一种新型多煤层敲击振动增产系统，包括若干个单级振动装置和若干节管体组件，各个单级振动装置分别依次固定安装在抽采井的各煤层段中，各节管体组件分别依次固定安装在抽采井的各地层段中，管体组件包括第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管，第一进水管同中心固定安装在相应层地层段抽采井中，第一出水管同中心设置在第一进水管中，第一煤层气抽采管同中心设置在第一出水管中，单级振动装置的上端口和下端口分别与相应节管体组件的第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管之间通过管体连接座固定连接，最下部的单级振动装置的下端封堵。本发明专利技术通过敲击振动使煤层处于振动状态，提高煤层渗透率，增加煤层气产量。
A new multi coal seam tapping vibration stimulation system
【技术实现步骤摘要】
一种新型多煤层敲击振动增产系统
本专利技术涉及煤层气抽采
，具体的说，涉及一种新型多煤层敲击振动增产系统。
技术介绍
煤层中含有大量的煤层气，又称瓦斯，它不仅是宝贵的资源，也是煤矿地下开采中煤与瓦斯突出潜能的重要组成部分，其主要成分是甲烷。我国是煤炭资源大国，随着煤炭工业的高速发展和规模骤增，瓦斯涌出量增大，因瓦斯突出、爆炸引起的煤矿事故迅速上升。然而，煤层气又是一种优质、洁净的燃料，如果得到合理的开发、回收和利用，不仅可以减少煤矿事故的发生，保障煤矿的正常生产，还可以解决我国能源紧缺的问题，我国的煤层气资源约36万亿立方米，这一数值与天然气资源量相当。我国已成功地实现开采层抽采煤层气、邻近层抽采煤层气、采空区抽采煤层气、围岩抽采煤层气等技术，并在全国大、中、小型煤矿区域防突中得到了广泛的应用，在煤层气抽采、防治瓦斯爆炸和减少煤与瓦斯突出方面取得了一些成就。由于我国煤层赋存地质条件复杂，瓦斯含量高，煤层的渗透率低，所以在煤层气抽采方面出现较大的困难，虽然目前也采用一些提高煤层渗透性的方法，但各有特定的适应条件，适应范围小，效果不显著。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型多煤层敲击振动增产系统，本专利技术通过敲击振动使煤层处于振动状态，提高煤层渗透率，增加煤层气产量。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型多煤层敲击振动增产系统，包括若干个单级振动装置和若干节管体组件，各个单级振动装置分别依次固定安装在抽采井的各煤层段中，各节管体组件分别依次固定安装在抽采井的各地层段中，管体组件包括第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管，第一进水管同中心固定安装在相应层地层段抽采井中，第一进水管的外壁与相应层地层段抽采井的井壁紧密贴合，第一出水管同中心设置在第一进水管中，第一煤层气抽采管同中心设置在第一出水管中，单级振动装置的上端口和下端口分别与相应节管体组件的第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管之间通过管体连接座固定连接，最上层的第一进水管和第一出水管之间的环形进水口与高压供水泵连接，最上层的第一出水管和第一煤层气抽采管之间的环形出水口与负压抽水泵连接，最上层的第一煤层气抽采管的上端口与煤层气抽采装置连接，最下部的单级振动装置的下端封堵。单级振动装置包括第二进水管、第二出水管、第二煤层气抽采管和振动膜壳体，第二进水管与第一进水管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二出水管和第一出水管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二煤层气抽采管和第一煤层气抽采管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二进水管同中心固定安装在相应层煤层段抽采井中，第二进水管的外壁与相应层煤层段抽采井的井壁紧密贴合，第二出水管同中心设置在第二进水管中，第二煤层气抽采管同中心设置在第二出水管中；第二进水管内上侧部固定安装有固