一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于煤矿安全领域领域，涉及一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置及方法，将其安装在孔底钻头附近，当钻进至设计取样深度后，利用高压水启动测定装置，测定装置开启过程中，高压水对取样腔进行冲洗，继续向前钻进，部分环空返渣进入取样腔，减小水压，取样腔关闭形成密封腔，利用压力传感器测定腔体内的瓦斯解析压力，并将数据存储于内置存储卡上或通过信号发射装置及时传输到孔口终端。当钻至后续取样深度时，重复进行上述操作。采用方案中的瓦斯参数测定装置，一方面减少了煤样的暴露时间，提升了测量精度；另一方面减少了现有深孔密闭取样工艺中重复送钻产生的工作量，提高了作业效率。作业效率。作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置及方法


[0001]本专利技术属于煤矿安全领域领域，涉及一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置及方法。

技术介绍

[0002]针对煤矿井下长距离、定点的煤层瓦斯含量测定，目前主要采用基于定向钻孔+密闭保压取样装置的方式先进行取样，然后再退钻取出装置对煤样解析测定。在进行长距离取样时，首先需要施工钻孔到取样点，然后再退钻加接取样装置送钻至取样点，再然后按规程进行钻进取样，取样成功最后再把整套装置退出孔外进行解析。该工艺流程涉及钻孔、送钻、取样、退钻等多个环节，操作繁琐，尤其针对300m以上深孔取样时，作业周期较长，不便于大量取样工作的开展。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置及方法，将钻孔、取样、瓦斯参数测定整合为一个工序，避免了送钻取样、退钻解析等工序产生的工作量，大大提高了作业效率。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，安装于定向钻具孔底部位的无磁管和螺杆马达之间，包括依次连接的母接头、套管、缸套与公接头，套管设置在母接头外圈，并与母接头之间依次设置有测量腔、压环与解析腔，解析腔内设置有第一弹簧；缸套一端设置在母接头与套管之间，另一端设置在公接头外圈，缸套在母接头与套管之间的部分上依次设置有挡圈与取样腔，缸套在公接头外圈的部分与公接头之间还依次设置有环腔与第二弹簧。
[0005]可选的，公接头内部与母接头内部通过芯管连通。
[0006]可选的，母接头一侧的芯管上设置有与测量腔连通的左流道。
[0007]可选的，测量腔内装有信号发射器和瓦斯含量解析仪器，信号发射器连通有孔外电脑。
[0008]可选的，公接头在远离母接头的一端设置有限位台肩，缸套与限位台肩配合安装，该限位台肩的长度小于缸套位于母接头与套管之间的长度。
[0009]可选的，公接头一侧的芯管上设置有与环腔连通的出水口。
[0010]可选的，取样腔一端通过毛细通道与解析腔连通，另一端连通有冲洗流道。
[0011]可选的，公接头一侧的芯管上设置有右流道，冲洗流道在第二弹簧完全压缩后与右流道连通。
[0012]可选的，测量腔前后，缸套与解析腔之间，以及环腔与第二弹簧所处腔室之间均设置有O形密封圈。
[0013]一种多点煤层瓦斯参数随钻测定方法，应用如上述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，包括以下步骤：
[0014]S1，将一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置安装于定向钻孔中位于螺杆马达后方，正常钻进至设计取样深度；
[0015]S2，增大水压，高压水通过公接头的左流道进入测量腔，推动压环压缩第一弹簧向右滑移，解析腔中的水和瓦斯通过取样腔7的毛细通道排出环境；
[0016]高压水通过芯管上的出水口推动压环、缸套向孔底移动，压环移动过程中，解析腔实现排气功能，当冲洗流道与右流道连接时，高压水对取样腔进行冲洗；
[0017]S3，当取样腔开启后，保持水压继续钻进1～2m，钻头切削的部分返渣进入取样腔；
[0018]S4，降低水压，在第二弹簧作用下，缸套向孔外移动，取样腔关闭，取样腔和解析腔在O型密封圈作用下形成密闭腔体；
[0019]S5，测量腔内信号发射器和瓦斯含量解析仪器将数据实时传输到孔口；
[0020]S6，继续钻进至下一个取样深度，重复步骤S2～S5；
[0021]S7，终孔退钻。
[0022]本专利技术的有益效果在于：本专利技术一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置及方法，将其安装在孔底钻头附近，当钻进至设计取样深度后，利用高压水启动测定装置，测定装置开启过程中，高压水对取样腔进行冲洗，继续向前钻进，部分环空返渣进入取样腔，减小水压，取样腔关闭形成密封腔，利用压力传感器测定腔体内的瓦斯解析压力，并将数据存储于内置存储卡上或通过信号发射装置及时传输到孔口终端。当钻至后续取样深度时，重复进行上述操作。采用方案中的瓦斯参数测定装置，一方面减少了煤样的暴露时间，提升了测量精度；另一方面减少了现有深孔密闭取样工艺中重复送钻产生的工作量，提高了作业效率。
[0023]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0025]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0026]图2为图1中F的放大图；
[0027]图3为本专利技术进煤时的F放大图；
[0028]图4为本专利技术的流程示意图。
[0029]附图标记：母接头1、套管2、第一O形密封圈3、压环4、第二O形密封圈5、第一弹簧6、取样腔7、挡圈8、第三O形密封圈9、第四O形密封圈10、第二弹簧11、缸套12、公接头13、测量腔14、解析腔15、冲洗流道16、出水口17、环腔18、右流道19、左流道20、毛细通道21、网眼22。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离
本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0032]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0033]请参阅图1～图4，为一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，安装于定向钻具孔底部位的无磁管和螺杆马达之间，包括依次连接的母接头1、套管2、缸套12与公接头13，套管2设置在母接头1外圈，并与母接头1之间依次设置有测量腔14、压环4与解析腔15，解析腔15内设置有第一弹簧6；缸套12一端设置在母接头1与套管2之间，另一端设置在公接头13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，安装于定向钻具孔底部位的无磁管和螺杆马达之间，其特征在于：包括依次连接的母接头、套管、缸套与公接头，套管设置在母接头外圈，并与母接头之间依次设置有测量腔、压环与解析腔，解析腔内设置有第一弹簧；缸套一端设置在母接头与套管之间，另一端设置在公接头外圈，缸套在母接头与套管之间的部分上依次设置有挡圈与取样腔，缸套在公接头外圈的部分与公接头之间还依次设置有环腔与第二弹簧。2.根据权利要求1所述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，其特征在于：公接头内部与母接头内部通过芯管连通。3.根据权利要求1所述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，其特征在于：母接头一侧的芯管上设置有与测量腔连通的左流道。4.根据权利要求1所述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，其特征在于：测量腔内装有信号发射器和瓦斯含量解析仪器，信号发射器连通有孔外电脑。5.根据权利要求1所述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，其特征在于：公接头在远离母接头的一端设置有限位台肩，缸套与限位台肩配合安装，该限位台肩的长度小于缸套位于母接头与套管之间的长度。6.根据权利要求1所述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，其特征在于：公接头一侧的芯管上设置有与环腔连通的出水口。7.根据权利要求1所述的一种多点煤层瓦斯参数随钻测定装置，其特征在于：取样腔一端通过毛细通道与...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘小叶，徐树斌，李彦明，李克松，孙丽海，李称心，郭昆明，杜坤，李淑健，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：