本发明专利技术涉及煤层气采集技术领域，具体涉及一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，包括注气筒、抽气筒、连接管和隔板，注气筒和抽气筒上均设有若干个第一通孔，注气筒的连接管上设有出气口，抽气筒的连接管上设有抽气口，隔板的上下侧均设有压气组件，注气筒位于煤层处设有封闭筒，封闭筒上设有若干个第二通孔，注气筒的隔板上设有驱动件，通过驱动件带动封闭筒转动，通过封闭筒带动第二通孔转动，完成与第一通孔的连通与封闭，从而进行二氧化碳的置换工作和封闭煤层气进入注气筒内的工作，解决了现有二氧化碳置换过程中，注入的二氧化碳与煤层气中的二氧化碳混合，导致二氧化碳检测含量过高，提前结束煤层气开采，降低了煤层气开采效率的问题。效率的问题。效率的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及煤层气采集
，尤其涉及一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]在煤层气开采工作中，由于二氧化碳的竞争吸附强度远远大于氮气，因此，二氧化碳作为置换或驱替煤层中的甲烷，已成为新的煤层气强化开发方式，在公开号为CN110425003B，提出了一件专利技术专利为一种提高煤层气开发直井、定向井井组中煤层气采收率的开采方法，通过煤层气直井、定向井井组开发背景，利用二氧化碳对甲烷的置换、驱替作用实现煤层气的高效开采，可显著提高煤层气资源采收率。
[0003]但是在上述专利方案中，存在一定的问题，直接将二氧化碳注入井中，存在部分二氧化碳未进行置换，导致采集的煤层气中，二氧化碳偏高，关井后，注入的二氧化碳完成置换，导致部分煤层气不能充分采集，降低了煤层气开采效率，因此，急需一种高效置换煤层气进行开采的装置。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置及其使用方法，以解决现有二氧化碳置换过程中，注入的二氧化碳与煤层气中的二氧化碳混合，导致二氧化碳检测含量过高，提前结束煤层气开采，降低了煤层气开采效率的问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，包括若干个置换采气机构，每个置换采气机构均包括注气筒和抽气筒，所述注气筒和抽气筒的外壁上均设有若干个与煤层连通的第一通孔，所述注气筒和抽气筒的内部均设有连接管，所述注气筒的连接管上设有出气口，所述抽气筒的连接管上设有抽气口，所述连接管上均套设有用于分隔上下煤层的隔板，每个所述隔板的上下侧均设有压气组件，所述注气筒位于煤层处均设有可在注气筒内部旋转的封闭筒，每个所述封闭筒上均设有若干个与所有第一通孔一一对应的第二通孔，且所述注气筒的隔板上设有通过调节可单独带动一个封闭筒转动的驱动件；其中，注气筒和抽气筒内压气组件的工作状态相反，当注气筒内的压气组件压气时，抽气筒内的压气组件进行吸气工作，以使二氧化碳气体快速进入煤层将煤层气置换到抽气筒中。
[0006]优选的，所述出气口上设有涡轮箱，所述涡轮箱的内部铰设有涡轮扇叶，所述涡轮箱的外侧架设有发电机，所述发电机与所述涡轮扇叶转动连接，所述注气筒的隔板上装设有蓄电池，且所述蓄电池与所述发电机、所述压气组件和所述驱动件电性连接。
[0007]优选的，所述抽气口远离所述抽气筒的一端设有安装环，所述安装环的一侧与所述抽气口转动连接，另一侧向环外延伸设有四个均匀分布的聚气框，每个所述聚气框均与所述安装环固定连接，每个所述聚气框的进气端分别靠近另一个所述聚气框设置，每个所
述聚气框的出气端均靠近所述安装环的中心处设置，所述安装环的内部设有十字架，所述十字架的中心处设有连接轴，所述连接轴上设有第一锥齿轮，所述抽气口上架设有第一电机，所述第一电机的输出轴穿设在所述抽气口的内部，所述抽气口的内部设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一电机的输出轴转动连接，且所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合。
