CN106840755A - 一种井下煤体内定点快速取样的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下煤体内定点快速取样的装置，前连杆的中间沿圆周方向开有长形槽，所述连杆套短节的内部开有方形槽，所述方形槽内设有一滑块，所述滑块的一侧与所述长形槽的边缘相抵，所述滑块的两侧均与所述方形槽的边缘相抵，所述取样件向前移动而推动所述滑块从而带动所述保护件运动而到达取样点，所述取样件向后移动直至滑块落入所述长形槽的另一侧，并与所述长形槽另一测的边缘相抵而进行取样至取样腔。本发明的上提、下放装置简单、方便、快捷，无需更换井下辅助、动力设备，取样完整，纯度高。

Description

一种井下煤体内定点快速取样的装置

技术领域

本发明涉及煤体内取样的装置，尤其涉及一种井下煤体内定点快速取样的装置。

背景技术

在煤层气探测开发过程中，由于需要通过煤样解析来测定煤层中瓦斯的含量，所以就必须通过钻孔取煤样的方法来获取测定样本。

早期大多数取样方法都是采用在预测钻孔孔口收集钻屑的方法，这种方法存在着三个大问题：1、采取的样品不纯，在孔口收集的钻屑内包括煤壁上切割下来的煤样，以及钻杆在钻探到指定位置过程中在煤体上切割下来的煤样以及在煤中夹矸上切割下来的碎屑，所以不能保证取到的煤样为定点测定的煤样。2、采样位置不准确，在孔口收集到的煤样不能够确定是在哪一个深度所钻屑出来的煤样。3、孔口煤样在空气中曝光时间较长，对后期进行瓦斯含量测定结果的准确度有较大的影响。

近期取样采用的方法都是较为复杂的取样装置，而且通过取样装置所取到的样品都为粉末状及小碎块，在这些样品中可能会存在一些由于过断层、石包等地质构造或者煤层中夹矸时所钻切下来的碎屑，不能够保证煤样的样本纯度。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种取样方便，取样完成纯度高，且能适用于不同深度的定点取样。

本发明的实施例提供一种井下煤体内定点快速取样的装置，包括取样件和保护件，所述取样件插在保护件中，所述取样件包括前连杆、连杆头、后连杆、取样腔和取样头，所述前连杆、连杆头、后连杆、取样腔和取样头依次连接，所述保护件包括上连杆套接头、连杆套短节和拉杆外套，所述上连杆套接头、连杆套短节和拉杆外套依次连接，所述前连杆的中间沿圆周方向开有长形槽，所述连杆套短节的内部开有方形槽，所述方形槽内设有一滑块，所述滑块的一侧与所述长形槽的边缘相抵，所述滑块的两侧均与所述方形槽的边缘相抵，所述取样件向前移动而推动所述滑块从而带动所述保护件运动而到达取样点，所述取样件向后移动直至滑块落入所述长形槽的另一侧，并与所述长形槽另一侧的边缘相抵而取样至取样腔。

进一步，所述长形槽包括第一凹面，坡面和第二凹面，所述第一凹面，坡面和第二凹面一体成型，所述第一凹面在第二凹面的前方，所述坡面的底端连接第一凹面，所述坡面的上端连接第二凹面，所述第一凹面和第二凹面的长度均与滑块的长度相适配，所述第一凹面的深度与滑块的厚度相适配，所述第二凹面的深度与滑块一半的厚度相适配。

进一步，所述方形槽的长度与滑块的长度相适配，所述方形槽的深度与滑块一半的厚度相适配。

进一步，所述滑块与方形槽之间设有弹簧，所述方形槽上开有孔眼，所述弹簧从孔眼内插入，所述孔眼外侧套有一橡皮套，所述橡皮套将弹簧限定在孔眼内。

进一步，所述前连杆在保护件内的一端与连杆头连接，所述前连杆在保护件外的一端固接一凸台，所述凸台的直径大于保护件的孔径，所述连杆头的直径大于前连杆的直径，并小于保护件的孔径，所述上连杆套接头和连杆套短节在凸台和连杆头之间运动。

进一步，所述长形槽的数量为3个，所述长形槽沿前连杆的圆周方向等间距分布。

进一步，所述取样腔由数个分支取样腔连接而成，所述取样腔的长度能根据煤矿井的深度进行调节，取样时，所述取样头伸出保护件，取样后，所述取样头回缩至保护件内。

进一步，所述取样头包括限位部和抓取部，所述抓取部与限位部连接，所述抓取部在限位部的前端，所述限位部限制抓取部的抓取深度，所述抓取部包括三个抓取分支，三个抓取分支等间距分布。

