[发明专利]一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置及其使用方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及煤层气采集技术领域，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。

背景技术

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，提出了一件发明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。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

基于上述目的，本发明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。

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。

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。

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。

优选的，所述聚气框的内部设有倾斜设置的斜板。

优选的，所述压气组件包括：