[0008]优选的，所述抽气口远离所述抽气筒的一侧设有环形凹槽，所述安装环靠近所述抽气口的一侧设有环形凸块，且所述环形凹槽套设在所述环形凸块上。
[0009]优选的，所述聚气框的内部设有倾斜设置的斜板。
[0010]优选的，所述压气组件包括：第一连接杆，穿设在所述隔板上，且所述第一连接杆上设有用于所述隔板上下层通气的条形缺口；往复组件，设置在所述隔板上，所述往复组件与所述第一连接杆传动连接，且所述往复组件用于带动所述第一连接杆上下移动；两个活塞，均套设在所述连接管上，且每个所述活塞的一侧分别与所述第一连接杆的一端固定连接。
[0011]优选的，所述往复组件包括：安装板，竖直地设置在所述隔板上；飞镖插板，设置在所述安装板远离所述第一连接杆的一侧，所述飞镖插板的四周设有若干个均匀分布的限位杆，所述飞镖插板的每个插头均通过转动穿设在两个限位杆中间，且每个所述限位杆均与所述安装板固定连接；连接臂，其一端与所述第一连接杆铰接，且另一端与所述飞镖插板的一个插头铰接；第二电机，架设在所述隔板上；圆盘，设置在所述飞镖插板远离连接臂的一侧，所述圆盘的中心处与所述第二电机的输出轴转动连接，且所述圆盘靠近外圆的一处与所述飞镖插板的中心处铰接。
[0012]优选的，所述驱动件包括：第三电机，架设在所述隔板上；第一齿轮，与所述第三电机的输出轴转动连接；第二连接杆，穿设在所述隔板上；第二齿轮，套设在所述第二连接杆上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；轴套，套设在所述第二连接杆的一端，且所述轴套与所述第二连接杆之间转动连接；电动推杆，设置在所述隔板上，且所述电动推杆的伸缩杆与所述轴套传动连接；两个环形齿条，分别设置在所述封闭筒靠近所述隔板的一侧；两个第三齿轮，分别套设在所述第二连接杆的一端，且每个所述第三齿轮分别与所述环形齿条啮合。
[0013]优选的，所述轴套的内部设有至少一个限位凸块，所述第二连接杆上设有与所有所述限位凸块一一对应的限位凹槽，每个所述限位凹槽分别套设在所述限位凸块上，所述轴套上设有限位盘，所述限位盘上设有环形滑道，所述电动推杆的伸缩杆上设有滑块，且所
述滑块设置在所述环形滑道中。
[0014]一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置的使用方法，包括如下步骤：S1：对注气筒中的连接管注入二氧化碳，使二氧化碳经过连接管从出气口进入注气筒中；S2：通过控制驱动件带动封闭筒转动，通过封闭筒带动第二通孔转动与第一通孔连通；S3：通过注气筒中的压气组件进行压气工作，将二氧化碳挤压经过第二通孔和第一通孔进入煤层中进行置换煤层气，通过抽气筒中的压气组件进行吸气工作，使煤层气快速进入抽气筒中，通过抽气口将煤层气吸入连接管内，通过地面的集气装置将连接管内的煤层气吸收，实现了二氧化碳快速置换煤层气采集工作；S4：当二氧化碳用完时，为了避免煤层气进入注气筒，导致部分煤层气无法收集，通过控制驱动件带动封闭筒转动，通过封闭筒带动第二通孔转动，使第一通孔封闭，从而使煤层中的煤层气无法进入注气筒中。
[0015]本专利技术的有益效果：通过对注气筒的连接管内注入二氧化碳，并经过出气口进入注气筒中，通过驱动件带动封闭筒转动，通过封闭筒带动第二通孔转动，通过第二通孔与第一通孔连通，通过注气筒的压气组件进行压气工作，抽气筒的压气组件进行吸气工作，从而使二氧化碳快速将煤层中的煤层气置换到抽气筒中，通过抽气口将煤层气吸入连接管取出到地面进行收集，通过驱动件带动封闭筒转动将第一通孔封闭，从而使二氧化碳停止注入时，煤层气不会从第一通孔进入注气筒中无法收集，解决了现有二氧化碳置换过程中，注入的二氧化碳与煤层气中的二氧化碳混合，导致二氧化碳检测含量过高，提前结束煤层气开采，降低了煤层气开采效率的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