一种煤层气煤粉检测系统及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种煤层气煤粉检测系统及应用，属于煤矿开采技术领域。该系统设置在煤层气的井口排采管道上，排采管道上沿流向顺次设置有流量计和压力表。该系统包括：设置在排采管道上且位于流量计上游的上游截断阀；设置在排采管道上，且进气口和出气口分别与上游截断阀和流量计可拆卸连接的煤粉捕集器，煤粉捕集器内设置有用于截留煤粉颗粒的滤芯；设置在排采管道上且位于压力表下游的下游截断阀。本发明专利技术在对煤层气中煤粉颗粒的含量进行测量时，实际进入煤粉捕集器的煤层气中的煤粉颗粒含量与井口处煤层气中的煤粉颗粒的实际含量相等。并且，本发明专利技术能够对煤层气进行长时间取样，不会受到地质变化的影响，具有较高的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气煤粉检测系统及应用
本专利技术涉及煤矿开采
，特别涉及一种煤层气煤粉检测系统及应用。
技术介绍
在煤层气的排采过程中，由于煤层气中混有大量微细煤粉颗粒，当其通过排采管道输送至集气站时，由于排采管道上安装有流量计、压力表等测量部件，并且集气站中安装有压缩机，这些煤粉颗粒很容易对上述测量部件和压缩机造成磨损，不利于煤层气的正常集输作业。为了保证煤层气集输作业的顺利进行，通常对煤层气中煤粉颗粒的含量进行测量，以便制定针对性的煤粉颗粒防治方案，可见，获取煤层气中煤粉颗粒的含量是十分必要的。现有技术通过如下所述的方法对煤层气中煤粉颗粒的含量进行测量：将塑料胶管的一端与排采管道上的压力表考克连通，将塑料胶管的另一端与小型滤筒相连，在井下抽油泵的作用下，预定量的煤层气经排采管道、塑料胶管后排至小型滤筒。通过排采管道上的流量计、压力表分别测得煤层气在塑料胶管内的流量、压力，并对小型滤筒中煤粉颗粒的重量进行测量，经计算即可得到煤层气中煤粉颗粒的含量。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：由于煤层气中所含的煤粉颗粒较小，极易附着在塑料胶管的内管壁上，致使实际进入该小型滤筒中的煤粉颗粒含量远小于井口处煤层气中的煤粉颗粒的实际含量。并且，由于小型滤筒无法将进入的煤层气排出，导致现有技术取样时间较短，取样分析容易受到地质变化的影响。因此，使用上述方法对煤层气中煤粉颗粒的含量进行测量时，测量精度较低。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种对煤层气中煤粉颗粒的含量测量精度较高的煤层气煤粉检测系统及应用。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种煤层气煤粉检测系统，设置在煤层气的井口排采管道上，所述排采管道上沿流向顺次设置有流量计和压力表，所述煤层气煤粉检测系统包括：设置在所述排采管道上且位于所述流量计上游的上游截断阀；设置在所述排采管道上，且进气口和出气口分别与所述上游截断阀和所述流量计可拆卸连接的煤粉捕集器，所述煤粉捕集器内设置有用于截留煤粉颗粒的滤芯；设置在所述排采管道上且位于所述压力表下游的下游截断阀。具体地，作为优选，所述系统还包括单流阀，设置在位于所述流量计与所述压力表之间的所述排采管道上。具体地，作为优选，所述煤粉捕集器包括：上端开口的壳体、与所述壳体的上端可拆卸连接的上端盖；所述进气口和所述出气口设置在所述壳体相对的侧壁上。具体地，作为优选，所述壳体内设置有隔挡件，所述隔挡件上设置有通气孔，用于使煤层气顺次流经所述进气口、所述滤芯、所述通气孔、所述出气口。具体地，作为优选，所述隔挡件包括：底板、设置在所述底板两端的侧板，所述通气孔设置在所述底板上；两个所述侧板与所述壳体内壁连接，并且其中一个所述侧板与所述出气口相对。具体地，作为优选，所述滤芯的底部通过密封接触的方式固定在所述底板上。具体地，作为优选，所述煤粉捕集器还包括：下端穿过所述通气孔并固定在所述壳体底部的固定杆；所述滤芯可拆卸地套装在所述固定杆上。具体地，作为优选，所述煤粉捕集器还包括：设置有安装孔的压盘；所述压盘压紧在所述滤芯的顶部；所述固定杆的上端穿过所述安装孔。具体地，作为优选，所述煤粉捕集器还包括：分别与所述进气口和所述出气口连接的进气管和出气管；所述进气管和所述出气管的管口上均设置有法兰。第二方面，本专利技术实施例提供了利用利用上述系统测量煤层气中煤粉颗粒含量的方法，所述方法包括：记录通过流量计的煤层气第一体积；关闭上游截断阀和下游截断阀，在所述上游截断阀和所述流量计之间安装煤粉捕集器；打开所述上游截断阀和所述下游截断阀，并记录压力表显示的数值；记录通过所述流量计的煤层气第二体积，关闭所述上游截断阀和所述下游截断阀，拆下所述煤粉捕集器；通过下述计算公式，计算煤层气中煤粉颗粒的含量C：Q1煤层气在煤粉颗粒被捕集前，通过流量计的总体积，单位是Nm3；Q2煤层气在煤粉颗粒被捕集后，通过流量计的总体积，单位是Nm3；V1煤粉捕集器对煤粉颗粒捕集前的干重，单位是mg；V2煤粉捕集器对煤粉颗粒捕集后的干重，单位是mg；P煤层气流经压力表时的数值，无量纲。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的煤层气煤粉检测系统，通过在与井口连通的排采管道上设置上游截断阀和下游截断阀，并使煤粉捕集器与上游截断阀和流量计可拆卸连接。