CN206038490U - 一种单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻探设备技术领域，涉及一种单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置，可拆卸连接杆左右两端的封闭腔外侧安装有四个封闭气囊，每个封闭期囊内设置四个封闭腔泄漏孔，右端封闭腔的右侧开有两个腔体进入孔，封闭管路接口和测量管路接口贯入封闭腔内，右端封闭腔的左侧接有泄漏接口和联通接口，泄漏接口通过联通管路与测量管路接口连通，联通接口与设置在左端封闭腔右侧的联通接口连通，右端封闭腔的右端安装有探头总接口可拆卸连接杆的两端外周侧面上开有两组测量段泄漏孔；其结构简单，使用方便，且零部件轻便、组装快速、成本低，探测过程稳定、准确，适合于井下复杂情况时的煤层围岩采动裂隙发育探测。

Description

一种单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置

技术领域：

本实用新型属于钻探设备技术领域，涉及一种单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置，通过探测煤层开采后围岩裂隙发育特征，研究煤矿生产过程煤层围岩裂隙发育特征及演化机理问题。

背景技术：

目前，煤矿在我国能源消费占比虽然持续下降，但首要地位却并未发生动摇，煤炭资源开采涉及的安全问题依旧是我国能源行业安全监察的重点问题。煤层在开采过程中，由于失去煤层的支撑作用，采空区上覆顶板、下伏底板及周围的煤体均会在矿山压力的作用下发生失稳、破裂、移动，最终达到重新的稳定状态。而围岩破坏发育的裂隙，则是地下流体发生运移的人为通道，例如在华南地区，顶底板导水裂隙带将造成覆岩及底板岩层中的强含水体直接进入采动空间；华北地区的太原组煤层开采过程中，底板导水裂隙带极大的减少了有效隔水层的厚度，导致底板突水频发；西北地区逐步成为我国煤炭资源开发的重点区域，煤炭产能在近期及未来均占全国首位，由于西北侏罗系煤田层位新、埋藏浅，煤层开采引起的导水裂隙使得第四系含水层水漏失，因而导致生态、地下水环境等问题。综上所述，采动围岩裂隙，特别是导水裂隙发育是对底板突水、顶板透水、保水采煤等一系列热点问题的研究基础，而对导水裂隙带的探测，则是工程实践问题中的重点及难点。

目前，导水裂隙带探测技术主要包括物探领域及钻探领域，而钻探方法是最直观、最实用的一种方法，双端封堵测漏装置也是目前最有效的一种探测导水裂隙带高度的装置，但是在长期的工程实践中，其自身存在着很多的缺陷，特别是该装置必须使用气、水源两种动力，(其中利用气进行封堵、利用水进行裂隙发育探测)，但是大部分的井下现场条件并不同时具备这种条件，特别是停采工作面裂隙探测、首采工作面裂隙探测时气及水管道均进行了拆除，探测时必须重新架设管道；第二，双端封堵测漏装置目前的记录方式依然是秒表读数记录水表流量，方式落后且数据不准确；第三，双端封堵测漏装置中的水使用的传输管道为钻杆，在探测过程中必须保证钻杆与钻杆连接紧密且不漏水，这种状态是不可能存在的，某些钻杆段肯定存在漏水，由于裂隙探测就是观测封堵段的漏水情况，这样就极大的降低了裂隙探测的准确性；第四，无论是封堵操作装置还是注水装置，其设计较为复杂，管道连接混乱，特别是封堵装置经常造成气囊的涨裂，注水装置经常发生水表爆裂及泥沙阻塞。在煤层较厚的情况下，观测孔设置一般较长，井下探测时钻杆一般借助钻机推进，观测时进度极其缓慢，由于封堵装置使用的通气软管位于钻杆外侧，因此在钻杆推进过程中经常发生软管破损，造成气囊无法封闭，最终只能重新退回、重新推进、重新测量，这样就浪费了大量的人力、物力和时间。因此，迫切需要开发一种新颖的、高效的单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置，在有限条件下(单一动力源)准确地测量围岩采动裂隙发育情况。

发明内容：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置，在有限条件下(单一动力源)准确地测量围岩采动裂隙发育情况，进而研究煤矿生产过程煤层围岩裂隙发育特征及演化机理问题。

