一种煤层生产甲烷排放测定装置和方法与流程

本发明涉及煤层生产甲烷测定，具体涉及一种煤层生产甲烷排放测定装置和方法。

背景技术：

1、煤层气是与煤伴生、共生的气体资源，指储存在煤层中的烃类气体，以甲烷为主要成分，属于非常规天然气，煤层气以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料，为了保证煤层气勘探时的安全性，需要使用到相应的检测设备。

2、公开(公告)号：cn107607366b，一种甲烷收集器、煤层气生产井甲烷排放测定装置和方法，该收集器包括硬质顶盖、硬质底盖、气体采样膜及箍圈；硬质顶盖上设有气体检测口；气体采样膜收缩地位于硬质顶盖与硬质底盖之间，且分别与硬质顶盖与硬质底盖密封连接，以形成收集煤层水和甲烷的可膨胀的空间；在气体采样膜上设有煤层水和甲烷气进入及排出该空间的样品入口/排水口；气体采样膜的膜外侧套有箍圈，箍圈为一只或多只，且该箍圈在膜外侧与膜紧密粘合。

3、在现有技术中，在对排出的甲烷进行检测时，存在容器桶、收缩管在连接上、及收缩管与甲烷测定仪连接上有空气进入，降低了甲烷浓度实际浓度含量测定的精确性；在容器桶顶部的出口端与收缩管连接处，密封性不佳，容易出现甲烷泄漏，造成甲烷实际浓度测定准确性不佳，以及造成泄漏的甲烷对周围环境造成污染。为此需要提供一种煤层生产甲烷排放测定装置和方法。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤层生产甲烷排放测定装置和方法，实现以解决上述提出的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种煤层生产甲烷排放测定装置，包括固定底座、容器桶、出口柱管、密封组件、收缩管，容器桶设置为可收缩结构，密封组件包括密封柱管、外接柱管，固定底座的上部设置有容器桶，容器桶的顶部设置有出口柱管，出口柱管内部设置有挡板层，出口柱管的内部密封套接有密封柱管，密封柱管的内部固定设置有外接柱管，外接柱管的顶部与挡板层的底部密封设置，外接柱管依次穿过密封柱管、出口柱管，密封柱管的底部外部表面均匀开设有至少两个密封槽二，密封槽二内部密封设置有密封环二，密封环二与出口柱管内部滑动设置，外接柱管伸出出口柱管的一侧表面开设有螺纹层一，出口柱管的顶部表面开设有螺纹层二，螺纹层一与螺纹层二通过螺母组件安装，螺母组件的顶部一体设置有收缩管，收缩管密封套接在外接柱管的顶部，外接柱管通过通过收缩管连接甲烷测定仪。

3、优选的，挡板层的底部开设为密封槽一，外接柱管的顶部开设有密封槽三，密封圈二内部卡接安装有密封环一，在外接柱管与挡板层接触设置后、密封环一密封安装在密封槽一内部。

4、优选的，螺母组件包括一级螺母、二级螺母，一级螺母的内径小于二级螺母的内径，一级螺母设置在二级螺母的顶部，一级螺母与螺纹层一螺纹安装，二级螺母与螺纹层二螺纹安装。

5、优选的，容器桶的一侧设置有进口柱管，进口柱管延伸至固定底座的外部、连接有阀门组件。

6、优选的，阀门组件包括电磁阀，电磁阀设置为自动启闭电磁阀，电磁阀内部设置有压力传感器。

7、优选的，固定底座的一侧设置有支撑架。

8、一种煤层生产甲烷排放测定方法，根据权利要求1-6任意一项所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，步骤如下：

9、步骤1：确定实施场地，地面处理平整；

10、步骤2：安装固定底座：通过周向设置的支撑架与地面固定，固定底座内部固定安装容器桶，容器桶初始状态设置为密封压缩状态，容器桶一侧设置的进口柱管穿过固定底座预留的插口，穿过后安装阀门组件；

11、步骤3：在步骤2中，容器桶的固定方式为：通过夹持或是卡接方式安装容器桶底部的支撑板，使容器桶固定在固定底座内部；

12、步骤4：出口柱管的内部套接密封组件，密封组件中的密封柱管与出口柱管的内壁滑动安装，密封柱管的底部设置至少两个密封环二，密封环二与出口柱管的内壁密封设置，密封组件中的外接柱管依次穿过密封柱管、出口柱管，出口柱管的底部螺纹安装在容器桶的顶部；

13、步骤5：外接柱管伸出出口柱管，通过螺母组件螺纹安装螺纹层一、螺纹层二，螺母组件的顶部一体设置有收缩管，螺母组件套接在外接柱管上，收缩管的接头处密封套接在外接柱管上，随着螺母组件上部的一级螺母与螺纹层一螺纹安装、螺母组件下部的二级螺母与与螺纹层二螺纹安装，使外接柱管不断提升，使步骤4中的密封组件也同步不断提升，增加密封组件与出口柱管密封性，同时，随着螺母组件与出口柱管螺纹安装，使螺母组件不断下降，以带动收缩管向下拉动，实现收缩管完全套接在外接柱管的顶部，增加套接的密封性。

14、步骤6：密封柱管的顶部设置有密封环一，出口柱管设置有挡板层，挡板层的底部开设为密封槽一，密封环一密封安装在密封柱管的顶部与挡板层的底部，随着螺母组件不断螺纹拧动，实现密封柱管与挡板层之间密封最佳。