进一步，所述前连杆、连杆头、后连杆、取样腔和取样头依次通过螺纹配合连接，所述上连杆套接头、连杆套短节和拉杆外套依次通过螺纹配合连接，所述连杆头和后连杆间通过与连杆接头的螺纹配合连接。

进一步，所述拉杆外套和上连杆套接头的外壁上设有凸起，所述凸起的两端为圆形倒角。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的上提、下放装置简单、方便、快捷，无需更换井下辅助、动力设备，直接安装于钻杆最前部，即可工作、使用；取样完整，纯度高，在上提过程中，取样头被束缚于保护件的内腔，与外部环境接触面积小，有效降低后期煤样煤层气/瓦斯含量的测定误差；能根据煤矿井的深度调节本装置的长度，有效实现定点取样；适用范围广泛，可用于近水平孔眼、垂直孔眼、倾斜孔眼的取样。

附图说明

图1是本发明一种井下煤体内定点快速取样的装置的一示意图。

图2是图1中装置的部分剖面图。

图3是图2的另一示意图。

图4是图1中装置的保护件的剖面图。

图5是图1中装置的取样头的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种井下煤体内定点快速取样的装置，包括取样件1和保护件2，取样件1插入保护件2中。

取样件1包括前连杆11、连杆头12、后连杆13、取样腔14和取样头15，前连杆11、连杆头12、后连杆13、取样腔14和取样头15依次连接，在一实施例中，前连杆11、连杆头12、后连杆13、取样腔14和取样头15依次优选通过螺纹配合连接，连杆头12和后连杆13间通过与连杆接头(图中未示出)的螺纹配合连接。

请参考图1和图5，取样腔14由数个分支取样腔141连接而成，取样腔14的长度能根据煤矿井的深度进行调节，便于对不同深度的煤矿井进行定点取样。

取样头15包括限位部151和抓取部152，抓取部152与限位部151连接，抓取部152在限位部151的前端，抓取部152包括三个抓取分支1521，三个抓取分支1521等间距分布，三个抓取分支1521插入煤体中抓取煤体时，三个抓取分支1521张开，当煤体碰触到限位部151时，抓取分支1521达到张开极限，从而通过限位部151限制抓取部152的抓取深度，三个抓取分支1521既能保证抓取动作的顺利进行，而且能更好适应抓取强度，使用寿命延长。

请参考图2和图3，前连杆11的中间沿圆周方向开有长形槽111，长形槽111沿前连杆11的圆周方向等间距分布，长形槽111的数量优选为3个。在一实施例中，长形槽111包括第一凹面1111，坡面1112和第二凹面1113，第一凹面1111，坡面1112和第二凹面1113一体成型，第一凹面1111在第二凹面1113的前方，坡面1112的底端连接第一凹面1111，坡面1112的上端连接第二凹面1113。

请参考图1，保护件2包括上连杆套接头21、连杆套短节22和拉杆外套23，上连杆套接头21、连杆套短节22和拉杆外套23依次连接，在一实施例中，上连杆套接头21、连杆套短节22和拉杆外套23依次优选通过螺纹配合连接。

请参考图4，连杆套短节22的内部开有方形槽221，方形槽221和长形槽111的数量和位置相适配。

请参考图2和图3，方形槽221内设有一滑块222，滑块222的一侧与长形槽111的边缘相抵，滑块222的两侧均与方形槽111的边缘相抵，取样件1向前移动而推动滑块222从而带动保护件2运动而到达取样点，取样件1向后移动直至滑块222落入长形槽111的另一侧，并与长形槽111另一侧的边缘相抵而取样至取样腔14，在一实施例中，长形槽111的第一凹面1111和第二凹面1113的长度均与滑块222的长度相适配，方形槽221的长度与滑块222的长度相适配，第一凹面1111的深度与滑块222的厚度相适配，第二凹面1113的深度与滑块222一半的厚度相适配，方形槽221的深度与滑块222一半的厚度相适配。

在一实施例中，滑块222与方形槽221之间设有弹簧223，方形槽221上开有孔眼2211，弹簧223从孔眼2211内插入，孔眼2211外侧套有一橡皮套2212，橡皮套2212将弹簧223限定在孔眼2211内。

前连杆11在保护件2内的一端与连杆头12连接，前连杆11在保护件2外的一端固接一凸台112，凸台112的直径大于保护件2的孔径，连杆头12的直径大于前连杆13的直径，并小于保护件2的孔径，上连杆套接头21和连杆套短节22在凸台112和连杆头12之间运动，实现对取样件1的运动限位。

取样时，取样头15伸出保护件2，取样后，取样头15回缩至保护件2内，有效保证所取样品在提拉出来过程中不受污染。

拉杆外套23和上连杆套接头21的外壁上设有凸起211，凸起211的两端为圆形倒角(图中未示出)，通过在外壁上设凸起211，在提拉时，有效增加上连杆套接头21和拉杆外套23与煤壁的摩擦。

