【技术实现步骤摘要】
本申请属于地质勘探及煤矿安全，涉及一种井下多功能瓦斯含量测定装置及方法。
技术介绍
1、现有的煤矿井下用密闭取心装置通过用密闭液密封煤样并在取心筒后段配备负压仓收集遗漏的瓦斯，最大限度减少瓦斯损失量。这种卸压密闭取心装置可以定点取样并有效提高瓦斯含量检测精度，但其结构复杂，密闭液的无法完全包裹煤样。
2、除此之外由取心外筒、取心内筒与取心中间筒组成的“三筒单动，球阀密闭”型密闭取样装置通过泥浆液加压，推动球阀关闭实现密封，但球阀结构关闭不稳定，实际操作的过程中投入钢球加压使操作更加复杂并增加了不可控因素，导致取样量不达标。亟需一种取心操作过程简单，取样简易便携，能够定点、快速、稳定地提取高质量煤心减少损失的井下多功能瓦斯含量测定装置及方法。
3、本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷和不足，本申请提供了一种井下多功能瓦斯含量测定装置及方法，其能方便、快捷、安全、快速地实现定点取样、粉碎及加热，解决了煤样暴露时间过长瓦斯损伤过多导致计算结果不准确的问题。
2、在本申请的一些实施例中，提供一种井下多功能瓦斯含量测定装置，包括钻进系统、密封系统和保温粉碎系统；
3、所述钻进系统包括壳体、钻头、充氮管道和取样导管，所述钻头位于壳体前方，钻头围设于取样导管四周；
4、所述密封系统包括煤样仓、可滑动密封板和辅助密封盖，所述煤样仓位于所述壳体内，且与所述取样导管相
5、所述保温粉碎系统包括保温层、旋转刀头和转轴，所述保温层位于所述煤样仓的外周，用于对煤样仓隔热保温；所述旋转刀头和转轴位于所述煤样仓内远离所述钻头的一端，所述转轴带动所述旋转刀头，对煤样进行破碎；
6、所述壳体与所述煤样仓之间形成有夹层，所述充氮管道贯穿所述夹层和钻头，用于取样前喷出液氮对煤层进行清洗降温。
7、在本申请的一些实施例中，所述充氮管道包括第一管路和第二管路，所述第一管路贯穿所述钻头，所述第二管路贯穿所述夹层，所述第一管路和第二管路通过连接件相连。
8、在本申请的一些实施例中，所述钻头顶端刀翼部分带有pdc齿。
9、在本申请的一些实施例中，所述钻头靠近煤样仓的一端与可滑动密封板靠近壳体一侧端部通过弹性件连接，以防止煤屑卷入夹层。
10、在本申请的一些实施例中，所述弹性件可伸缩通过螺栓一与可滑动密封板连接。
11、在本申请的一些实施例中，所述夹层内还设置有液体动力机构，所述液体动力机构包括进水管、与保温层连接的排水管、活塞、弹簧、钢架，液体由进水管流入，挤压活塞推动弹簧压缩，使钢架向靠近钻头的一端运动，同时，液体通过排水管流入包裹在煤样仓外周的保温层。
12、在本申请的一些实施例中，弹簧与钢架相连的一端设有连接块推动钢架实现上下滑动。
13、在本申请的一些实施例中，液体动力机构推动钢架上方连接的楔形卡块向靠近钻头的方向移动，楔形卡块推动所述可滑动密封板密封所述煤样仓。
14、在本申请的一些实施例中，所述测定装置沿着煤样仓中心轴呈左右对称结构。
15、在本申请的一些实施例中，所述壳体与所述煤样仓同轴设置，所述煤样仓位于壳体内部。
16、在本申请的一些实施例中，所述壳体与煤样仓均为圆柱结构；所述钻头与壳体可拆卸连接；钻头的中心位置设置有取样导管。
17、在本申请的一些实施例中，所述钻头为多个，所述多个钻头均匀分布于取样导管的周向。
18、在本申请的一些实施例中，所述钻头为四个。
19、在本申请的一些实施例中，所述可滑动密封板在煤样仓的滑轨处进行滑动。
20、在本申请的一些实施例中，所述辅助密封盖通过连接件三连接在可滑动密封板上。
21、在本申请的一些实施例中，所述可滑动密封板的连接处装有密封胶条。
22、在本申请的一些实施例中，装有密封胶条的可滑动密封板相互咬合实现密封。
23、在本申请的一些实施例中，楔形卡块靠近钻头的一端通过连接件能够在壳体内壁的链条上滑动。
24、在本申请的一些实施例中，液体动力机构靠近保温层一侧排水管上装有螺栓二，便于取样完成后的拆除。
25、在本申请的一些实施例中，钻头顶端刀翼部分带有pdc齿，两侧钻头主体中间设有连接煤样仓的取样导管。
26、在本申请的一些实施例中，所述钻头内的充氮管道到达取样深度3-5cm时，液氮从充氮管道流出，对煤层进行冲洗降温；
27、在本申请的一些实施例中，所述可滑动密封板由液体动力机构提供动力推动钢架向靠近钻头的一端运动，当可滑动密封板尾端接触钢架上方的楔形卡块时锁死，钢架不再运动实现密封。
28、在本申请的一些实施例中，所述煤样仓嵌于壳体内部。
29、在本申请的一些实施例中，钻头靠近煤样仓的一端与钢架上的楔形卡块通过所述弹性件连接，以防止煤样卷入煤样仓外的位置。
30、在本申请的一些实施例中，所述弹性件为可伸缩的具有弹性的布料。
31、在本申请的一些实施例中，所述弹性件与可滑动密封板通过螺栓连接，取样完成后可旋转拧下进行拆卸。
32、在本申请的一些实施例中，楔形卡块通过连接件二固定在壳体内部的链条里。
33、在本申请的一些实施例中，所述钻头可旋转拆卸。
34、在本申请的一些实施例中，所述煤样仓外周保温层与液体动力机构连接处的排水管安装有螺栓，取样完成后关闭排水管接口将液体密封于保温层，打开螺栓即可解除底部固定便于拆卸。
35、在本申请的一些实施例中，拆除钻头后迅速将辅助密封盖拧紧，方便煤样仓取出。
36、在本申请的一些实施例中，所述可滑动密封板上设有解吸阀，打开解吸能够进行煤层气含量解吸测试。
37、在本申请的另一实施例中，还提供一种井下多功能瓦斯含量测定方法，使用上述装置进行测定，包括以下步骤：
38、步骤1、钻孔施工至取样深度，将测定装置安装到前端的钻杆上；