为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括封闭管路接口、测量管路接口、封闭气囊、封闭腔、腔体进入孔、探头总接口、密封管路接口密封件、封闭腔泄漏孔、联通管路、泄漏接口、联通接口、测量段泄漏孔和可拆卸连接杆，管径为60mm的可拆卸连接杆的左右两端分别设有一个封闭腔，封闭腔由管径为75mm的密封钢管组成，每个封闭腔的外侧对称式安装有四个管径为80mm的封闭气囊，封闭气囊采用内衬软布外包软型橡胶套制成，每个封闭期囊内设置四个封闭腔泄漏孔，用于泄漏封闭动力介质使封闭气囊鼓胀；右端封闭腔的右侧开有两个腔体进入孔，腔体进入孔处安装有涂有密封胶的密封管路接口密封件，封闭管路接口和测量管路接口分别通过腔体进入孔贯入封闭腔内，封闭管路接口和测量管路接口均为管径10mm的钢制管并分别接入封闭软管和测量软管；右端封闭腔的左侧接有泄漏接口和联通接口，泄漏接口通过联通管路与测量管路接口连通，联通接口与设置在左端封闭腔右侧的联通接口通过联通管路连通，右端封闭腔的右端安装有管径为55mm探头总接口，探头总接口与外部的钻杆连接；可拆卸连接杆的两端外周侧面上均匀开有两组测量段泄漏孔，每组测量段泄漏孔设置四个孔成圈均匀分布于可拆卸连接杆一周，用于均匀泄漏释放测量介质。

本实用新型通过设置双封闭气囊，在测量时能够更加严密的封闭测量空间；利用简单的管道连接、可拆卸组件等结构设计，极大提高了器械搬运方便程度；单端双气囊设置了统一的气腔空间，保证了在封闭过程中双气囊能够同时鼓胀、封闭，而且可拆卸连接杆设置了两端泄漏孔，保证了测量介质能够均匀泄漏，提高了探测的准确性。

本实用新型与现有技术相比，其结构简单，使用方便，且零部件轻便、组装快速、成本低，探测过程稳定、准确，特别适合于井下复杂情况时的煤层围岩采动裂隙发育探测。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例：

本实施例的主体结构包括封闭管路接口1、测量管路接口2、封闭气囊3、封闭腔4、腔体进入孔5、探头总接口6、密封管路接口密封件7、封闭腔泄漏孔8、联通管路9、泄漏接口10、联通接口11、测量段泄漏孔12和可拆卸连接杆13，管径为60mm的可拆卸连接杆13的左右两端分别设有一个封闭腔4，封闭腔4由管径为75mm的密封钢管组成，每个封闭腔4的外侧对称式安装有四个管径为80mm的封闭气囊3，封闭气囊3采用内衬软布外包软型橡胶套制成，每个封闭期囊3内设置四个封闭腔泄漏孔8，用于泄漏封闭动力介质使封闭气囊鼓胀；右端封闭腔4的右侧开有两个腔体进入孔5，腔体进入孔5处安装有涂有密封胶的密封管路接口密封件7，封闭管路接口1和测量管路接口2分别通过腔体进入孔5贯入封闭腔4内，封闭管路接口1和测量管路接口2均为管径10mm的钢制管并分别接入封闭软管和测量软管；右端封闭腔4的左侧接有泄漏接口10和联通接口11，泄漏接口10通过联通管路9与测量管路接口2连通，联通接口11与设置在左端封闭腔4右侧的联通接口11通过联通管路9连通，右端封闭腔4的右端安装有管径为55mm探头总接口6，探头总接口6与外部的钻杆连接；可拆卸连接杆13的两端外周侧面上均匀开有两组测量段泄漏孔12，每组测量段泄漏孔12设置四个孔成圈均匀分布于可拆卸连接杆13一周，用于均匀泄漏释放测量介质。

Claims (1)

1.一种单动力源双通道围岩采动裂隙探头装置，其特征在于主体结构包括封闭管路接口、测量管路接口、封闭气囊、封闭腔、腔体进入孔、探头总接口、密封管路接口密封件、封闭腔泄漏孔、联通管路、泄漏接口、联通接口、测量段泄漏孔和可拆卸连接杆，管径为60mm的可拆卸连接杆的左右两端分别设有一个封闭腔，封闭腔由管径为75mm的密封钢管组成，每个封闭腔的外侧对称式安装有四个管径为80mm的封闭气囊，封闭气囊采用内衬软布外包软型橡胶套制成，每个封闭期囊内设置四个封闭腔泄漏孔，右端封闭腔的右侧开有两个腔体进入孔，腔体进入孔处安装有涂有密封胶的密封管路接口密封件，封闭管路接口和测量管路接口分别通过腔体进入孔贯入封闭腔内，封闭管路接口和测量管路接口均为管径10mm的钢制管并分别接入封闭软管和测量软管；右端封闭腔的左侧接有泄漏接口和联通接口，泄漏接口通过联通管路与测量管路接口连通，联通接口与设置在左端封闭腔右侧的联通接口通过联通管路连通，右端封闭腔的右端安装有管径为55mm探头总接口，探头总接口与外部的钻杆连接；可拆卸连接杆的两端外周侧面上均匀开有两组测量段泄漏孔，每组测量段泄漏孔设置四个孔成圈均匀分布于可拆卸连接杆一周。