一种取样装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及取样技术，用于解决煤层瓦斯含量测定取样时瓦斯量损失较大，使测定结果存在较大误差，且取样样品中存在的不能代表取样地煤层瓦斯量的样品的问题，具体为一种取样装置及其使用方法，包括取样筒体；本发明专利技术通过压缩弹簧一和轨迹槽的设置，使送取样装置进入孔底过程中进煤口密封，钻孔残留煤屑不会进入取样筒体内部对检测精度造成干扰，取样后，再次使钻机反转实现对进煤口的封闭操作，避免煤样中瓦斯散失，通过监测组件对上导管内进入的煤块湿度数据进行监测，并判定煤块是否可以代表该取样位置处的样品数据情况，对不能代表该取样位置处样品数据的煤块进行剔除，使对煤层瓦斯含量测定结果的准确性得到提高。含量测定结果的准确性得到提高。含量测定结果的准确性得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种取样装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及取样技术，具体为一种取样装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]煤层瓦斯含量是反映煤层瓦斯赋存情况的重要参数之一，是计算煤层瓦斯储量、预测矿井瓦斯涌出量、进行瓦斯抽采设计和评价煤层煤与瓦斯突出危险性的重要依据；瓦斯含量测值的准确性不但制约矿井瓦斯危险程度预测的可靠性，而且影响以瓦斯危险程度预测为依据而制定的瓦斯防治措施的有效性与经济性，甚至危及矿井安全生产；
[0003]现有技术中，对煤层瓦斯含量测定方法多采用直接法进行测定，直接法进行煤层瓦斯含量测定时，存在瓦斯量损失过大的缺点，尤其在进行取样深度大于30米的钻孔取样时，取样深度越大，退钻过程煤样暴露时间越长，瓦斯损失量越大，取样过程中瓦斯量损失严重，导致测定的煤层瓦斯含量测量结果存在较大的误差，不利于瓦斯防治措施的制定与有效实施；对井下的煤层进行取样时，部分样品存在湿度较大的情况，使采集到的湿润样品不能代表井下煤层含瓦斯量的情况，使根据该样品计算出的煤层瓦斯含量不准确；
[0004]针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于通过压缩弹簧一和轨迹槽的设置，使送取样装置进入孔底过程中进煤口密封，钻孔残留煤屑不会进入取样筒体内部对检测精度造成干扰，取样后，再次使钻机反转实现对进煤口的封闭操作，避免煤样中瓦斯散失，通过监测组件对上导管内进入的煤块湿度数据进行监测，并判定煤块是否可以代表该取样位置处的样品数据情况，对不能代表该取样位置处样品数据的煤块进行剔除，使对煤层瓦斯含量测定结果的准确性得到提高，解决煤层瓦斯含量测定取样时瓦斯量损失较大，使测定结果存在较大误差，且取样样品中存在的不能代表取样地煤层瓦斯量的样品的问题，而提出一种取样装置及其使用方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种取样装置及其使用方法，包括取样筒体，所述取样筒体内部设置有取样组件和监测组件，取样组件包括空心轴，所述空心轴外侧壁上开设有若干个均匀分布的出气孔，所述空心轴下端安装有拨盘体，所述空心轴下端对应所述拨盘体内部的两侧均安装有拨盘压板，所述空心轴下端对应所述拨盘体位置处安装有后密封轴，所述后密封轴外侧对应所述拨盘体上方安装有取样筒后端，所述空心轴外侧壁靠近所述后密封轴上方安装有下半轴套，所述空心轴外侧对应所述下半轴套与所述后密封轴之间安装有压缩弹簧一，所述下半轴套外侧壁一侧开设有控制槽，所述取样筒体外侧壁对应所述控制槽位置处安装有控制螺钉，所述下半轴套外侧壁两侧对应所述控制槽位置处均开设有轨迹槽，所述空心轴外侧壁对应所述轨迹槽位置处均安装有滑销，所述下半轴套上端安装有下轴套齿。
[0008]作为本专利技术的一种优选实施方式，空心轴外侧对应所述下半轴套上方安装有上半
