【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种煤矿取样,具体为一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置及方法,属于煤芯钻取
技术介绍
[0002]煤层气(瓦斯)含量是表征煤层的重要参数,是地面煤层气(瓦斯)资源勘探、产能预测和井网布置设计的重要依据,煤层气(瓦斯)含量是矿井瓦斯涌出量预测、煤层瓦斯赋存规律研究及煤层突出危险性预测、矿井通风设计及设备选型和瓦斯抽采工程设计等工作的重要依据,煤体中的瓦斯散逸速度与粒径和温度有关,当煤体粒径越小,温度越高时煤体中的瓦斯会快速损失,现阶段瓦斯含量测定通常采用在常温情况下钻孔返屑方式取样,在取样点钻头将煤体切削成碎粒状,煤样在风压或水压作用下返至孔口,整个过程暴露时间过长,且煤样在孔内切削、返出过程中,煤体原有的特征和完整性受机械作用而破坏,同时,钻头钻进取样过程中与煤体摩擦生热,致使钻孔中温度升高,加剧了瓦斯放散速度,致使在取样过程中煤体内瓦斯大量散逸,造成煤体瓦斯含量的测定结果与煤体实际瓦斯含量存在巨大偏差,目前公开的煤层井下瓦斯含量直接测定定点取样装置及取样方法主要为有三种:一是采用双层钻杆压风引射定点取样,适用于100m以内的短孔快速定点取样,缺点是钻孔较深时由于压风引射产生的负压较低,不足以取出煤样;二是采用单筒或双筒取芯钻具,该设备能够实现60m以内短孔煤样的定点采集,缺点是对于长钻孔则提钻时间过长,煤样解吸瓦斯损失较大,造成瓦斯含量测定结果不准确;三是采用密闭取芯装置,缺点是装置操作工艺复杂、受适用条件影响较大,无法适用千米钻机超深钻孔的 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置,其特征在于:包括外筒组件(1),所述外筒组件(1)的内部转动安装有内筒组件(2),且所述内筒组件(2)的一端固定安装有收集组件(3),所述内筒组件(2)的一端转动安装有供水组件(4),且所述内筒组件(2)的一端转动安装有供冷组件(5),所述外筒组件(1)的一端固定安装有钻头组件(6),所述供冷组件(5)分别与所述收集组件(3)和所述钻头组件(6)相连通,且所述供水组件(4)为所述收集组件(3)提供动力。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置,其特征在于:所述外筒组件(1)包括外筒壳体(11),所述外筒壳体(11)的内部两侧均固定安装有第一滚珠轴承(12),所述内筒组件(2)通过所述第一滚珠轴承(12)转动安装在所述外筒壳体(11)的内部,且所述钻头组件(6)与所述外筒壳体(11)相固定连接,且所述外筒壳体(11)的一端安装有钻具接头(13)。3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置,其特征在于:所述内筒组件(2)包括内筒壳体(21),所述内筒壳体(21)的一端固定安装有第二滚珠轴承(22),且所述供水组件(4)与所述供冷组件(5)通过所述第二滚珠轴承(22)转动安装在所述内筒壳体(21)上。4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置,其特征在于:所述供水组件(4)包括注水管接头(41),所述注水管接头(41)通过在所述第二滚珠轴承(22)安装在所述内筒壳体(21)上,且在所述内筒壳体(21)的内部两侧均开设有液压动能储集室(42),所述注水管接头(41)与所述液压动能储集室(42)相连通,且在所述注水管接头(41)与所述液压动能储集室(42)相连通位置固定安装有单向活塞(43),所述内筒壳体(21)的内部另一端的两侧均开设有安装腔(44),所述安装腔(44)的内部活动安装有液压推杆(45),且所述安装腔(44)与所述液压动能储集室(42)相连通,所述安装腔(44)与所述液压动能储集室(42)相连通的位置固定安装有定压泄能片(46),且所述安装腔(44)的一端靠近中间位置开设有泄水口(47),所述泄水口(47)与所述外筒组件(1)和所述内筒组件(2)之间的缝隙相连通。5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置,其特征在于:所述供冷组件(5)包括注液氮管接头(51),且所述注液氮管接头(51)通过所述第二滚珠轴承(22)安装在所述内筒壳体(21)上,所述内筒壳体(21)的内部位于所述收集组件(3)的外侧开设有保温室(52),所述钻头组件(6)的外侧均匀开设有液氮喷口(53),所述注液氮管接头(51)分别与所述保温室(52)和所述液氮喷口(53)相连通。6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下低温密闭煤芯钻取装置,其特征在于:所述收集组件(3)包括煤样采集室(31),且所述煤样采集室(31)开设在所述内筒壳体(21)的内部位于所述保温室(52)的内部,所述煤样采集室(31)的两端分别固定安装有上端球阀(32)和割芯球阀(33),所述液压推杆(45)与分别与所述上端球阀(32)和所述割芯球阀(33)的驱动端相连接,在所述煤样采集室(31)与所述上端球阀(32)之...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵训,彭鑫,李洪生,刘柏松,
申请(专利权)人:贵州省矿山安全科学研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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