在打开上游截断阀和下游截断阀时，煤层气能够直接通过排采管道进入煤粉捕集器中并由其中的滤芯进行截留，使实际进入煤粉捕集器的煤层气中的煤粉颗粒的含量与井口处煤层气中的煤粉颗粒的实际含量相等。在上游截断阀和下游截断阀关闭时，可取出煤粉捕集器，进而获得由其所截留的煤粉颗粒量，以确保能够准确计算出煤层气中煤粉颗粒的含量。此外，由于煤粉捕集器设置有进气口和出气口，能够对煤层气进行长时间取样，不会受到地质变化的影响。因此，该系统在对煤层气中煤粉颗粒的含量进行测量时具有较高的测量精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的煤层气煤粉检测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的煤粉捕集器的剖面示意图；图3是本专利技术实施例提供的煤粉捕集器的俯视图。附图标记分别表示：1流量计，2压力表，3上游截断阀，4煤粉捕集器，401进气口，402出气口，403滤芯，404上端盖，405隔挡件，406固定杆，407压盘，5下游截断阀，6单流阀，7法兰。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，在使用煤粉捕集器4对煤层气中的煤粉颗粒进行捕集前，上游截断阀3和下游截断阀5处于开启状态。井下抽油泵在使用煤粉捕集器4对煤层气中的煤粉颗粒进行捕集前和捕捉过程中始终处于作业状态。第一方面，本专利技术实施例提供了一种煤层气煤粉检测系统，如附图1所示，该系统设置在煤层气的井口排采管道上，该排采管道上沿流向顺次设置有流量计1和压力表2。并且，该系统包括：上游截断阀3、煤粉捕集器4、下游截断阀5。其中，上游截断阀3设置在排采管道上且位于流量计1的上游；煤粉捕集器4设置在排采管道上，且进气口401和出气口402分别与上游截断阀3和流量计1可拆卸连接，并且，煤粉捕集器4内设置有用于截留煤粉颗粒的滤芯403(参见附图2、附图3)；下游截断阀5设置在排采管道上且位于压力表2的下游。本专利技术实施例提供的煤层气煤粉检测系统的工作原理如下所述：记录通过流量计1的煤层气第一体积。关闭上游截断阀3和下游截断阀5，记录煤粉捕集器4的干重后在上游截断阀3和流量计1之间安装煤粉捕集器4。打开上游截断阀3和下游截断阀5，使煤层气自井口排采管道顺次流经上游截断阀3、煤粉捕集器4、流量计1、压力表2、下游截断阀5后排至集气站，以进行取样作业，并记录压力表2显示的数值。记录通过流量计1的煤层气第二体积。关闭上游截断阀3和下游截断阀5，拆下煤粉捕集器4，烘干后再次记录煤粉捕集器4的干重，经计算即可得到煤层气中煤粉颗粒的含量。基于上述，通过在与井口连通的排采管道上设置上游截断阀3和下游截断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层气煤粉检测系统，设置在煤层气的井口排采管道上，所述排采管道上沿流向顺次设置有流量计(1)和压力表(2)，其特征在于，所述煤层气煤粉检测系统包括：设置在所述排采管道上且位于所述流量计(1)上游的上游截断阀(3)；设置在所述排采管道上，且进气口(401)和出气口(402)分别与所述上游截断阀(3)和所述流量计(1)可拆卸连接的煤粉捕集器(4)，所述煤粉捕集器(4)内设置有用于截留煤粉颗粒的滤芯(403)；设置在所述排采管道上且位于所述压力表(2)下游的下游截断阀(5)。

【技术特征摘要】
1.一种煤层气煤粉检测系统，设置在煤层气的井口排采管道上，所述排采管道上沿流向顺次设置有流量计(1)和压力表(2)，其特征在于，所述煤层气煤粉检测系统包括：设置在所述排采管道上且位于所述流量计(1)上游的上游截断阀(3)；设置在所述排采管道上，且进气口(401)和出气口(402)分别与所述上游截断阀(3)和所述流量计(1)可拆卸连接的煤粉捕集器(4)，所述煤粉捕集器(4)内设置有用于截留煤粉颗粒的滤芯(403)；设置在所述排采管道上且位于所述压力表(2)下游的下游截断阀(5)。2.根据权利要求1所述的煤层气煤粉检测系统，其特征在于，所述系统还包括单流阀(6)，设置在位于所述流量计(1)与所述压力表(2)之间的所述排采管道上。3.根据权利要求1所述的煤层气煤粉检测系统，其特征在于，所述煤粉捕集器(4)包括：上端开口的壳体、与所述壳体的上端可拆卸连接的上端盖(404)；所述进气口(401)和所述出气口(402)设置在所述壳体相对的侧壁上。4.根据权利要求3所述的煤层气煤粉检测系统，其特征在于，所述壳体内设置有隔挡件(405)，所述隔挡件(405)上设置有通气孔，用于使煤层气顺次流经所述进气口(401)、所述滤芯(403)、所述通气孔、所述出气口(402)。5.根据权利要求4所述的煤层气煤粉检测系统，其特征在于，所述隔挡件(405)包括：底板、设置在所述底板两端的侧板，所述通气孔设置在所述底板上；两个所述侧板与所述壳体内壁连接，并且其中一个所述侧板与所述出气口(402)相对。6.根据权利要求5所述的煤层气煤粉检测系统，其特征在于，所述滤芯(403)的底部通过密封接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景悦，郭简，梅永贵，刘震，屈丽彬，薛占新，杜晓冬，李雪琴，霸振，肖辉，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11