一种全自动动态封孔系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全自动动态封孔系统，包括若干个执行单元和用于控制执行单元的控制单元；执行单元包括自适应动态封孔器、自动配料补浆装置，控制单元为中央控制器，自适应动态封孔器包括前置封孔胶囊、中间连接段、后置封孔胶囊，自动配料补浆装置包括罐体、搅拌装置、补料装置、加水装置、增压装置、压力传感器及若干电磁阀；压力传感器分别位于补料装置内部、罐体内部、自适应封孔器注浆管路内的压力数据。传感器连接至中央控制器的输入端；各个阀门及装置控制端连接至中央控制器输出端，中央控制器用于接收各类传感器反馈的信号并输出控制指令控制电磁阀开闭及设备运行。本发明专利技术具有自动程度化高、控制精度高、稳定性高、安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动动态封孔系统
本专利技术属于矿井瓦斯防治领域，具体涉及一种全自动动态封孔系统。
技术介绍
瓦斯灾害是目前影响煤矿安全生产的主要灾害之一，而瓦斯灾害治理中最常用的手段就是抽采，而抽采中不管是本煤层预抽、穿层钻孔抽采、高位钻孔抽采等手段均需要进行钻孔密封，钻孔密封的效果会直接影响到瓦斯抽采效率，因此提高钻孔封孔质量对治理瓦斯灾害有着重要意义。目前我国钻孔密封常采用一次性封孔的方法，因而在封孔结束后，钻孔若受到开采扰动或者应力显现影响出现溃孔或裂隙发育的情况，均无法实现自动密封，且目前的封孔多为人工一次性封孔，不能实现动态密封，且封孔效果无法确定。因此为了提高煤层瓦斯抽采时的封孔效果，降低封孔成本，并减少人工封孔出现的不可避免的误差，亟需建立一套全自动动态封孔装置，该装置内封孔材料采用液态非凝固体材料，可实现全自动动态密封，具有稳定性好、封孔效果明显、成本低、自动化程度高等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全自动动态封孔系统，用以解决现有人工操作繁琐、封孔效果差的问题。其特别适用目前瓦斯抽采及测压封孔中，该装置仅需人工将装置连接好送入钻孔中，就可实现全自动动态封孔，该全自动动态封孔系统主要解决的技术问题是实现全自动动态实时封孔。本专利技术采用如下技术方案来实现的：一种全自动动态封孔系统，包括若干个执行单元和用于控制执行单元的控制单元；每个执行单元均包括自动配料补浆装置和自适应动态封孔器，控制单元包括中央控制器；自动配料补浆装置包括罐体，设置在罐体顶部并伸入至罐体内的搅拌装置和增压装置，设置在罐体侧壁上的加料装置、加水装置和出浆口；罐体底部安装有液压传感器，罐体的上部、加料装置的底部、加水装置以及出浆口处分别安装有压力传感器，加料装置的进料管路上、加水装置的进水管路上以及出浆口处分别安装有电磁阀；加水装置在管路上安装电磁流量计搅拌装置上设置有第一电控开关，增压装置上设置有第二电控开关；自适应动态封孔器包括依次连通的前置封孔装置、后置封孔装置和中间连接段，出浆口用于与前置封孔装置连通；所述的中央控制器用于接收罐体内及搅拌装置、增压装置、加料装置和加水装置的压力传感器信号，并对搅拌装置、增压装置、加料装置、加水装置的开关进行控制，并控制电磁阀的开闭。本专利技术进一步的改进在于，增压装置上设置有气压入口，通过气压入口为罐体提供1～5Mpa的压力。本专利技术进一步的改进在于，搅拌装置的搅拌器伸入至罐体内，且其旋转速度可控，且具有粘度测定功能。本专利技术进一步的改进在于，加料装置为罐体结构，内部存放有原料；加水装置的加水管路接矿方的通水管路，为系统提供水。本专利技术进一步的改进在于，加水装置在管路上还安装电磁流量计，电磁流量计连接至中央控制器上，用于将监测信号反馈给中央控制器。本专利技术进一步的改进在于，搅拌装置的第一电控开关、增压装置的第二电控开关、加料装置的第一电磁阀、加水装置的第二电磁阀、出浆口的第三电磁阀均连接至中央控制器上，由中央控制器输出开启/关闭信号。