轴套，所述上半轴套下端对应所述下轴套齿位置处安装有上轴套齿，所述取样筒体内侧壁对应所述上半轴套下端位置处安装有支撑架，所述上半轴套外侧壁上方安装有封孔销座，所述封孔销座上表面两侧均开设有安装孔一，安装孔一内部安装有封孔销体，所述封孔销体外侧壁上方安装有密封锥头，所述封孔销体外侧壁上方对应所述密封锥头位置处安装有压缩弹簧二。
[0009]作为本专利技术的一种优选实施方式，取样筒体上端对应所述封孔销体位置处安装有密封盘座，所述空心轴上端对应所述密封盘座位置处安装有前密封轴，所述前密封轴外侧壁上方对应所述密封盘座位置处安装有密封盘体，所述密封盘体上表面外侧安装有环形压盖，所述密封盘体下表面一侧安装有定位拨轴，所述前密封轴外侧壁对应所述环形压盖位置处安装有封孔板，所述封孔板上表面对应所述前密封轴的两侧均安装有上导管，所述封孔板下表面两侧对应所述上导管位置处安装有下导管。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，封孔板下表面对应所述前密封轴位置处安装有中心弹簧，所述密封盘座上端通过螺纹安装有刀盘，所述前密封轴上端对应所述刀盘位置处安装有中心钻头，所述刀盘与所述密封盘体上表面对应所述上导管和所述中心钻头位置处均开设有通孔。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，监测组件包括采集模块、处理模块和执行模块；
[0012]采集模块，对从所述上导管位置处进入的煤块湿度数据进行采集，对取样位置处各个地方的取样地湿度数据进行采集，并将煤块湿度数据和取样地湿度数据传递给处理模块；
[0013]处理模块，对采集模块传递来的煤块湿度数据和取样地湿度数据进行处理，生成剔除信号，并将剔除信号传递给执行模块；
[0014]处理模块的数据处理步骤如下：
[0015]步骤一：对采集模块传递来的取样地各个位置处传递来的取样地湿度数据进行去极值求平均值操作，得到取样地湿度均值，后以取样地和湿度数据为X轴和Y轴建立二元坐标系，并在二元坐标系内进行坐标点的绘制，后以取样地湿度均值在Y轴上作均值水平线，并以坐标点作均值水平线的垂直线，后计算对应取样地的垂直线长度总和，记为偏差总和数据；
[0016]步骤二：将偏差总和数据与预设的偏差数据进行比较，判定取样地采集的湿度数据是否具有准确性，对不准确的取样地湿度数据进行标记一，后从未标记的取样地湿度数据中选取极值，并对极值进行标记二，记为取样地湿度数据范围，后进行煤块湿度数据与取样地湿度数据范围的比较，对不在取样地湿度数据范围内的煤块生成剔除信号，并将剔除信号传递给执行模块；
[0017]执行模块，接收来自处理模块的剔除信号后，对所述上导管位置处进入的煤块进行剔除操作。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，上导管内侧壁靠近上端位置处开设有凹槽，凹槽的形状为圆形，且半径与所述上导管的内径大小相同，凹槽内部转动连接有与凹槽相同形状和大小的弧形板，弧形板与凹槽之间连接有弹簧，所述刀盘内部上表面对应所述上导管位置处设置有电动卷曲轮，弧形板通过牵引线与电动卷曲轮连接，电动卷曲轮与马达的输出端连接，电动卷曲轮上设置有限位机构。
[0019]作为本专利技术的一种优选实施方式，执行模块的执行操作步骤如下：
[0020]执行模块在接收到剔除信号时，电动卷曲轮上的限位机构取消，弧形板在压缩后的弹簧回弹的作用力作用下快速回弹，将上导管位置处的煤块弹出，后在马达的带动下对牵引线卷曲，使弧形板快速复位。
[0021]作为本专利技术的一种优选实施方式，取样装置的使用方法包括以下步骤：
[0022]步骤一：将取样装置通过变径接头与钻杆连接，后在取样装置送至孔底后，钻机反转，封孔板打开，滑销从轨迹槽匚型的右上角向左上角进行位置的移动，并在压缩弹簧一的作用下，使滑销瞬间从轨迹槽匚型的左上角到达左下角位置处，下半轴套并轴上移一段距离，拨盘体带动封孔板进行90度的角度旋转，上导管和下导管连通；
