CN206531666U

CN206531666U - 一种井下深孔二级反风定点取样装置

Info

Publication number: CN206531666U
Application number: CN201720033826.7U
Authority: CN
Inventors: 王俊铭; 魏国营; 张书军; 李娇娇; 秦宾宾; 亢方超
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2027-01-12

Abstract

本实用新型公开了一种井下深孔二级反风定点取样装置，包括：取样钻头、取样钻杆、孔口密封装置、压风装置；取样钻头为三翼合金钻头，钻头正前有三个进屑孔；取样钻杆为外壁光洁的圆钻杆，孔口密封装置为两级密封，分别用胶囊密封，一级密封位于两法兰之间，二级密封位于第二段套管末端，套管分为两段，第一段用合成树脂固定在钻孔煤壁上，第二段用法兰和第一段连接；压风装置分为两级，分别通过压风管路和位于套管上的压风接口对接，一级压风接口位于煤壁和一级密封之间，二级压风接口位于一级密封和二级密封之间。本实用新型是针对煤样定点采集困难、取样时间长的问题，可以做到取样迅速、准确定位采样位置的井下深孔二级反风定点取样装置。

Description

一种井下深孔二级反风定点取样装置

技术领域

本实用新型属于煤矿井下煤层瓦斯含量测定技术领域，尤其涉及一种煤层深孔定点取样装置。

背景技术

煤层瓦斯含量是矿井进行瓦斯抽采设计、通风设计、煤层气资源储量评估的基础参数。在煤矿瓦斯防治整个过程中，准确可靠地测定煤层瓦斯含量，是矿井进行区域突出危险性预测、区域措施效果检验的重要依据，也是采掘工作面实现安全采掘的可靠依据。然而在做区域措施前后，经常需要定点取样并准确测定瓦斯含量，虽然当前有一些设备或装置是针对突出危险性预测煤样定点采集的，但是其在实际操作和使用中也很难做到定点采集，或者是使用起来不方便。另外，采取大孔深时的煤样时，由于这些设备取样时间较长，煤样暴露时间长，致使瓦斯含量测量误差较大，准确性和可靠性不高。

除一些定点采样装置外，当前区域突出危险性预测采样工作除了取芯管法，普遍采用的方法是孔口接样法，该方法主要有两个较为严重的缺点：第一、采样位置不准确。由于风流经钻杆内部压入至孔底，并携带钻头破碎的煤钻屑运至孔口，当钻杆在煤层中运动时，煤屑也在钻孔中运动，于是各钻进段的煤屑混在一起，在孔口采集的煤样不能保证是指定深度的煤样，混样现象严重。第二、取样完成时间不准确。由于煤屑在钻孔中运动，由孔底至煤样罐的煤屑由于缺点一的原因，煤样的解吸时间不能确定。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便的深孔定点取样装置，解决孔口取样过程中混有钻进段残留煤粉、大孔深时取样时间长的问题，可以做到准确定位采样位置、取样时间短的深孔定点取样装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种井下深孔二级反风定点取样装置，包括：取样钻头、取样钻杆、孔口密封装置、压风装置；取样钻头为三翼合金钻头，钻头正前有三个进屑孔，取样钻杆为外壁光洁的圆钻杆，孔口密封装置为两级密封，分别用胶囊密封，一级密封位于两法兰之间，二级密封位于第二段套管末端，套管分为两段，第一段用合成树脂固定在钻孔煤壁上，第二段用法兰和第一段连接；压风装置分为两级，分别通过压风管路和位于套管上的压风接口对接，一级压风接口位于煤壁和一级密封之间，二级压风接口位于一级密封和二级密封之间。

