The invention relates to a gas extraction device and method connected with a hydraulic seam cutting and a lower screen pipe, belonging to the technical field of coal mine safety. The device comprises a drill pipe, a high-pressure water flowing outer pipe, a special drill bit, a drill pipe connecting device, a drill pipe tail switching device, a high-pressure water pipe, a flexible sieve pipe and a fixing device; a special drill bit is connected with the drill pipe, and a drill pipe is connected with the drill pipe to drill the predetermined depth by opening the drill pipe; a drill pipe 10 is a double-layer structure, and the annular space between the inner pipe and the drill pipe constitutes the high-pressure water flowing outer pipe. The inner pipe and the drill pipe are embedded structure; the inner pipe of the drill pipe is connected with the connecting device of the drill pipe; the tail switching device of the drill pipe is connected with the flexible sieve pipe or the high-pressure water pipe; and the flexible sieve pipe is connected with the fixing device, so that no movement occurs during the process of drilling back and cutting coal body. The invention effectively prevents blockage of gas flow passage due to borehole collapse, and at the same time secondary hydraulic cutting of coal body can improve the exposed area of coal body and enhance the gas extraction effect.
【技术实现步骤摘要】
一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置及方法
本专利技术属于煤矿安全
,涉及一种煤矿井下煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置及方法。
技术介绍
煤层气,又被称为“煤矿瓦斯”,是存在于煤层和煤系地层的烃类气体,主要成分为甲烷,是煤的伴生矿产资源。当其在空气中浓度达到5%-16%时,遇明火会爆炸,曾是煤矿安全生产的主要威胁之一。另一方面,煤层气是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。1立方米煤层气大约相当于9.5度电、1.13千克汽油、1.21千克标准煤。煤层气的热值是通用煤的2至5倍,燃烧后几乎不产生任何废气,是当之无愧的“优质”清洁能源。而随着人类对其认识的逐步深入,它被从地下大规模开采出来,不仅有效保障了矿工等地下作业人员的生命安全,而且通过管道进入城市、工厂和乡村,成为人们生产生活中常见的清洁能源之一。煤层气资源目前主要有两种开发方式:一是地面钻井开采;二是井下抽采。地面钻井开采是先采气后采煤,为利用煤层气创造前提,也有利于改善煤矿的安全生产条件。井下抽采是先采煤后采气,或者边采煤边采气,抽采的煤层气绝大部分进入地面煤层气集输管网,可实施煤层气发电或深冷液化,进而实现气藏资源的开发利用。由于我国煤层地质条件较为复杂,因而施工大量的地面钻井实施煤层气开发受到限制,目前我国煤层气的开发仍以井下抽采为主。但由于我国大多数的高瓦斯或者煤与瓦斯突出矿井煤层属低透松软煤层,因而透气性较差,且在煤层内施工的钻孔易发生塌孔,致使抽采效果较差。目前,虽有井下水力压裂或者高压水力割缝的措施用以提高煤层的透气性,增加钻孔的抽采瓦斯量,但随着抽采作业的进行,瓦斯抽 ...
【技术保护点】
1.一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,该装置包括钻杆(10)、高压水流动外管(11)、专用钻头(9)、钻杆连接装置(2)、钻杆尾部切换装置(4)、高压水管(5)、柔性筛管(8)和固定装置(13);所述专用钻头(9)与所述钻杆(10)采用螺纹连接,所述钻杆(10)连接钻机(1),通过开启钻机(1),钻进至预定的深度;所述钻杆连接装置(2)和钻杆尾部切换装置(4)均设置在钻杆(10)上;所述钻杆(10)为双层结构,其内管与钻杆(10)的环形空间构成所述高压水流动外管(11),且内管与钻杆(10)为嵌入式结构;所述钻杆(10)的内管与钻杆连接装置(2)连接,钻杆尾部切换装置(4)与柔性筛管(8)或高压水管(5)连接;所述柔性筛管(8)与所述固定装置(13)连接,使得在退钻,切割煤体的过程中,不发生移动。
【技术特征摘要】
1.一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,该装置包括钻杆(10)、高压水流动外管(11)、专用钻头(9)、钻杆连接装置(2)、钻杆尾部切换装置(4)、高压水管(5)、柔性筛管(8)和固定装置(13);所述专用钻头(9)与所述钻杆(10)采用螺纹连接,所述钻杆(10)连接钻机(1),通过开启钻机(1),钻进至预定的深度;所述钻杆连接装置(2)和钻杆尾部切换装置(4)均设置在钻杆(10)上;所述钻杆(10)为双层结构,其内管与钻杆(10)的环形空间构成所述高压水流动外管(11),且内管与钻杆(10)为嵌入式结构;所述钻杆(10)的内管与钻杆连接装置(2)连接,钻杆尾部切换装置(4)与柔性筛管(8)或高压水管(5)连接;所述柔性筛管(8)与所述固定装置(13)连接,使得在退钻,切割煤体的过程中,不发生移动。2.根据权利要求1所述的一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,所述高压水管(5)一端连接至钻杆尾部切换装置(4),另一端依次连接高压泵站(6)和软化水池(7)。3.根据权利要求1所述的一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,所述钻杆尾部切换装置(4)为三通结构,一端与钻杆连接装置(2)连接,另外两端分别与柔性筛管(8)或高压水管(5)连接。4.根据权利要求1所述的一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,所述柔性筛管(8)上开设有筛孔(12),其作用在于发生塌孔时,为瓦斯的流动提供通道。5.根据权利要求1所述的一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,所述固定装置(13)包括有悬挂翼片,具有缩放功能;当固定装置(13)在钻杆内管内壁时,处于收缩状态;当送至钻孔孔底时,悬挂翼片张开并楔入孔壁内,通过悬挂翼片的支撑定位,柔性筛管(8)则留在孔内,为瓦斯流动提供通道。6.根据权利要求1所述的一种煤层水力割缝与下筛管联动的抽采瓦斯装置,其特征在于,所述专用钻头(9...
【专利技术属性】
技术研发人员:程波,邹银辉,郭永文,王振,程建圣,向衍斌,孟范喻,张锋,王典国,申伟芳,孙炳兴,杜文波,黄光利,刘俊,冉庆雷,何云文,马智勇,廖文恺,
申请(专利权)人:中煤科工集团重庆研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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