[0023]步骤二：封孔板打开后，钻机正转，滑销从轨迹槽匚型的左下角向右下角位置处移动，并在压缩弹簧一的作用下，使滑销瞬间从轨迹槽匚型的右下角向下笔直移动，移动至轨迹槽的最下端，下半轴套又上移一段距离，使下半轴套上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种取样装置，包括取样筒体(19)，所述取样筒体(19)内部设置有取样组件和监测组件，其特征在于，取样组件包括空心轴(9)，所述空心轴(9)外侧壁上开设有若干个均匀分布的出气孔(21)，所述空心轴(9)下端安装有拨盘体(15)，所述空心轴(9)下端对应所述拨盘体(15)内部的两侧均安装有拨盘压板(16)，所述空心轴(9)下端对应所述拨盘体(15)位置处安装有后密封轴(17)，所述后密封轴(17)外侧对应所述拨盘体(15)上方安装有取样筒后端(14)，所述空心轴(9)外侧壁靠近所述后密封轴(17)上方安装有下半轴套(11)，所述空心轴(9)外侧对应所述下半轴套(11)与所述后密封轴(17)之间安装有压缩弹簧一(13)，所述下半轴套(11)外侧壁一侧开设有控制槽(29)，所述取样筒体(19)外侧壁对应所述控制槽(29)位置处安装有控制螺钉(12)，所述下半轴套(11)外侧壁两侧对应所述控制槽(29)位置处均开设有轨迹槽(30)，所述空心轴(9)外侧壁对应所述轨迹槽(30)位置处均安装有滑销(18)，所述下半轴套(11)上端安装有下轴套齿(31)。2.根据权利要求1所述的一种取样装置，其特征在于，所述空心轴(9)外侧对应所述下半轴套(11)上方安装有上半轴套(20)，所述上半轴套(20)下端对应所述下轴套齿(31)位置处安装有上轴套齿(32)，所述取样筒体(19)内侧壁对应所述上半轴套(20)下端位置处安装有支撑架(10)，所述上半轴套(20)外侧壁上方安装有封孔销座(22)，所述封孔销座(22)上表面两侧均开设有安装孔一，安装孔一内部安装有封孔销体(7)，所述封孔销体(7)外侧壁上方安装有密封锥头(24)，所述封孔销体(7)外侧壁上方对应所述密封锥头(24)位置处安装有压缩弹簧二(23)。3.根据权利要求2所述的一种取样装置，其特征在于，所述取样筒体(19)上端对应所述封孔销体(7)位置处安装有密封盘座(5)，所述空心轴(9)上端对应所述密封盘座(5)位置处安装有前密封轴(8)，所述前密封轴(8)外侧壁上方对应所述密封盘座(5)位置处安装有密封盘体(25)，所述密封盘体(25)上表面外侧安装有环形压盖(26)，所述密封盘体(25)下表面一侧安装有定位拨轴(6)，所述前密封轴(8)外侧壁对应所述环形压盖(26)位置处安装有封孔板(3)，所述封孔板(3)上表面对应所述前密封轴(8)的两侧均安装有上导管(28)，所述封孔板(3)下表面两侧对应所述上导管(28)位置处安装有下导管(27)。4.根据权利要求3所述的一种取样装置，其特征在于，所述封孔板(3)下表面对应所述前密封轴(8)位置处安装有中心弹簧(4)，所述密封盘座(5)上端通过螺纹安装有刀盘(2)，所述前密封轴(8)上端对应所述刀盘(2)位置处安装有中心钻头(1)，所述刀盘(2)与所述密封盘体(25)上表面对应所述上导管(28)和所述中心钻头(1)位置处均开设有通孔。5.根据权利要求4所述的一种取样装置，其特征在于，监测组件包括采集模块、处理模块和执行模块；采集模块，对从所述上导管(28)位置处进入的煤块湿度数据进行采集，对取样位置处各个地方的取样地湿度数据进行采集，并将煤块湿度数据和取样地湿度数据传递给处理模块；处理模块，对采集模块传递来的煤块湿度数据和取样地湿度数据进行处理，生成剔除信号，并将剔除信号传递给执行模块；处理模块的数据处理步骤如下：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳剑，陈绍杰，张利军，宋寿江，黄跃辉，刘鸿儒，王焕斌，刘宁，李东明，徐阿猛，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：