三翼合金钻头，正前有三个进屑孔，直径为10mm~14mm。

圆钻杆外壁光洁且无毛刺，光洁度级别为6，对应的粗糙度为12.5mm~25mm。

所述孔口密封装置分为两级，密封胶囊位于套管内，套管分为两段，中间用法兰盘连接。

一级密封装置被螺栓螺母固定在两法兰之间，二级密封装置被带丝扣的圆环固定在套管末端。

所述压风装置分为两级，通过管路分别与套管上的压风接口连接。

所述一级压风接口位于煤壁和一级密封之间，二级压风接口位于一级密封和二级密封之间。

本实用新型是一种煤矿井下深孔定点取样装置，严格按照要求设计，原理科学、结构简单、操作方便，在取样的过程中具有大孔深、快速、定位准确的优点，可以实现采样位置准确、取样完成时间准确的效果，为煤矿瓦斯治理和防治等相关技术领域提供可靠的基础参数，具有较强的实用价值，易于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的井下深孔二级反风定点取样装置，包括取样钻头、取样钻杆、孔口密封装置、压风装置；取样钻头为三翼合金钻头1，钻头正前有三个进屑孔2，取样钻杆为外壁光洁的圆钻杆3，孔口密封装置为两级密封，分别用胶囊密封，一级密封段胶囊11位于两法兰10之间，二级密封段胶囊13位于第二段套管6末端，套管分为两段，第一段套管4一级压风接口9以上的部分用合成树脂8固定在钻孔煤壁7上，第二段用法兰10和第一段连接；压风装置分为两级，分别通过压风管路和位于套管上的压风接口对接，一级压风接口9位于煤壁7和一级密封之间，二级压风接口11位于一级密封和二级密封之间。

取样钻头为三翼合金钻头1，钻头正前方有三个进屑孔2，直径为10mm~14mm，与之同轴的取样钻杆为外壁光洁的圆钻杆3。

孔口密封装置为两级密封，分别用胶囊密封，一级密封段胶囊11位于两法兰盘10之间，二级密封段胶囊13位于第二段套管6尾部，第二段套管6最末端处用带有丝扣的圆环14进行固定；套管分为两段，第一段套管4一级压风接口9以上的部分用合成树脂8固定在钻孔煤壁7上，第二段套管6用法兰10与第一段对接，并用螺栓螺母5进行固定连接。

压风装置分为两级，分别通过压风管路和位于套管上的压风接口对接，一级压风接口9位于煤壁7和一级密封之间，二级压风接口12位于一级密封和二级密封之间，取样钻头、取样钻杆和两级密封装置为同轴线设置。

工作使用时，首先在掘进工作面迎头或回采工作面的顺槽内打一个孔径为108mm、孔深约2m的的钻孔，然后换上常规钻头继续钻进，施工至指定深度之前，按正常的钻进排渣工艺进行；当钻头钻进到预定取样位置时，停钻并换上专用的三翼合金钻头1，并将其送至钻孔底部，然后用合成树脂8将该取样装置第一段套管4上的一级压风接口9以上的部分用合成树脂7固定在钻孔煤壁6中，将该装置各部分进行连接密封，接着通过管路分别与各套管上的压风接口连接，风流由原来的从钻杆内部进风，变成现在的从由套管内壁和圆钻杆3构成的环形空间进风，然后从圆钻杆3内部回风，三翼合金钻头1破碎的煤屑通过钻头上面的进屑孔2沿着光洁的圆钻杆3内部携带至圆钻杆3底端，迅速用煤样罐进行接样；取样完毕后，退钻，退钻之前先关闭钻机和压风管路，然后取去深孔二级反风定点取样装置，并退出钻杆。

Claims

1.一种井下深孔二级反风定点取样装置，包括：取样钻头、取样钻杆、孔口密封装置、压风装置；取样钻头为三翼合金钻头，钻头正前有三个进屑孔，取样钻杆为外壁光洁的圆钻杆，孔口密封装置为两级密封，分别用胶囊密封，一级密封位于两法兰之间，二级密封位于第二段套管末端，套管分为两段，第一段用合成树脂固定在钻孔煤壁上，第二段用法兰和第一段连接；压风装置分为两级，分别通过压风管路和位于套管上的压风接口对接，一级压风接口位于煤壁和一级密封之间，二级压风接口位于一级密封和二级密封之间。

2.如权利要求1所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述三翼合金钻头，正前有三个进屑孔，直径为10mm~14mm。

3.如权利要求1所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述圆钻杆外壁光洁且无毛刺，光洁度级别为6级，对应的粗糙度为12.5mm~25mm。

4.如权利要求1所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述孔口密封装置分为两级，密封胶囊位于套管内，套管分为两段，中间用法兰盘连接。

5.如权利要求4所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述一级密封装置被螺栓螺母固定在两法兰盘之间。

6.如权利要求4所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述二级密封装置被带丝扣的圆环固定在第二段套管末端。

7.如权利要求1所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述压风装置分为两级，通过管路分别与套管上的压风接口连接。

8.如权利要求7所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述一级压风接口位于煤壁和一级密封之间。

9.如权利要求7所述的井下深孔二级反风定点取样装置，其特征在于：所述二级压风接口位于一级密封和二级密封之间。