一种煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置及煤层取样方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111006900A(43)申请公布日2020.04.14(21)申请号201911353006.6(22)申请日2019.12.25(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李全贵胡千庭宋明洋梁运培邹全乐闫发志姜志忠胡良平张跃兵刘乐(74)专利代理机构重庆大学专利中心50201代理人唐开平(51)Int.Cl.G01N1/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置及煤层取样方法(57)摘要本发明公开了一种煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置及取样方法，该取样装置包括管筒1，管筒1外壁前后两端为连接螺纹，连接螺纹根部封闭固定设置有磁性挡块2和阻拦块9，在磁性挡块2与阻拦块9之间的管段上套有滑动套筒组件，滑动套筒组件的尾部与阻拦块9密闭粘接，管筒1内壁空心部设有取样腔7，管壁上开有孔口3。该取样方法包括步骤：1、安装取样装置；2、测试钻孔钻进；3、密封取样；4、现场解吸。本发明的技术效果是：钻孔钻进的过程中直接定点采集样品、密封，避免了瓦斯的大幅逸散与损失，提高了煤层瓦斯含气量测试的准确性。CN111006900ACN111006900A权利要求书1/1页1.一种煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置，包括管筒（1），其特征是：管筒（1）外壁前后两端为连接螺纹，前端连接螺纹（81）的根部固定设置磁性挡块（2），后端连接螺纹（82）的根部固定设置阻拦块（9），在磁性挡块（2）与阻拦块（9）之间的管段上套有滑动套筒组件，滑动套筒组件的尾部与阻拦块（9）密闭粘接，管筒（1）内壁空心部设有取样腔（7），取样腔（7）管壁上开有孔口（3），孔口（3）位于滑动套筒组件前方的滑动段上。2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置，其特征是：所述取样腔（7）的两个端壁分别装有单向阀（10）。3.根据权利要求2所述的煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置，其特征是：所述滑动套筒组件包括套管（15）、塑胶折叠筒（6）、档杆（5）和铁环片（13），套管（15）的前端连接铁环片（13）、尾端连接塑胶折叠筒（6），档杆5一端通过关节轴（12）连在铁环片（13）上，半圆形的弹片（4）嵌在靠近铁环片（13）的套管（15）外壁，弹片（4）的弧面支顶档杆（5）的下段杆，档杆在弹片支顶下向外伸展。4.根据权利要求3所述的煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置，其特征是：所述档杆（5）沿套管（15）周围均布有4根；所述套管（15）为金属橡胶复合管，外层是金属、内层为橡胶。5.根据权利要求4所述的煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置，其特征是：磁性挡块（2）面向滑动套筒组件的侧面贴有胶垫（11），靠近磁性挡块（2）的管筒外壁开有凹槽，凹槽内嵌有密封圈（14）。6.一种使用权利要求1至5任一煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置的的煤层取样方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、安装取样装置：将取样装置通过前端连接螺纹连接钻头，前端连接螺纹连接第一根钻杆，随后开始打钻；步骤2、测试钻孔钻进：对钻杆进行正产供风或供水，带压水或风依次通过钻杆、两个单向阀以及取样腔的孔口，将钻头钻下的煤岩层碎屑冲出钻孔；步骤3、密封取样：钻头带动取样装置钻进到达指定取样位置，取样过程中，停止供风或水，继续旋转钻进，使得堆积煤样灌入取样腔，外拔钻杆，档杆扣住钻孔壁将连接片前推，铁环片引拉套管前移越过取样腔的孔口，磁性挡块吸引铁环片密封取样腔；步骤4、取样结束后，拔出钻杆，卸下取样装置，连接井下解吸仪即可进行现场解吸。2CN111006900A说明书1/3页一种煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置及煤层取样方法技术领域[0001]本发明属于煤矿安全技术领域，尤其涉及一种煤层瓦斯含量测试钻孔定点取样装置及煤层取样方法。背景技术[0002]煤层瓦斯含量是矿井瓦斯抽采设计与灾害预报预测的基础参数，随着我国煤矿采深的逐年递增，瓦斯灾害严重威胁煤矿工人的安全，准确地测定煤层瓦斯含量能保证煤矿的安全生产和煤矿工人的生命安全；瓦斯煤层抽采效果直接影响煤层瓦斯含量测定的准确性，使用长钻孔进行预抽，其抽采控制区域和范围显著增加，但较长钻孔孔底位置的瓦斯含量取样测试存在较大误差则严重影响矿井抽采设计与评估。[0003]当前使用直接法对长钻孔孔底的煤样进行瓦斯含量取样测试的装置及取样方法有两类：一是开放式取样，如单层取芯管等直接钻取煤层岩芯进行取样，该取样装置及方法由于退钻换钻时间过长使得计算得出的瓦斯含量误差较大；二是封闭式取样，使用复杂的双层或多层套管机械结构完成取芯以及密封操作，该方法需要更换钻头装置，操作较为复杂，操作不便且成本较高。发明内容[0004]针对现