连接进气接头，所述进气接头通过抽气管道与抽气接头连接；所述断水壳体底部还连接排水接头。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述出气接头具有向断水壳体内腔延伸的出气接头管内，所述进气接头具有向断水壳体内腔延伸的进气接头内管，所述进气接头内管管口高于排水接头的安装位置。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述封气水渣单元包括封气水渣壳体，所述封气水渣壳体上连接冲洗水接头、渣水进口接头和进水接头，所述冲洗水接头通过冲洗水管道与冲洗水排出接头连接，所述渣水进口接头通过渣水管道与渣水排出接头连接，所述进水接头通过排水管道与排水接头连接。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述冲洗水接头具有向封气水渣壳体内腔延伸的冲洗水接头内管，所述进水接头具有向封气水渣壳体内腔延伸的进水接头内管。

9.根据权利要求7所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述封气水渣壳体上还连接溢流接头，所述溢流接头具有向封气水渣壳体内腔延伸的溢流接头内管，所述冲洗水接头内管端口、进水接头内管端口和溢流接头内管端口分别低于溢流接头的安装位置；所述溢流接头上连接竖向布置的通气管，所述通气管端口高于溢流接头。

10.根据权利要求1所述的一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，其特征在于：所述水幕发生单元包括第一圆环板和第二圆环板，所述第一圆环板与分离壳体之间密封固定，所述第一圆环板和第二圆环板相对面分别开设凹槽，所述第一圆环板和第二圆环板相对合并通过销轴固定连接，两所述凹槽对合后形成环形腔，所述环形腔上设有环形的喷嘴，所述喷嘴的喷射方向朝向中心；所述第二圆环板上开设进水口，所述进水口与环形腔相贯通，所述进水口与高压水进水接头连接。

技术总结本发明涉及一种煤矿钻孔用瓦斯排放装置，属于煤矿钻探技术领域。包括气水渣分离单元，所述气水渣分离单元内设置水幕发生单元，钻杆穿过所述水幕发生单元中心；所述气水渣分离单元上方设有断水单元，所述气水渣分离单元下方设有封气水渣单元，三者通过管路单元连接；气水渣进入气水渣分离单元，瓦斯抽至所述断水单元后收集至瓦斯总管，水渣流至封气水渣单元后，水溢流排出。本申请高压水经高压水进水接头进入进水口、环形腔，后通过喷嘴喷出，形成360°的环形水幕，对钻杆进行360°冲洗且防止了瓦斯从钻杆与气水渣壳体的缝隙间外漏。技术研发人员：曹力,常宏振,唐卫民,刘益,沈杰,褚婕妤受保护的技术使用者：山西鼎诚钻探技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23