本专利技术进一步的改进在于，自适应动态封孔器的前置封孔装置、后置封孔装置注浆后膨胀作为堵头，中间连接段为中间封孔段注浆。本专利技术进一步的改进在于，所述的前置封孔装置包括第一抽采管、第一注浆管和第一膨胀胶囊管，后置封孔装置包括第二抽采管、第二注浆管和第二膨胀胶囊管，中间连接段包括第三抽采管和第三注浆管；第一注浆管、第二注浆管、第三注浆管位于第一抽采管、第二抽采管、第三抽采管内部，并在囊袋中间区域在抽采管上开口设置三通管路伸出抽采管，其中前置胶囊注浆口与后置胶囊注浆口均伸入胶囊内部，采用开放管路，并在抽采管上的开口于胶囊开口做密封处理防止漏气漏液；中间段注浆口安装一个压力阀门，用于在设定压力下阀门打开进行注浆，以此设计实现胶囊内部压力一直大于中间段注浆压力。本专利技术进一步的改进在于，中央控制器内设置有压力流量采集模块、以太网通讯模块、阀门控制模块、开关控制模块、数据显示模块和数据处理模块，压力流量采集模块通过压力传感器及电磁流量计采集到压力流量数据，通过数据处理模块进行数据分析，并反馈给控制阀门控制模块、开关控制模块以此分别对第一电控开关、第二电控开关、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀进行控制，并将控制结果反馈给以太网通讯模块，且通过以太网通讯模块将监测信息及控制信息上传至矿方控制总站，数据显示模块用于对监测到的压力数据及各个开关状态进行实时显示。本专利技术至少具有如下有益的技术效果：本专利技术提供的一种全自动动态封孔系统，该系统可以根据现场情况，进行自动配料、补浆及多次封孔等操作，进行封孔注浆后密封性良好。系统可对监测到的信号进行计算分析，并对自动配料补浆装置各个配件进行实时反馈。实现观测结果的直观可视化展示。控制单元采用模块化设计，交互性强，便于操作。配备相关控制模块，可实现系统的封孔操作自动可控行进行，免除以往设备人工操作的不便。配备采用液体封孔的方法，可实现卸压后自适应封孔器回收再利用，大大降低了施工成本。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种全自动动态封孔系统连接示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种自动配料补浆装置结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种自适应动态封孔器结构示意图；图4位本专利技术实施例提供的一种中央控制器结构示意图。附图标记说明：1：自动配料补浆装置2：自适应动态封孔器3：中央控制器10：罐体11：搅拌装置12：增压装置13：加料装置14：加水装置15：出浆口20：前置封孔装置21：后置封孔装置22：中间连接段10-1：第一压力传感器10-2：液压传感器11-1：第一电控开关11-2：搅拌器12-1：第二电控开关12-2：气压入口13-1：第二压力传感器13-2：第一电磁阀14-1：电磁流量计14-2：第二电磁阀14-3：加水管路15-1：第三压力传感器15-2：第三电磁阀20-1：第一抽采管20-2：第一注浆管20-3：前置胶囊注浆口20-4：第一膨胀胶囊管21-1：第二抽采管21-2：第二注浆管21-3：后置胶囊注浆口21-4：第二膨胀胶囊管22-1：第三抽采管22-2：第三注浆管22-3：压力阀门具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合附图对本专利技术做出进一步说明。如图1至图3所示，本专利技术提供一种全自动动态封孔系统，包括自动配料补浆装置1、自适应动态封孔器2和中央控制器3。