，包括若干个置换采气机构，每个置换采气机构均包括注气筒（1）和抽气筒（2），所述注气筒（1）和抽气筒（2）的外壁上均设有若干个与煤层连通的第一通孔（3），所述注气筒（1）和抽气筒（2）的内部均设有连接管（4），所述注气筒（1）的连接管（4）上设有出气口（5），所述抽气筒（2）的连接管（4）上设有抽气口（6），其特征在于，所述连接管（4）上均套设有用于分隔上下煤层的隔板（7），每个所述隔板（7）的上下侧均设有压气组件，所述注气筒（1）位于煤层处均设有可在注气筒（1）内部旋转的封闭筒（8），每个所述封闭筒（8）上均设有若干个与所有第一通孔（3）一一对应的第二通孔（9），且所述注气筒（1）的隔板（7）上设有通过调节可单独带动一个封闭筒（8）转动的驱动件；其中，注气筒（1）和抽气筒（2）内压气组件的工作状态相反，当注气筒（1）内的压气组件压气时，抽气筒（2）内的压气组件进行吸气工作，以使二氧化碳气体快速进入煤层将煤层气置换到抽气筒（2）中。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述出气口（5）上设有涡轮箱（10），所述涡轮箱（10）的内部铰设有涡轮扇叶（11），所述涡轮箱（10）的外侧架设有发电机（12），所述发电机（12）与所述涡轮扇叶（11）转动连接，所述注气筒（1）的隔板（7）上装设有蓄电池（13），且所述蓄电池（13）与所述发电机（12）、所述压气组件和所述驱动件电性连接。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述抽气口（6）远离所述抽气筒（2）的一端设有安装环（14），所述安装环（14）的一侧与所述抽气口（6）转动连接，另一侧向环外延伸设有四个均匀分布的聚气框（15），每个所述聚气框（15）均与所述安装环（14）固定连接，每个所述聚气框（15）的进气端分别靠近另一个所述聚气框（15）设置，每个所述聚气框（15）的出气端均靠近所述安装环（14）的中心处设置，所述安装环（14）的内部设有十字架（16），所述十字架（16）的中心处设有连接轴（17），所述连接轴（17）上设有第一锥齿轮（18），所述抽气口（6）上架设有第一电机（19），所述第一电机（19）的输出轴穿设在所述抽气口（6）的内部，所述抽气口（6）的内部设有第二锥齿轮（20），所述第二锥齿轮（20）与所述第一电机（19）的输出轴转动连接，且所述第二锥齿轮（20）与所述第一锥齿轮（18）啮合。4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述抽气口（6）远离所述抽气筒（2）的一侧设有环形凹槽（21），所述安装环（14）靠近所述抽气口（6）的一侧设有环形凸块（22），且所述环形凹槽（21）套设在所述环形凸块（22）上。5.根据权利要求3所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述聚气框（15）的内部设有倾斜设置的斜板（23）。6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述压气组件包括：第一连接杆（24），穿设在所述隔板（7）上，且所述第一连接杆（24）上设有用于所述隔板（7）上下层通气的条形缺口（45）；往复组件，设置在所述隔板（7）上，所述往复组件与所述第一连接杆（24）传动连接，且所述往复组件用于带动所述第一连接杆（24）上下移动；两个活塞（25），均套设在所述连接管（4）上，且每个所述活塞（25...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓杰，康天合，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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