CN209342415U - 一种煤矿井下取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种煤矿井下取样装置，该装置包括从左至右依次连接的钻杆转接头、悬挂机构、动力机构、分水球座、取样内筒、外筒和钻头，外筒分别与钻杆转接头和钻头连接，设置在外筒内部的悬挂机构、动力机构、分水球座和取样内筒依次顺序连接。其有益效果是：本实用新型采用模块化设计、双筒单动结构，解体性好、便于拆卸和维护；而且与各种钻机、钻具、泥浆泵、瓦斯解吸仪等设备的配套和衔接十分方便，全用过程操作简单，能够准确、完整、快速地提取高质量煤样。

Description

一种煤矿井下取样装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下瓦斯治理技术，特别是指一种煤矿井下取样装置。

背景技术

煤层瓦斯含量的测定是矿井资源勘探、开发以及瓦斯综合治理等领域一项重要工作；准确获取瓦斯含量数据对矿井开采设计、瓦斯灾害综合治理等意义重大。

目前，我国煤矿井下多采用直接取样，通过研究解吸规律的方法直接测定、计算瓦斯含量。在测定过程中，煤样的获取是关键环节，样品质量的好坏直接关系到含量测定的成功与否和准确程度。常规取样耗时长，煤样长时间暴露，造成数据结果存在较大误差，准确性不高。现有密闭保压取样设备和技术工艺，多应用于油田领域，费用较高，并不适合于煤矿井下，为满足井下瓦斯含量准确测定的要求，亟需一种新型煤矿井下取样装置，能够准确、快速、完整地取出高质量煤样。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中存在的问题，提出一种煤矿井下取样装置，能够最大限度地缩短煤样暴露时间，减少提钻和煤样装罐环节造成的气体损失，从而使气含量测试结果更加准确可靠。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种煤矿井下取样装置，该装置采用双筒单动结构，包括从左至右依次连接的钻杆转接头、悬挂机构、动力机构、分水机构、取样内筒、外筒和钻头。外筒分别与钻杆转接头和钻头连接，内部依次连接有悬挂机构、动力机构、分水机构和取样内筒，悬挂机构一端与钻杆转接头连接，利用轴承组实现内部连接构件与外筒的相对转动，实现双筒单动。动力机构采用液压原理，动力头推动带有齿条的动力筒，水压回路的切换采用投球方式，通过悬挂机构和动力机构的中心空腔到达分水机构实现。

取样内筒一端为解吸端，安装有解析阀，可实现井下快速解吸；一端为取样端，安装有球阀，球阀内设有球芯，与球芯连接的半齿轮与动力筒齿条配合，通过齿轮齿条配合改变球阀的开启关闭，实现煤样的密闭。

钻头包括嵌套连接的钻进钻头和取样钻头。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用模块化设计、双筒单动结构，解体性好、便于拆卸和维护；而且与各种钻机、钻具、泥浆泵、瓦斯解吸仪等设备的配套和衔接十分方便，全用过程操作简单，能够准确、完整、快速地提取高质量煤样。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型侧面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

1钻杆转接头、2悬挂机构、3动力机构、4分水机构、5取样内筒、6外筒、7钻头、51解析阀、52球阀

如图1~图2所示一种煤矿井下取样装置，该装置包括从左至右依次连接的钻杆转接头1、悬挂机构2、动力机构3、分水机构4、取样内筒5、外筒6和钻头7，外筒6分别与钻杆转接头1和钻头7连接，设置在外筒6内部的悬挂机构2、动力机构3、分水机构4和取样内筒5依次顺序连接；悬挂机构2利用轴承组实现内部连接构件与外筒6的相对转动，动力机构3采用液压原理和齿轮齿条配合实现密封，悬挂机构2和动力机构3的中心构件均为环筒式，分水机构能实现液压水路的切换，与取样内筒5采用转动连接。

取样内筒5一端为取样端，另一端为解吸端，在取样内筒5的取样端安装有球阀52，球阀52与动力机构3中动力筒配合，在取样内筒5解吸端安装有解析阀51。

钻头7包括嵌套连接的大钻头71和取样钻头72。

该装置的使用主要包括以下几个阶段：

非取样钻进阶段：架设钻机采用常规钻具对煤层进行非取心钻进，当达到设计孔深后停钻，并快速退出钻具，必要时进行扩孔钻进。

密闭取样钻进阶段：换装密闭取心装置，快速送至孔底，直至待取样位置，进行取样钻进，此时大钻头71进行破碎煤层，煤样顺着取样钻头72球阀52内径口进入取样筒，当达到取样长度后停止钻进，获得足够的煤样。

取样筒密闭阶段：在钻杆接口处投入橡胶球，在水压作用下橡胶球沿着管路到分水机构4，继续加压至设计压强，使动力头剪断销钉，向前推动动力筒，关闭球阀52，割断煤样，并密闭取样内筒5。

密闭效果检测阶段：提钻至孔口，取出取样内筒5，检查球阀52的关闭情况，若关闭良好，无漏气泄压，则试验成功，可进行解吸。

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

Claims (3)

1.一种煤矿井下取样装置，其特征在于：该装置包括从左至右依次连接的钻杆转接头、悬挂机构、动力机构、分水机构、取样内筒、外筒和钻头，所述外筒分别与所述钻杆转接头和所述钻头连接，设置在所述外筒内部的所述悬挂机构、所述动力机构、所述分水机构和所述取样内筒依次顺序连接；所述悬挂机构利用轴承组实现内部连接构件与所述外筒的相对转动，所述悬挂机构和所述动力机构的中心构件均为环筒式，所述分水机构能实现液压水路的切换，与所述取样内筒采用转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于：所述取样内筒一端为取样端，另一端为解吸端，在所述取样内筒的取样端安装有球阀，所述球阀与动力机构中动力筒配合，在所述取样内筒解吸端安装有解析阀。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下取样装置，其特征在于：所述钻头包括嵌套连接的大钻头和取样钻头。