自动配料补浆装置1包括罐体10、搅拌装置11、增压装置12、加料装置13、加水装置14和出浆口15，其中罐体10包括第一压力传感器10-1、液压传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动动态封孔系统，其特征在于，包括若干个执行单元和用于控制执行单元的控制单元；/n每个执行单元均包括自动配料补浆装置(1)和自适应动态封孔器(2)，控制单元包括中央控制器(3)；/n自动配料补浆装置(1)包括罐体(10)，设置在罐体(10)顶部并伸入至罐体(10)内的搅拌装置(11)和增压装置(12)，设置在罐体(10)侧壁上的加料装置(13)、加水装置(14)和出浆口(15)；罐体(10)底部安装有液压传感器(10-2)，罐体(10)的上部、加料装置(13)的底部、加水装置(14)以及出浆口(15)处分别安装有压力传感器，加料装置(13)的进料管路上、加水装置(14)的进水管路上以及出浆口(15)处分别安装有电磁阀；加水装置(14)在管路上安装电磁流量计(14-1)搅拌装置(11)上设置有第一电控开关(11-1)，增压装置(12)上设置有第二电控开关(12-1)；/n自适应动态封孔器(2)包括依次连通的前置封孔装置(20)、后置封孔装置(21)和中间连接段(22)，出浆口(15)用于与前置封孔装置(20)连通；/n所述的中央控制器(3)用于接收罐体(10)内及搅拌装置(11)、增压装置(12)、加料装置(13)和加水装置(14)的压力传感器信号，并对搅拌装置(11)、增压装置(12)、加料装置(13)、加水装置(14)的开关进行控制，并控制电磁阀的开闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全自动动态封孔系统，其特征在于，包括若干个执行单元和用于控制执行单元的控制单元；
每个执行单元均包括自动配料补浆装置(1)和自适应动态封孔器(2)，控制单元包括中央控制器(3)；
自动配料补浆装置(1)包括罐体(10)，设置在罐体(10)顶部并伸入至罐体(10)内的搅拌装置(11)和增压装置(12)，设置在罐体(10)侧壁上的加料装置(13)、加水装置(14)和出浆口(15)；罐体(10)底部安装有液压传感器(10-2)，罐体(10)的上部、加料装置(13)的底部、加水装置(14)以及出浆口(15)处分别安装有压力传感器，加料装置(13)的进料管路上、加水装置(14)的进水管路上以及出浆口(15)处分别安装有电磁阀；加水装置(14)在管路上安装电磁流量计(14-1)搅拌装置(11)上设置有第一电控开关(11-1)，增压装置(12)上设置有第二电控开关(12-1)；
自适应动态封孔器(2)包括依次连通的前置封孔装置(20)、后置封孔装置(21)和中间连接段(22)，出浆口(15)用于与前置封孔装置(20)连通；
所述的中央控制器(3)用于接收罐体(10)内及搅拌装置(11)、增压装置(12)、加料装置(13)和加水装置(14)的压力传感器信号，并对搅拌装置(11)、增压装置(12)、加料装置(13)、加水装置(14)的开关进行控制，并控制电磁阀的开闭。


2.根据权利要求1所述的一种全自动动态封孔系统，其特征在于，增压装置(12)上设置有气压入口(12-2)，通过气压入口(12-2)为罐体(10)提供1～5Mpa的压力。


3.根据权利要求1所述的一种全自动动态封孔系统，其特征在于，搅拌装置(11)的搅拌器(11-2)伸入至罐体(10)内，且其旋转速度可控，且具有粘度测定功能。


4.根据权利要求1所述的一种全自动动态封孔系统，其特征在于，加料装置(13)为罐体结构，内部存放有原料；加水装置(14)的加水管路(14-3)接矿方的通水管路，为系统提供水。


5.根据权利要求1所述的一种全自动动态封孔系统，其特征在于，加水装置(14)在管路上还安装电磁流量计(14-1)，电磁流量计(14-1)连接至中央控制器(3)上，用于将监测信号反馈给中央控制器。

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【专利技术属性】
技术研发人员：龚选平，叶正亮，程成，成小雨，陈龙，杨鹏，高涵，曹文超，孙令超，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61