39、步骤2、将测定装置送至距目标深度3-5cm处，通过充氮管道喷出液氮，对煤层进行冲洗降温；提供动力使测定装置在钻杆作用下在煤层内推进旋转钻进，直至完成取心目标孔深；
40、步骤3、煤样仓装满煤样后，由保温层外部的进水管注入高温液体去驱动可伸缩密封板迅速闭合实现密封，封闭样仓内煤样；
41、步骤4、退杆后卸下钻头，拧紧辅助密封盖旋钮；再取出煤样仓，打开解吸阀进行煤层气含量解吸测试；
42、步骤5、将取下的煤样仓的转轴连接电机，带动旋转刀头对煤样进行粉碎。
43、在本申请的一些实施例中，由常规钻孔工艺施工至取样深度，退钻卸下钻杆前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，包括钻进系统、密封系统和保温粉碎系统；
2.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述充氮管道包括第一管路和第二管路，所述第一管路贯穿所述钻头，所述第二管路贯穿所述夹层；所述第一管路和第二管路通过连接件一相连。
3.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述钻头顶端刀翼部分带有PDC齿；所述钻头靠近煤样仓的一端与可滑动密封板靠近壳体一侧端部通过弹性件连接，以防止煤屑卷入夹层；所述弹性件可伸缩通过螺栓一与可滑动密封板连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述夹层内还设置有液体动力机构，所述液体动力机构包括进水管、与保温层连接的排水管、活塞、弹簧、钢架，液体由进水管流入，挤压活塞推动弹簧压缩，使钢架向靠近钻头的一端运动，同时，液体通过排水管流入包裹在煤样仓外周的保温层。
5.根据权利要求4所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，液体动力机构推动钢架上方连接的楔形卡块向靠近钻头的方向移动，楔形
6.根据权利要求5所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，弹簧与钢架相连的一端设有连接块推动钢架实现上下滑动；楔形卡块靠近钻头的一端通过连接件能够在壳体内壁的链条上滑动；所述可滑动密封板由液体动力机构提供动力推动钢架向靠近钻头的一端运动，当可滑动密封板尾端接触钢架上方的楔形卡块时锁死，钢架不再运动实现密封。
7.根据权利要求5所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述测定装置沿着煤样仓中心轴呈左右对称结构；所述壳体与所述煤样仓同轴设置，所述煤样仓位于壳体内部；所述壳体与煤样仓均为圆柱结构；所述钻头与壳体可拆卸连接；所述钻头为多个，所述多个钻头均匀分布于取样导管的周向。
8.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述辅助密封盖通过连接件三连接在可滑动密封板上；所述可滑动密封板的连接处装有密封胶条；装有密封胶条的可滑动密封板相互咬合实现密封；液体动力机构靠近保温层一侧排水管上装有螺栓二，便于取样完成后拆除；所述钻头可旋转拆卸。
9.一种井下多功能瓦斯含量测定方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的测定装置，包括以下步骤：
10.一种爆破装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，还包括一种超临界CO2与液态炸药相协同增透煤层的装置；
...【技术特征摘要】
1.一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，包括钻进系统、密封系统和保温粉碎系统；
2.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述充氮管道包括第一管路和第二管路，所述第一管路贯穿所述钻头，所述第二管路贯穿所述夹层；所述第一管路和第二管路通过连接件一相连。
3.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述钻头顶端刀翼部分带有pdc齿；所述钻头靠近煤样仓的一端与可滑动密封板靠近壳体一侧端部通过弹性件连接，以防止煤屑卷入夹层；所述弹性件可伸缩通过螺栓一与可滑动密封板连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，所述夹层内还设置有液体动力机构，所述液体动力机构包括进水管、与保温层连接的排水管、活塞、弹簧、钢架，液体由进水管流入，挤压活塞推动弹簧压缩，使钢架向靠近钻头的一端运动，同时，液体通过排水管流入包裹在煤样仓外周的保温层。
5.根据权利要求4所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，液体动力机构推动钢架上方连接的楔形卡块向靠近钻头的方向移动，楔形卡块推动所述可滑动密封板密封所述煤样仓。
6.根据权利要求5所述的一种井下多功能瓦斯含量测定装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢守青，宗娇婧，秦玉金，撒占友，刘杰，张永亮，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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