工作过程：将前连杆11的凸台112安装在钻杆的前端，取样前，如图2所示，方形槽221内的滑块222一半位于长形槽111的第二凹面1113中，通过钻杆推动前连杆11，前连杆11向前运动，依次带动连杆头12、后连杆13、取样腔14和取样头15向前移动进而带动取样件1的移动，同时，前连杆11的移动推动滑块222向前移动，滑块222的移动带动方形槽221的移动，方形槽221的移动进而带动整个保护件2的移动，使整个装置同时移动至取样点。

将前连杆11向上提拉，随着前连杆11向上提拉，方形槽221内的滑块222落入长形槽111的第一凹面1111中，如图3所示，前连杆11被卡住，取样头15完全回缩至保护件2内，再适度旋转前连杆11，方形槽221和长形槽111错开，将保护件2和取样件1之间卡死，取样完成后，继续向上提拉前连杆11，通过连杆套短接22对连杆头12的限制将整个装置提拉出来，煤样被完整，无污染的保留在取样腔14内。

本发明的上提、下放装置简单、方便、快捷，无需更换井下辅助、动力设备，直接安装于钻杆最前部，即可工作、使用；取样完整，纯度高，在上提过程中，取样头被束缚于保护件的内腔，与外部环境接触面积小，有效降低后期煤样煤层气/瓦斯含量的测定误差；能根据煤矿井的深度调节本装置的长度，有效实现定点取样；适用范围广泛，可用于近水平孔眼、垂直孔眼、倾斜孔眼的取样。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下煤体内定点快速取样的装置，包括取样件和保护件，所述取样件插在保护件中，所述取样件包括前连杆、连杆头、后连杆、取样腔和取样头，所述前连杆、连杆头、后连杆、取样腔和取样头依次连接，所述保护件包括上连杆套接头、连杆套短节和拉杆外套，所述上连杆套接头、连杆套短节和拉杆外套依次连接，其特征在于，所述前连杆的中间沿圆周方向开有长形槽，所述连杆套短节的内部开有方形槽，所述方形槽内设有一滑块，所述滑块的一侧与所述长形槽的边缘相抵，所述滑块的两侧均与所述方形槽的边缘相抵，所述取样件向前移动而推动所述滑块从而带动所述保护件运动而到达取样点，所述取样件向后移动直至滑块落入所述长形槽的另一侧，并与所述长形槽另一侧的边缘相抵而取样至取样腔。

2.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述长形槽包括第一凹面，坡面和第二凹面，所述第一凹面，坡面和第二凹面一体成型，所述第一凹面在第二凹面的前方，所述坡面的底端连接第一凹面，所述坡面的上端连接第二凹面，所述第一凹面和第二凹面的长度均与滑块的长度相适配，所述第一凹面的深度与滑块的厚度相适配，所述第二凹面的深度与滑块一半的厚度相适配。

3.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述方形槽的长度与滑块的长度相适配，所述方形槽的深度与滑块一半的厚度相适配。

4.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述滑块与方形槽之间设有弹簧，所述方形槽上开有孔眼，所述弹簧从孔眼内插入，所述孔眼外侧套有一橡皮套，所述橡皮套将弹簧限定在孔眼内。

5.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述前连杆在保护件内的一端与连杆头连接，所述前连杆在保护件外的一端固接一凸台，所述凸台的直径大于保护件的孔径，所述连杆头的直径大于前连杆的直径，并小于保护件的孔径，所述上连杆套接头和连杆套短节在凸台和连杆头之间运动。

6.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述长形槽的数量为3个，所述长形槽沿前连杆的圆周方向等间距分布。

7.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述取样腔由数个分支取样腔连接而成，所述取样腔的长度能根据煤矿井的深度进行调节，取样时，所述取样头伸出保护件，取样后，所述取样头回缩至保护件内。

8.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述取样头包括限位部和抓取部，所述抓取部与限位部连接，所述抓取部在限位部的前端，所述限位部限制抓取部的抓取深度，所述抓取部包括三个抓取分支，三个抓取分支等间距分布。

9.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述前连杆、连杆头、后连杆、取样腔和取样头依次通过螺纹配合连接，所述上连杆套接头、连杆套短节和拉杆外套依次通过螺纹配合连接，所述连杆头和后连杆间通过与连杆接头的螺纹配合连接。

10.根据权利要求1所述的井下煤体内定点快速取样的装置，其特征在于，所述拉杆外套和上连杆套接头的外壁上设有凸起，所述凸起的两端为圆形倒角。