一种测试采动裂隙发育程度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测试采动裂隙发育程度的装置及方法，包括：测试管，测试管的远端以可拆卸的形式连接有钻头，近端以可拆卸的方式连接钻杆；测试管的远端和中部各设有一个囊袋，在测试管侧壁对应两个囊袋之间的部分设有不少于一个测试孔；囊袋注水管路，囊袋注水管路沿测试管内部延伸，并串联两个囊袋；测试注水管路，测试注水管路沿测试管内部延伸，以通过测试孔向指定位置注水；将钻杆和双端堵水器结合为一，将测试管作为钻杆，钻进至一定孔深后即可直接开始测试，测试和钻机过程中无需进行钻杆和双端堵水器更替，可以有效的保护管道不被岩层钻孔内的碎石所磨损，同时防止测试过程中过长的管线可能会发生缠绕的状况

【技术实现步骤摘要】
一种测试采动裂隙发育程度的装置及方法


[0001]本专利技术属于导水裂隙带观测的
，具体涉及一种测试采动裂隙发育程度的装置及方法
。

技术介绍

[0002]煤矿地下开采会引起工作面覆岩层的移动和破坏，从而在覆岩层中形成导水裂隙带，导水裂隙带的产生会使得区域水资源流失，同时也会引起井下水害的发生，危及矿井安全高效生产，因此需要对覆岩导水裂隙带的发育高度进行监测，目前对于检测裂隙大小的方式主要通过钻孔放注水法获取岩体渗透性指标；该方法是通过钻机向覆岩层钻孔，然后利用双端堵水器封堵钻孔的某一区段后向其内进行注水，水流会通过裂隙向覆岩层中渗透，当注水饱和后，根据实际漏失量，判断覆岩层中裂隙的大小，从而预测裂隙的发育高度
。
[0003]但实际应用中一般需要钻孔的孔深较大，往复的更换钻杆和双端堵水器占用大量的工作时间，导致测测试效率较低
。
[0004]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种测试采动裂隙发育程度的装置及方法
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种测试采动裂隙发育程度的装置，包括：
[0008]测试管，测试管的远端以可拆卸的形式连接有钻头，近端以可拆卸的方式连接钻杆；
[0009]所述测试管的远端和中部各设有一个囊袋，所述测试管侧壁对应每个所述囊袋均设有进水孔，在所述测试管侧壁对应两个所述囊袋之间的部分设有不少于一个测试孔；
[0010]囊袋注水管路，所述囊袋注水管路沿所述测试管内部延伸，并串联两个所述囊袋；
[0011]测试注水管路，所述测试注水管路沿所述测试管内部延伸，以通过所述测试孔向指定位置注水；
[0012]注水泵，所述注水泵通过三通接头对应连接所述囊袋注水管路和所述测试注水管路
。
[0013]优选，所述测试管为螺纹连接的多段结构，由远至近依次为第一节段
、
第二节段
、
第三节段；
[0014]其中，所述第一节段和所述第三节段分别对应两个所述囊袋，所述测试孔位于所述第二节段；
[0015]所述第一节段的远端为密封端，近端设有第一堵头；所述第三节段的远端设有第二堵头，近端为连通钻杆的开放端；所述钻杆的近端通过双孔分流器对应连接所述三通接头；
[0016]钻杆的内部设有中心管道，所述双孔分流器的其中一个出水端通过所述中心管道对应连接第一管道的近端，所述第一管道的远端穿过所述第二堵头后连通第二节段，以与所述测试孔形成测试注水管路；
[0017]所述双孔分流器的另一个出水端通过所述中心管道和所述钻杆内壁之间的空隙连通所述第三节段，并和两端分别穿过所述第一堵头和所述第二堵头的第二管道形成串联所述第一节段和所述第三节段的囊袋注水管路
。
[0018]优选，所述钻杆包括多节，每节转杆内部均设有中心管道，相邻的两节所述拼接节内的所述中心管道通过快接接头连接；
[0019]所述快接接头包括快接公头和快接母头，每节钻杆的两端分别通过支撑圈固定快接公头和快接母头，中心管道对应连接在快接公头和快接母头之间；
[0020]所述支撑圈周向均匀分布有多个缺口，所述钻杆端部设有对应支撑圈的阶梯台
。
[0021]优选，所述双孔分流器为近端封闭的管状结构，其远端通过螺纹连接的形式连接在钻杆的近端，所述双孔分流器内部设有与钻杆的近端相适配的快接母头，双孔分流器内壁通过阶梯台连接头支撑圈，所述双孔分流器的侧壁设有第一进水管，以通过双孔分流器和快接母头之间的间隙连通囊袋注水管路；
[0022]所述双孔分流器的近端设有第二进水管，第二进水管对应连接快接母头的近端
。
[0023]优选，所述三通接头与所述囊袋注水管路之间通过第一软管连接，所述第一软管上自近端向远端依次设有第一泄压阀
、
第一阀门
、
第一压力表和第二泄压阀；
[0024]所述三通接头与所述测试注水管路之间通过第二软管连接，所述第二软管上自近端向远端依次设有第三泄压阀
、
第二阀门
、
第二压力表
、
流量表和第四液压阀
。
[0025]优选，所述囊袋为套接在所述测试管上的管状弹性件，在所述囊袋的两段均通过环箍固定
。
[0026]一种测试采动裂隙发育程度的方法，通过上述任一所述的测试采动裂隙发育程度的装置进行测试，测试方法包括以下步骤：
