改进型煤层气排水采气系统技术方案

本实用新型专利技术涉一种改进型煤层气排水采气系统，该改进型煤层气排水采气系统包括管道子系统、气水分离装置和污水处理装置；其中，管道子系统设置于下向抽采钻孔内，为瓦斯抽采提供通路，管道子系统包括护壁套管和通气管；气水分离装置与管道子系统连接，气水分离装置用于存储并分离采排水和瓦斯；污水处理装置与气水分离装置连接，用于对气水分离装置排放的积水进行无害化处理，由于采用上述技术方案，本实用新型专利技术具有结构简单,使用方便，使经过处理的煤层气采出水中的CODCr值、氟化物及硫化物含量达到《污水综合排放标准GB8978-1996》一级排放标准中的规定，避免环境污染，促进采出水的回收利用，适合大范围推广。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤炭工程领域,尤其涉及一种适用于水文地质含水层较高的区域使用的改进型煤层气排水采气系统。
技术介绍
随着经济发展对能源需求的加大以及煤矿安全生产的需要，煤层气开发引起了越来越多人们的关注。煤层气的大规模开发不仅可以缓解能源危机，在一定程度上还可以减少瓦斯直接排放对环境的污染，更重要的是降低了煤矿煤与瓦斯突出的危险性。随着煤层气开发工艺技术的不断成熟投入规模的不断加大，煤层气井规模急剧增加。煤层气主要赋存在煤储层中，其赋存特点决定了目前地面主要通过排水进行采气的。由于排出的水和气共用一个井筒，排采时，当产气量比较高时，地面排水管路中有部分的气体混杂其中被排出，造成了资源浪费。同时煤层气产出水水质水量变化大，其主要特征是水质呈弱碱性(pH为7.5-8.4)，含大量悬浮物，含盐量高(TDS在4000-5000之间)，部分重金属、氟离子超标，这可能会污染土壤、河流、湖泊甚至地下水，从而破坏整个生态系统。
技术实现思路
为了解决上述问题,本技术的目的是提供一种结构简单,使用方便的可实现产出水进行处理的达标排放，并回用于灌溉绿化、工业用水以及生活杂用水的改进型煤层气排水采气系统。本技术的技术方案是：一种改进型煤层气排水采气系统，该煤层气排水采气系统包括管道子系统、气水分离装置和污水处理装置；其中，所述管道子系统设置于下向抽采钻孔内，为瓦斯抽采提供通路，所述管道子系统包括护壁套管和通气管；所述气水分离装置连接于所述管道子系统，所述气水分离装置用于存储并分离积水和瓦斯，并排放所述积水；所述污水处理装置与所述气水分离装置连接，用于对排放的积水进行无害化处理，其特征在于，所述污水处理装置包括缓冲装置、均质罐、催化氧化反应器、沉淀单元、活性炭罐净化装置。所述缓冲装置与均质罐连通，所述均质罐与所述催化氧化反应器连通，所述催化氧化反应器与所述沉淀单元连通，所述沉淀单元与所述活性炭罐净化装置连通。进一步，所述均质罐内设有搅拌装置。进一步，所述搅拌装置为曝气装置。进一步，所述沉淀单元包括混合水箱、沉淀水箱和絮凝剂加药装置；其中，所述混合水箱和沉淀水箱由中部的连通水管连通，絮凝剂加药装置与所述混合水箱连接，所述混合水箱与所述污泥处理回收装置连接。进一步，该煤层气排水采气系统还包括煤粉含量监测单元，所述煤粉含量监测单元设置在所述管道子系统和气水分离装置之间的管路上，所述煤粉含量监测单元包括过滤容器、直流电源、电极板、一级过滤网和二级过滤网；所述过滤容器进水口位置有第一密度传感器，过滤容器的下端设有下出水管，一级过滤网和二级过滤网依次设置在过滤容器内，第二密度传感器设置在所述二级过滤网的前端,过滤容器的相对两侧的内壁上位于一级过滤网和二级过滤网之间对称设置两块电极板，两块电极板分别与直流电源的正负极连接，所述出水管内设有第三密度传感器；所述第一密度传感器、第二密度传感器和第三密度传感器分别通过数据线与数据采集处理部分连接。进一步，所述数据采集处理部分为单片机。进一步，所述一级过滤网的孔径大于二级过滤网的孔径。进一步，所述第一密度传感器、第二密度传感器和第三密度传感器为TQ-886液体密度变送器。本技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本技术具有结构简单,使用方便，使经过处理的煤层气采出水中的CODCr值、氟化物及硫化物含量达到《污水综合排放标准GB8978-1996》一级排放标准中的规定，避免环境污染，促进采出水的回收利用，适合大范围推广。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术污水处理装置的结构示意图。图3为本技术沉淀单元的结构示意图。图4为本技术煤粉监测单元结构示意图。1.管道子系统、2.气水分离装置、3.污水处理装置、4.缓冲装置、5.均质罐、5-1.搅拌装置、6.催化氧化反应器、7.沉淀单元、7-1.混合水箱、7-2.沉淀水箱、7-3.絮凝剂加药装置、7-4.水管、7-5.污泥排出口、7-6.排水口、8.活性炭罐净化装置、9.污泥处理回收装置、10.煤粉含量监测单元、10-1.滤容器、10-2.直流电源、10-3.电极板、10-4.一级过滤网、10-5.二级过滤网、10-6.第一密度传感器、10-7.下出水管、10-8.第二密度传感器、10-9.第三密度传感器、10-10.数据采集处理部分。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步说明。