定盘，固定盘套装固定在第二出水管的外圆周上侧部，固定盘的外侧边固定连接在第二进水管内壁上，固定盘上固定安装有圆周阵列设置的若干组喷管组件，各组喷管组件均位于固定盘的下方，第二进水管的内壁上沿周向固定连接有若干个圆周阵列设置且位于固定盘下方的竖直支架，各个竖直支架的中部之间固定连接有圈形轮轴，圈形轮轴上沿圆周方向固定设有若干个倒U型杆，圈形轮轴上在每个倒U型杆下端之间开设有一个缺口，缺口邻近倒U型杆的一侧，圈形轮轴上在每个倒U型杆内均转动连接有一个旋转叶轮，各组喷管组件的喷口均对应朝下喷向各个旋转叶轮，第二进水管内同中心由上至下依次设置有位于固定盘下方的上分度盘、滑动分度盘和下分度盘，上分度盘、滑动分度盘和下分度盘均为套设在第二出水管外部的环形盘，上分度盘的外侧边固定连接在各个竖直支架的上端内侧部，下分度盘的外侧边固定连接在各个竖直支架的下端内侧部，上分度盘和下分度盘之间固定连接有若干组圆周阵列设置的竖直导杆组，各组竖直导杆组分别与各个旋转叶轮在第二进水管的径向上一一对应，竖直导杆组包括两根并排设置的竖直导杆，各根竖直导杆均穿过滑动分度盘且与滑动分度盘滑动连接，每组的两根竖直导杆上均滑动安装有与相应的一个旋转叶轮连接的振动机构，振动膜壳体套装固定在第二进水管的中部外圆周上，各个振动机构与振动膜壳体的中部在第二进水管的径向上对应，振动膜壳体内装填有液体耦合介质，振动膜壳体的外圆周设置有与煤层软接触的弹性膜；最下层的第二进水管和第二煤层气抽采管的下端口均封堵，最下层的第二出水管的下端口高于最下层的第二进水管的下端口，最下层的第二出水管的下端口和最下层的第二煤层气抽采管之间形成环形抽水口。振动机构包括竖直导向座、推杆、第一连杆和敲击振动块，竖直导向座滑动连接在相应一组的两根竖直导杆上且位于上述两根竖直导杆的中间，竖直导向座上沿第二进水管的径向开设有水平导向通孔，推杆穿过水平导向通孔，推杆的内端与第一连杆的外端铰接，第一连杆的内端铰接在旋转叶轮的靠近缺口侧轮盘面偏心部，敲击振动块竖向设置在竖直导向座的外侧，推杆的外端铰接在敲击振动块的中部，敲击振动块的上端和下端均铰接有一根第二连杆，上侧的第二连杆的上端铰接在上分度盘上，下侧的第二连杆的下端铰接在下分度盘上，敲击振动块向外移动最大行程时与第二进水管的内壁敲击接触，敲击振动块由弹性材料制成。第二煤层气抽采管的下侧部均匀安装有若干根圆周阵列设置的煤层气分支抽采管，各根煤层气分支抽采管均沿第二进水管的径向设置，各根煤层气分支抽采管均穿过第二出水管，各根煤层气分支抽采管的外端均插接安装在第二进水管的管壁上并与第二进水管的外壁齐平。第二进水管的上侧部和下侧部均设置有波纹管结构。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本专利技术在各层煤层段抽采井中均固定安装一个单级振动装置，在各层地层段抽采井中均固定安装一节管体组件，管体组件包括第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管，第一进水管同中心固定安装在相应层地层段抽采井中，第一进水管的外壁与相应层地层段抽采井的井壁紧密贴合，第一出水管同中心设置在第一进水管中，第一煤层气抽采管同中心设置在第一出水管中，单级振动装置包括第二进水管、第二出水管、第二煤层气抽采管和振动膜壳体，第二进水管与第一进水管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二出水管和第一出水管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二煤层气抽采管和第一煤层气抽采管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，最下层的第二进水管和第二煤层气抽采管的下端口均封堵，最下层的第二出水管的下端口高于最下层的第二进水管的下端口，最下层的第二出水管的下端口和最下层的第二煤层气抽采管之间形成环形抽水口，最上层的第一进水管和第一出水管之间的环形进水口与高压供水泵连接，最上层的第一出水管和第一煤层气抽采管之间的环形出水口与负压抽水泵连接，最上层的第一煤层气抽采管的上端口与煤层气抽采装置连接，作业时，高压水通过地面上的高压供水泵经环形进水口向地下输送，高压水流入第二进水管和第二