[实用新型]逐级增透煤层强化瓦斯抽采装置

说明书

逐级增透煤层强化瓦斯抽采装置，包括注水泵、水箱、超声波发射器、超声波控制开关、超声波发生器、液氮泵、制氮机、抽采泵和储气罐，煤层内钻设有至少两个冻融钻孔，相邻两个冻融钻孔中间的煤层内钻设有一个瓦斯抽采钻孔；每个冻融钻孔内均插设有一根注水管和液氮管，各根注水管与注水泵连接，注水泵与水箱连接；超声波发射器在每个冻融钻孔内均设置有若干个并与超声波控制开关连接，超声波控制开关与超声波发生器连接；各根液氮管与液氮泵连接，液氮泵与制氮机连接；瓦斯抽采钻孔内均插设有一根抽采管，抽采管与抽采泵连接，抽采泵与储气罐连接。本实用新型能够使煤层裂隙数量及裂缝长度大幅度提升，增加煤层透气性，提供良好的瓦斯抽采条件。

技术领域

本实用新型涉及煤层瓦斯抽采技术领域，具体的说，涉及一种逐级增透煤层强化瓦斯抽采装置。

背景技术

我国是一个煤炭资源大国，富含充足的煤层气资源。煤层气储量与天然气相当，随着全球变暖问题的严重性，煤层气作为一种清洁能源受到越来越多的关注。美国、加拿大等国家以低阶煤煤层气开发为主，其煤层气产业发展好。而我国煤层气开发主要集中于高阶煤，煤层气产业发展较落后。由于高阶煤埋藏深、地压高，煤的渗透率低，瓦斯大多集中于微小孔隙，瓦斯抽采效果很差，导致我国煤层气产业相对落后。为了提高瓦斯抽采率，国内外相继提出多种增透方法：水力压裂增透方法、水力割缝增透方法、气体爆炸增透方法、松动爆破增透方法、水力冲孔增透方法等。但随着井下的深部开采，现有的增透方法已经无法满足现代矿井的生产需求。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种逐级增透煤层强化瓦斯抽采装置，本实用新型能够使煤层裂隙数量及裂缝长度大幅度提升，增加煤层透气性，提供良好的瓦斯抽采条件。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

逐级增透煤层强化瓦斯抽采装置，包括水力压裂模块、超声波致裂模块、液氮冻融模块和瓦斯抽采模块，煤层内间隔钻设有至少两个冻融钻孔，相邻两个冻融钻孔中间的煤层内钻设有一个瓦斯抽采钻孔，冻融钻孔和瓦斯抽采钻孔的外端均通过封孔器封堵；

水力压裂模块包括注水泵和水箱，每个冻融钻孔内沿冻融钻孔的长度方向均插设有一根注水管，每根注水管的外端均穿过对应的封孔器并伸出对应的冻融钻孔，各根注水管的外端并联并与注水泵的出口端连接，注水泵的出口端设有注水控制阀门，注水泵的进口端与水箱连接；

超声波致裂模块包括超声波发射器、超声波控制开关和超声波发生器，超声波发射器分别在每个冻融钻孔内沿冻融钻孔的长度方向均匀布置有若干个，每个冻融钻孔内的各个超声波发射器通过导线依次并联并与超声波控制开关连接，超声波控制开关与超声波发生器连接；

液氮冻融模块包括液氮泵和制氮机，每个冻融钻孔内沿冻融钻孔的长度方向均插设有一根液氮管，每根液氮管的外端均穿过对应的封孔器且伸出对应的冻融钻孔，各根液氮管的外端并联并与液氮泵的出口端连接，液氮泵的出口端设有液氮控制阀门，液氮泵的进口端与制氮机连接；

瓦斯抽采模块包括抽采泵和储气罐，每个瓦斯抽采钻孔内沿瓦斯抽采钻孔的长度方向均插设有一根抽采管，每根抽采管的外端均穿过对应的封孔器并伸出对应的瓦斯抽采钻孔，各根抽采管的外端并联并与抽采泵的进口端连接，抽采泵的进口端设有抽采控制阀门，抽采泵的出口端与储气罐连接。

每个冻融钻孔内沿冻融钻孔的长度方向安装有一根支撑管，支撑管的一端插接在封孔器上，每个冻融钻孔内的各个超声波发射器等间距安装在支撑管的外侧壁上，导线穿设在支撑管内部；注水管的出口端和支撑管的另一端位于冻融钻孔的内端顶部，液氮管的出口端位于封孔器内侧且临近封孔器。

相邻两个冻融钻孔的间距为6m，冻融钻孔和瓦斯抽采钻孔的间距为3m。

超声波发生器的工作频率为20-30kHz，最大输出功率1000W。