如图1-3所示，本技术一种改进型煤层气排水采气系统，该煤层气排水采气系统包括管道子系统1、气水分离装置2和污水处理装置3；其中，所述管道子系统1设置于下向抽采钻孔内，为瓦斯抽采提供通路，所述管道子系统1包括护壁套管和通气管；设置在管道子系统1和气水分离装置2之间的管路上的煤粉含量监测单元10；煤粉含量监测单元10包括过滤容器10-1、直流电源10-2、电极板10-3、一级过滤网10-4和二级过滤网10-5；污水处理装置3包括缓冲装置4、均质罐5、催化氧化反应器6、沉淀单元7、活性炭罐净化装置8和污泥处理回收装置9；沉淀单元7包括混合水箱7-1、沉淀水箱7-2和絮凝剂加药装置7-3；所述气水分离装置2连接于所述管道子系统1，所述气水分离装置2用于存储并分离采排水和瓦斯；其中，管道子系统1的出水管道与过滤容器10-1的进水口连接，过滤容器10-1的进水口处设有第一密度传感器10-6，过滤容器10-1的下端设有下出水管10-7，一级过滤网10-4和二级过滤网10-5依次设置在过滤容器10-1内，第二密度传感器10-8设置在所述二级过滤网10-5的前端,过滤容器10-1的相对两侧的内壁上位于一级过滤网10-4和二级过滤网10-5之间对称设置两块电极板10-3，两块电极板10-3分别与直流电源10-2的正负极连接，下出水管10-7与气水分离装置2的进水口连接，气水分离装置的出水口与缓冲装置的进水口连接，缓冲装置与均质罐连通，均质罐4内设有曝气装置，所述均质罐5与所述催化氧化反应器6连通，所述催化氧化反应器6与所述沉淀单元7的混合水箱7-1连通，所述混合水箱7-1和沉淀水箱7-2由中部的连通水管7-4连通，絮凝剂加药装置7-3与所述混合水箱7-1连接，所述混合水箱7-1底部的污泥出口7-5与所述污泥处理回收装置9连接，沉淀水箱7-2的出水口7-6与所述活性炭罐净化装置8连通。所述数据采集处理部分10-10为单片机。所述一级过滤网的孔径大于二级过滤网的孔径。所述第一密度传感器、第二密度传感器和第三密度传感器为TQ-886液体密度变送器。本技术的工作原理是：将煤层气采出水通过管道流经气水分离装置2从水中煤层气分离出来，进入到缓冲装置中，煤层气采出水在缓冲装置4中停留时间1～2小时，缓冲装置4的作用有两个：一是调节水量，保证系统进水稳定；二是调节水质，缓冲装置4的出水通过管道进入到均质罐5中处理，煤层气采出水在均质罐5中被进一步搅拌均质，搅拌均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进型煤层气排水采气系统，该煤层气排水采气系统包括管道子系统（1）、气水分离装置（2）和污水处理装置（3）；其中，所述管道子系统（1）设置于下向抽采钻孔内，为瓦斯抽采提供通路，所述管道子系统（1）包括护壁套管和通气管；所述气水分离装置（2）与所述管道子系统（1）连接，所述气水分离装置（2）用于存储并分离积水和瓦斯；所述污水处理装置（3）与所述气水分离装置（2）连接，用于对所述气水分离装置（2）排放的积水进行无害化处理，其特征在于，所述污水处理装置（3）包括缓冲装置（4）、均质罐（5）、催化氧化反应器（6）、沉淀单元（7）、活性炭罐净化装置（8）和污泥处理回收装置（9）；所述缓冲装置（4）与均质罐（5）连接，所述均质罐（5）与所述催化氧化反应器（6）连通，所述催化氧化反应器（6）与所述沉淀单元（7）连通，所述沉淀单元（7）与所述活性炭罐净化装置（8）连通。

【技术特征摘要】
1.一种改进型煤层气排水采气系统，该煤层气排水采气系统包括管道子系统（1）、气水分离装置（2）和污水处理装置（3）；其中，所述管道子系统（1）设置于下向抽采钻孔内，为瓦斯抽采提供通路，所述管道子系统（1）包括护壁套管和通气管；
所述气水分离装置（2）与所述管道子系统（1）连接，所述气水分离装置（2）用于存储并分离积水和瓦斯；
所述污水处理装置（3）与所述气水分离装置（2）连接，用于对所述气水分离装置（2）排放的积水进行无害化处理，其特征在于，所述污水处理装置（3）包括缓冲装置（4）、均质罐（5）、催化氧化反应器（6）、沉淀单元（7）、活性炭罐净化装置（8）和污泥处理回收装置（9）；
所述缓冲装置（4）与均质罐（5）连接，所述均质罐（5）与所述催化氧化反应器（6）连通，所述催化氧化反应器（6）与所述沉淀单元（7）连通，所述沉淀单元（7）与所述活性炭罐净化装置（8）连通。
2.根据权利要求1所述的煤层气排水采气系统，其特征在于，所述均质罐（5）内设有搅拌装置（5-1）。
3.根据权利要求2所述的煤层气排水采气系统，其特征在于，所述搅拌装置（5-1）为曝气装置。
4.根据权利要求1所述的煤层气排水采气系统，其特征在于，所述沉淀单元（7）包括混合水箱（7-1）、沉淀水箱（7-2）和絮凝剂加药装置（7-3）；其中，所述混合水箱（7-1）和沉淀水箱（7-2）由中部的连通水管（7-4）连通，絮凝剂加药装置（7-3）与所述混合水箱（7-1）连通，所述混合水箱（7-1）底部的污泥排出口（7-5）通过管道与所述污泥处理回收装置（9）连接，所述沉淀水箱（7-2）通过管道与所述污泥处理回收装置（9）连接，所述沉淀水箱（7-2）的排水口（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金珊，杨敏芳，亓倩，
申请(专利权)人：李金珊，
类型：新型
国别省市：北京;11