15、步骤7：步骤5中的收缩管连接甲烷测定仪，实现收缩管在收缩密封状态与甲烷测定仪连接，减少空气的进入。

16、步骤8：步骤2中，阀门组件连接采样设备，开启阀门组件，煤层水和甲烷吸入容器桶内，随着不断吸入，容器桶内部不断膨胀起来，吸入的甲烷通过外接柱管连通至收缩管，收缩管的收缩状态被甲烷膨胀开来，甲烷经收缩管流向甲烷测定仪，通过甲烷测定仪对甲烷浓度进行检测。

17、步骤9：计算体积内的甲烷浓度含量方法：通过容器桶总体积与测量得出水的体积差，得出在容器桶内的甲烷体积，通过甲烷密度，得出单位体积内甲烷浓度含量。

18、综上，本发明提供一种煤层生产甲烷排放测定装置和方法，实现了通过外接柱管依次穿过密封柱管、出口柱管，外接柱管伸出出口柱管的一侧表面开设有螺纹层一，出口柱管的顶部表面开设有螺纹层二，螺纹层一与螺纹层二通过螺母组件安装，通过螺母组件的螺纹连接，螺母组件与螺纹层二不断螺纹拧动，使螺母组件一直向下拧动，螺母组件与螺纹层一不断的螺纹拧动，使外接柱管不断向上提升，通过外接柱管带动密封柱管不断提升，增加密封环二与出口柱管内部密闭性，同时，出口柱管内部设置有挡板层，随着外接柱管带动密封柱管不断提升，挡板层底部与密封柱管的顶部密闭设置，增加了密封柱管与出口柱管之间密封连接强度；螺母组件的顶部一体设置有收缩管，收缩管密封套接在外接柱管的顶部，随着螺母组件一直向下拧动，带动收缩管向下移动，实现收缩管密封套接在外接柱管的顶部，外接柱管通过通过收缩管连接甲烷测定仪，解决了现有技术中，容器桶简易的与收缩管连接，造成密封不佳，易泄露的风险，以及造成测定的浓度精确度不佳，影响对煤层气的甲烷精准检测的技术问题；以及通过具有收缩结构的收缩管，实现挤出过多的空气，增加甲烷浓度的准确性，减少空气的混合，提高对单位体积内的甲烷进行准确测定浓度值。

技术特征：

1.一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，包括固定底座（1）、容器桶（2）、出口柱管（3）、密封组件（4）、收缩管（5），容器桶（2）设置为可收缩结构，密封组件（4）包括密封柱管（6）、外接柱管（7），固定底座（1）的上部设置有容器桶（2），容器桶（2）的顶部设置有出口柱管（3），出口柱管（3）内部设置有挡板层（11），出口柱管（3）的内部密封套接有密封柱管（6），密封柱管（6）的内部固定设置有外接柱管（7），外接柱管（7）的顶部与挡板层（11）的底部密封设置，外接柱管（7）依次穿过密封柱管（6）、出口柱管（3），密封柱管（6）的底部外部表面均匀开设有至少两个密封槽二（12），密封槽二（12）内部密封设置有密封环二（13），密封环二（13）与出口柱管（3）内部滑动设置，外接柱管（7）伸出出口柱管（3）的一侧表面开设有螺纹层一（14），出口柱管（3）的顶部表面开设有螺纹层二（15），螺纹层一（14）与螺纹层二（15）通过螺母组件（16）安装，螺母组件（16）的顶部一体设置有收缩管（5），收缩管（5）密封套接在外接柱管（7）的顶部，外接柱管（7）通过通过收缩管（5）连接甲烷测定仪。

2.根据权利要求1所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，挡板层（11）的底部开设为密封槽一（17），外接柱管（7）的顶部开设有密封槽三（21），密封圈二内部卡接安装有密封环一（22），在外接柱管（7）与挡板层（11）接触设置后、密封环一（22）密封安装在密封槽一（17）内部。

3.根据权利要求1所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，螺母组件（16）包括一级螺母（23）、二级螺母（24），一级螺母（23）的内径小于二级螺母（24）的内径，一级螺母（23）设置在二级螺母（24）的顶部，一级螺母（23）与螺纹层一（14）螺纹安装，二级螺母（24）与螺纹层二（15）螺纹安装。

4.根据权利要求1所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，容器桶（2）的一侧设置有进口柱管（25），进口柱管（25）延伸至固定底座（1）的外部、连接有阀门组件（26）。

5.根据权利要求4所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，阀门组件（26）包括电磁阀，电磁阀设置为自动启闭电磁阀，电磁阀内部设置有压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，固定底座（1）的一侧设置有支撑架（27）。

7.一种煤层生产甲烷排放测定方法，根据权利要求1-6任意一项所述的一种煤层生产甲烷排放测定装置，其特征在于，步骤如下：

技术总结本发明公开了一种煤层生产甲烷排放测定装置，包括固定底座、容器桶、出口柱管、密封组件、收缩管，容器桶设置为可收缩结构，密封组件包括密封柱管、外接柱管，固定底座的上部设置有容器桶，容器桶的顶部设置有出口柱管，出口柱管内部设置有挡板层，出口柱管的内部密封套接有密封柱管，密封柱管的内部固定设置有外接柱管，外接柱管的顶部与挡板层的底部密封设置，解决了现有技术中，容器桶简易的与收缩管连接，造成易泄露的风险，以及造成测定的浓度精确度不佳，影响对煤层气的甲烷精准检测的技术问题；以及通过具有收缩结构的收缩管，实现挤出过多的空气，增加甲烷浓度的准确性，减少空气的混合，提高对单位体积内的甲烷进行准确测定浓度值。技术研发人员：曹磊,张静,王双美,毛礼鑫,朱士飞,柯妍,吴蒙受保护的技术使用者：江苏地质矿产设计研究院（中国煤炭地质总局检测中心）技术研发日：技术公布日：2024/7/25