出水管之间的环形空间并经固定盘上的各组喷管组件向下高速喷射各个旋转叶轮，使各个旋转叶轮高速转动，旋转叶轮通过第一连杆驱动推杆在竖直导向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型多煤层敲击振动增产系统，其特征在于：包括若干个单级振动装置和若干节管体组件，各个单级振动装置分别依次固定安装在抽采井的各煤层段中，各节管体组件分别依次固定安装在抽采井的各地层段中，管体组件包括第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管，第一进水管同中心固定安装在相应层地层段抽采井中，第一进水管的外壁与相应层地层段抽采井的井壁紧密贴合，第一出水管同中心设置在第一进水管中，第一煤层气抽采管同中心设置在第一出水管中，单级振动装置的上端口和下端口分别与相应节管体组件的第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管之间通过管体连接座固定连接，最上层的第一进水管和第一出水管之间的环形进水口与高压供水泵连接，最上层的第一出水管和第一煤层气抽采管之间的环形出水口与负压抽水泵连接，最上层的第一煤层气抽采管的上端口与煤层气抽采装置连接，最下部的单级振动装置的下端封堵。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型多煤层敲击振动增产系统，其特征在于：包括若干个单级振动装置和若干节管体组件，各个单级振动装置分别依次固定安装在抽采井的各煤层段中，各节管体组件分别依次固定安装在抽采井的各地层段中，管体组件包括第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管，第一进水管同中心固定安装在相应层地层段抽采井中，第一进水管的外壁与相应层地层段抽采井的井壁紧密贴合，第一出水管同中心设置在第一进水管中，第一煤层气抽采管同中心设置在第一出水管中，单级振动装置的上端口和下端口分别与相应节管体组件的第一进水管、第一出水管和第一煤层气抽采管之间通过管体连接座固定连接，最上层的第一进水管和第一出水管之间的环形进水口与高压供水泵连接，最上层的第一出水管和第一煤层气抽采管之间的环形出水口与负压抽水泵连接，最上层的第一煤层气抽采管的上端口与煤层气抽采装置连接，最下部的单级振动装置的下端封堵。
2.根据权利要求1所述的新型多煤层敲击振动增产系统，其特征在于：单级振动装置包括第二进水管、第二出水管、第二煤层气抽采管和振动膜壳体，第二进水管与第一进水管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二出水管和第一出水管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二煤层气抽采管和第一煤层气抽采管的管径相同且上下对应通过管体连接座固定连接，第二进水管同中心固定安装在相应层煤层段抽采井中，第二进水管的外壁与相应层煤层段抽采井的井壁紧密贴合，第二出水管同中心设置在第二进水管中，第二煤层气抽采管同中心设置在第二出水管中；
第二进水管内上侧部固定安装有固定盘，固定盘套装固定在第二出水管的外圆周上侧部，固定盘的外侧边固定连接在第二进水管内壁上，固定盘上固定安装有圆周阵列设置的若干组喷管组件，各组喷管组件均位于固定盘的下方，第二进水管的内壁上沿周向固定连接有若干个圆周阵列设置且位于固定盘下方的竖直支架，各个竖直支架的中部之间固定连接有圈形轮轴，圈形轮轴上沿圆周方向固定设有若干个倒U型杆，圈形轮轴上在每个倒U型杆下端之间开设有一个缺口，缺口邻近倒U型杆的一侧，圈形轮轴上在每个倒U型杆内均转动连接有一个旋转叶轮，各组喷管组件的喷口均对应朝下喷向各个旋转叶轮，第二进水管内同中心由上至下依次设置有位于固定盘下方的上分度盘、滑动分度盘和下分度...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈世达，陶树，田文广，崔义，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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