[0027]步骤
S1
，进行测试管组装，将组装后的测试管推送至测试孔段；
[0028]步骤
S2
，开启注水泵，通过测试注水管路向测试孔段注水，待水压大于预计的理论高程静压时停止注水并关闭管路，以此时的水压作为该孔段的高程静压；
[0029]步骤
S3
，通过囊袋注水管路向两个囊袋注水以封堵测试孔段，待水压大于高程静压
0.5MPa
时停止注水并关闭管路；
[0030]步骤
S4
，再次通过测试注水管路对测试孔段注水，直至注水压力大于高程静压
0.2Mpa
时停止注水并保压；
[0031]步骤
S5
，待水压稳定后进行一个单元时间段注水后停止，并记录该单元时间段内的注水量，得出注水漏失量数据；
[0032]步骤
S6
，打开囊袋注水管路对囊袋泄压以解除封堵；
[0033]步骤
S7
，推进测试孔深度，对下一测试孔段进行测试
。
[0034]优选，测试管的近端螺纹连接钻杆，钻杆对应连接钻机，以通过钻机推进测试孔的深度
。
[0035]优选，所述双孔分流器的主体为中空管状结构，
[0036]在所述主体的内部设有密封板，所述密封板上设有两个贯穿的连接管，所述连接
管的远端为出水端，另一端分别以可拆卸的方式供水软管；
[0037]在所述主体侧壁开设有对应所述连接管近端的缺口，在推进测试孔深度时拆除所述供水软管
。
[0038]优选，测试方法还包括：
[0039]步骤
S8
，将各测试孔段观测到的注水漏失量数据与对应的测试孔深度绘制图表，分析测试孔内的注水漏失量变化，以确定导水裂隙带高度
。
[0040]有益效果：将钻杆和双端堵水器结合为一，将测试管作为钻杆，钻进至一定孔深后即可直接开始测试，测试和钻机过程中无需进行钻杆和双端堵水器更替，利用测试管内置的通水管道，可以有效的保护管道不被岩层钻孔内的碎石所磨损，同时防止测试过程中过长的管线可能会发生缠绕的状况
。
[0041]测试管内采用分离式双通道过水通道，且两个过水通道互不影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种测试采动裂隙发育程度的装置，其特征在于，包括：测试管，测试管的远端以可拆卸的形式连接有钻头，近端以可拆卸的方式连接钻杆；所述测试管的远端和中部各设有一个囊袋，所述测试管侧壁对应每个所述囊袋均设有进水孔，在所述测试管侧壁对应两个所述囊袋之间的部分设有不少于一个测试孔；囊袋注水管路，所述囊袋注水管路沿所述测试管内部延伸，并串联两个所述囊袋；测试注水管路，所述测试注水管路沿所述测试管内部延伸，以通过所述测试孔向指定位置注水；注水泵，所述注水泵通过三通接头对应连接所述囊袋注水管路和所述测试注水管路
。2.
根据权利要求1所述的测试采动裂隙发育程度的装置，其特征在于，所述测试管为螺纹连接的多段结构，由远至近依次为第一节段
、
第二节段
、
第三节段；其中，所述第一节段和所述第三节段分别对应两个所述囊袋，所述测试孔位于所述第二节段；所述第一节段的远端为密封端，近端设有第一堵头；所述第三节段的远端设有第二堵头，近端为连通钻杆的开放端；所述钻杆的近端通过双孔分流器对应连接所述三通接头；钻杆的内部设有中心管道，所述双孔分流器的其中一个出水端通过所述中心管道对应连接第一管道的近端，所述第一管道的远端穿过所述第二堵头后连通第二节段，以与所述测试孔形成测试注水管路；所述双孔分流器的另一个出水端通过所述中心管道和所述钻杆内壁之间的空隙连通所述第三节段，并和两端分别穿过所述第一堵头和所述第二堵头的第二管道形成串联所述第一节段和所述第三节段的囊袋注水管路
。3.
根据权利要求2所述的测试采动裂隙发育程度的装置，其特征在于，所述钻杆包括多节，每节转杆内部均设有中心管道，相邻的两节所述拼接节内的所述中心管道通过快接接头连接；所述快接接头包括快接公头和快接母头，每节钻杆的两端分别通过支撑圈固定快接公头和快接母头，中心管道对应连接在快接公头和快接母头之间；所述支撑圈周向均匀分布有多个缺口，所述钻杆端部设有对应支撑圈的阶梯台
。4.
根据权利要求3所述的测试采动裂隙发育程度的装置，其特征在于，所述双孔分流器为近端封闭的管状结构，其远端通过螺纹连接的形式连接在钻杆的近端，所述双孔分流器内部设有与钻杆的近端相适配的快接母头，双孔分流器内壁通过阶梯台连接头支撑圈，所述双孔分流器的侧壁设有第一进水管，以通过双孔分流器和快接母头之间的间隙连通囊袋注水管路；所述双孔分流器的近端设有第二进水管，第二进水管对应连接快接母头的近端
。5.
根据权利要求1所述的测试采动裂隙发育程度的装置，其特征在于，所述三通接头与所述囊袋注水管路之间通过第一软管连接，所述第一软管上自近端向远...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振华，王文强，杜锋，曹正正，洪紫杰，翟明磊，姚邦华，李贤忠，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：