CN101581218B - 煤层气参数的简便随钻测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤层气参数的简便随钻测量装置，包括钻杆和钻头，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通孔，所述钻杆的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表。一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如下步骤：在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动煤层气参数的简便随钻测量装置施工钻孔；钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤层气参数测量仪器仪表；钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。本发明能够提高测量精度，操作简便、测量时间短，能够实现随钻连续测量。

Description

煤层气参数的简便随钻测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种煤层气参数的测量装置及方法，尤其涉及一种煤层气参数的简便随钻测量装置及方法。
背景技术
矿井瓦斯事故是煤矿生产中最严重的自然灾害之一，煤层气(瓦斯)压力是瓦斯从煤层中涌出的动力；而煤层瓦斯含量是表征煤层瓦斯赋存状况，评价煤矿开发条件，确定煤矿安全技术措施以及瓦斯开发利用的重要依据之一。所以，煤层中开拓掘进和采煤过程中经常要对瓦斯压力/含量进行测量。目前，国内外测定瓦斯压力的已有技术都是采用从岩巷(煤巷)向煤层打钻孔，从钻孔中引出一个管子，并用粘土、水泥砂浆、胶圈、胶囊等固体物直接封孔，通过从钻孔中引出的测压管，直接用压力表读出瓦斯压力值。这种测压方法在封孔段岩石坚硬致密的条件下可以得到正确的瓦斯压力值，但是由于与煤层直接接触的顶、底板岩层多为砂页岩层，在砂页岩层中钻孔(孔径一般为75毫米)后，孔壁周围往往存在微裂隙，封孔的固体物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，因而容易漏气。煤层的透气性很低，钻孔的微量漏气将使测出的压力值大大低于煤层真实的瓦斯压力，这样会导致错误的技术判断，造成巨大的事故。并且在这种情况下测取一个数据往往需要7～8个小时，花费大量的劳动力工时。特别是在软煤层不易成孔时，该法就不能再用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能够提高测量精度，并且操作简便、测量时间短的煤层气参数的随钻测量装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供一种简便随钻测量装置，包括钻杆和钻头，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通孔，所述钻杆的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表。
进一步，所述供煤层气通过的通孔位于与钻头相连的钻杆上靠近钻头的部位。
进一步，所述供煤层气通过的通孔在杆身的同一个横截面上的数量为两个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔的轴线交错90°布置。
进一步，所述测量煤层气参数的仪器仪表具体为二次仪表，如压力表或含量计，连接于所述钻杆的后部。
本发明还提供一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如下步骤：
1)在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动所述的煤层气参数的简便随钻测量装置施工钻孔；
2)钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤层气参数测量仪器仪表；
3)钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
进一步，还包括如下步骤：
4)使钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开；
5)将钻机与钻杆重新连接，继续向下一个需要测量的深度打孔；
6)钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表相连；
7)通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
进一步，所述煤层气参数为煤层气压力和/或含量，煤层气参数测量仪器仪表为二次仪表，如压力表和/或含量计。
本发明通过在钻头后附加一段特殊设计的钻杆，该装置是通过钻杆上设计的小孔在钻杆内空腔中进行集气，钻杆的外端采用二次仪表进行测量，可随时停钻进行煤层气压力和含量的测量，外设可直接链接各种二次仪表和测量仪器，可方便地在井下使用，能够提高测量精度，并且测量时间短，能够实现随钻连续测量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明的一种煤层气参数的简便随钻测量装置的剖视图；
图2为图1的A-A向剖视图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本发明实施例提供了一种煤层气参数的简便随钻测量装置，包括钻杆2和钻头1，钻杆2的杆身上集中设有多个供煤层气通过的通孔21。供煤层气通过的通孔21位于与钻头相连的钻杆2上靠近钻头1的部位。供煤层气通过的通孔21在杆身的同一个横截面上的数量为两个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔21的轴线交错90°布置(如图2所示)。
当使用时，将本实施例提供的煤层气参数的简便随钻测量装置通过钻机(图中未示出)钻入煤层中(可依据不同的深度选择不同节数的钻杆2)，钻杆2的后部可直接链接各种二次仪表和测量仪器(能够测量压力或含量的仪器仪表)，且这些仪表直接封闭钻杆后部的出口，经过一定时间使钻杆内气体的压力稳定后，即可方便地在井下测量煤层气参数，如压力/含量。
实施例2：
本发明实施例提供了一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如下步骤：
1)在井下工作面选择需要测量的位置，按照设计好的钻孔倾角、方位、和深度，用钻机驱动实施例1提供的煤层气参数的简便随钻测量装置施工钻孔；
钻孔时，边使钻杆旋转，边往钻杆内部打入高压气体，高压气体从钻头的开口及供煤层气通过的通孔喷出，起到向外排煤屑和防止钻杆内部进入煤屑的作用。
2)钻完孔后停机，使钻杆停止旋转及停止打气，然后使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接链接各种二次仪表等测量仪器(能够测量压力或含量的仪器仪表)。
3)经过一定时间后，使钻杆内气体的压力稳定后，通过二次仪表和测量仪器测量煤层气参数，如压力/含量。
当需要测量更深处的煤层气参数时，可以直接利用上一次的测量孔来继续测量，此时还需要包括如下步骤：
4)使钻杆2的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开；
5)将钻机与钻杆2重新连接，继续向下一个需要测量的深度打孔；
6)钻完孔后停机，使钻杆2与钻机脱离，再将钻杆2的后部与煤层气参数测量仪器仪表相连；
7)通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。

Claims (7)

1.一种煤层气参数的简便随钻测量装置，包括钻杆和钻头，其特征在于，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通孔，所述钻杆的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表。
2.根据权利要求1所述的煤层气参数的简便随钻测量装置，其特征在于，所述供煤层气通过的通孔位于与钻头相连的钻杆上靠近钻头的部位。
3.根据权利要求1所述的煤层气参数的简便随钻测量装置，其特征在于，所述供煤层气通过的通孔在杆身的同一个横截面上的数量为两个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔的轴线交错90°布置。
4.根据权利要求1所述的煤层气参数的简便随钻测量装置，其特征在于，所述测量煤层气参数的仪器仪表具体为二次仪表，该二次仪表为压力表或含量计，连接于所述钻杆的后部。
5.一种煤层气参数的简便随钻测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动权利要求1所述的煤层气参数的简便随钻测量装置施工钻孔；
2)钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤层气参数测量仪器仪表；
3)钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
6.根据权利要求5所述的煤层气参数的简便随钻测量方法，其特征在于，还包括如下步骤：
4)使钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开；
5)将钻机与钻杆重新连接，继续向下一个需要测量的深度打孔；
6)钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表相连；
7)通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
7.根据权利要求5所述的煤层气参数的简便随钻测量方法，其特征在于，所述煤层气参数为煤层气压力和/或含量，煤层气参数测量仪器仪表为二次仪表，该二次仪表为压力表和/或含量计。
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