CN220203885U - 充放水切换器及基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤矿防治水中的两带探测技术领域，具体公开了一种充放水切换器及基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置。本实用新型的充放水切换器，将其应用于基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，在测量前，将高压水注入充水仓，并继续经第二充水嘴及充放水管路对第一囊体和第二囊体注水充压，使第一囊体和第二囊体升高到设定压力值以封堵钻孔待测量区域的上、下端；在测量后，通过排水泵排水经第一管路降低放水仓的气压，使压力阀导通，第一囊体和第二囊体内的高压水经充放水管路快速排放至放水仓，使第一囊体和第二囊体降低到设定压力值，使第一囊体、第二囊体不再膨胀，方便将测量终端移动至钻孔内新的待测量区域进行测量。

Description

充放水切换器及基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置

技术领域

本实用新型属于煤矿防治水中的两带探测技术领域，涉及一种充放水切换器及基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置。

背景技术

目前，在煤矿防治水施工中双端堵水器是测量两带发育高度的常用设备，其原理是利用气囊封堵钻孔中的一段区域，并向该区域注入稳定的水流，根据水流的漏失量确定该区域所在层位的裂隙发育程度和地层破坏程度，确定破碎带所处的位置。而对于传统的单钻孔注水法，有着操作复杂、测试程序多、消耗时间长的不足。究其原因，目前的双端堵水器配合注水设备进行施工操作，操作较繁琐，作业效率较低。有部分双端堵水器，其有将气囊替换为水囊的设计，操作相对简单，但水囊充、放水的效率不高。特别是水囊放水，受限于与水囊连接管路的管径，由于钻孔沿程阻力的存在，水囊放水将变得极为困难。而对于单钻孔注水法，只有水囊充水达到设定压力才能开始注水测量，只有水囊放水达到设定压力才能移动至钻孔内新的待测量区域进行注水测量，这导致作业效率也较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种充放水切换器及基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，以简化操作，提高囊体充、放水的效率。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种充放水切换器，所述充放水切换器设置有充水仓和放水仓；所述充水仓的下端连接有第一充水嘴，所述第一充水嘴内设置有朝向充水仓单向导通的第一单向阀，所述充水仓的上端连接有第二充水嘴；所述放水仓的上端连接第一放水嘴，所述第一放水嘴内设置有朝向放水仓单向导通的压力阀，所述放水仓的下端连接第二放水嘴，所述第二放水嘴内设置有背离放水仓单向导通的第二单向阀；所述第一充水嘴和所述第二放水嘴用于连接高压供水管路，所述第二充水嘴和所述第一放水嘴用于经管路连接囊体。

优选的，所述放水仓连接有背离放水仓单向导通的第三单向阀。

优选的，所述第三单向阀与所述放水仓的连通位置不位于所述放水仓的下端。

优选的，所述压力阀包括阀体和阀芯，所述阀体上设置有进水口和出水口，所述阀体内部设置有阀口，所述阀芯包括阀杆和设置于阀杆一端的阀片，所述阀杆的另一端经弹簧连接阀体；在弹簧的作用下，所述阀片贴合所述阀口朝向出水口的一侧。

一种基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，包括推送器、推送管、注水管、第一囊体、第二囊体、高压供水管路、压力调节器、排水泵和流量调节器，还包括上述的充放水切换器；

所述推送器的末端连接若干节推送管，所述推送器能将所述推送管推送至钻孔内部；

最末一节推送管连接并连通所述注水管，注水管的侧壁开设注水孔；

所述注水管的两端分别设置所述第一囊体和所述第二囊体；

所述推送管上设置所述充放水切换器，所述第二充水嘴和所述第一放水嘴用于经充放水管路连接所述第一囊体和第二囊体；

所述高压供水管路连接压力调节器再经第一管路并联连接所述第一充水嘴和所述第二放水嘴，第一管路上连接所述排水泵；所述高压供水管路经第二管路依次连接流量调节器和推送管。

优选的，所述充放水管路和所述注水管同轴布置，所述充放水管路位于所述注水管的内部。

优选的，所述推送器设置为钻机。

优选的，所述排水泵设置为手摇式排水泵。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

如上所述，本实用新型述及了一种充放水切换器，将其应用于基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，在推送器带动推送管将测量终端(第一囊体、第二囊体及注水管)推送至钻孔待测量区域后；在测量前，由高压供水管路、压力调节器经第一管路及第一充水嘴将高压水注入充水仓，并继续经第二充水嘴及充放水管路对第一囊体和第二囊体注水充压，使第一囊体和第二囊体升高到设定压力值以封堵钻孔待测量区域的上、下端；在测量过程中，充水仓内的高压水实现对第一囊体和第二囊体的持续保压；在测量后，通过排水泵排水经第一管路降低放水仓的气压，使压力阀导通，第一囊体和第二囊体内的高压水经充放水管路快速排放至放水仓，使第一囊体和第二囊体降低到设定压力值，使第一囊体、第二囊体不再膨胀，方便将测量终端移动至钻孔内新的待测量区域进行测量；如此，操作简单，提高囊体充、放水的效率，也提高了测量作业效率。

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。

图1为本实用新型实施例中充放水切换器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中压力阀的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中测量终端、充放水切换器及推送管的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中排水泵的俯视图。

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的一部分实施例，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做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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例：

如图1至5所示，本实施例中充放水切换器，充放水切换器1设置有充水仓11和放水仓12。充水仓11的下端连接有第一充水嘴21，第一充水嘴21内设置有朝向充水仓11单向导通的第一单向阀41，充水仓11的上端连接有第二充水嘴22。放水仓12的上端连接第一放水嘴31，第一放水嘴31内设置有朝向放水仓12单向导通的压力阀5，放水仓12的下端连接第二放水嘴32，第二放水嘴32内设置有背离放水仓12单向导通的第二单向阀42。第一充水嘴21和第二放水嘴32用于连接高压供水管路7，第二充水嘴22和第一放水嘴31用于经管路连接囊体(第一囊体641和第二囊体642)。

放水仓12连接有背离放水仓12单向导通的第三单向阀43，具体的，第三单向阀43与放水仓12的连通位置位于放水仓12的中间偏上一端。

上述的压力阀5包括阀体51和阀芯(阀杆52、阀片53及弹簧54)，阀体上设置有进水口511和出水口512，阀体51内部设置有阀口513，阀芯包括阀杆52和设置于阀杆52一端的阀片53，阀杆52的另一端嵌套于弹簧54内部并经弹簧54连接阀体51；在弹簧54的作用下，阀片53贴合阀口513朝向出水口512的一侧。

一种基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，包括推送器61、推送管62、注水管63、第一囊体641、第二囊体642、高压供水管路7、压力调节器81、排水泵82和流量调节器83，还包括本实施例上述的充放水切换器。

推送器61设置为钻机，推送器61的末端连接若干节推送管62，推送器61能将推送管62推送至钻孔9的内部。

最末一节推送管62连接并连通注水管63，注水管63的侧壁开设注水孔。

注水管63的两端分别设置第一囊体641和第二囊体642。需要说明的是，第一囊体641和第二囊体642不与注水管63连通。

最末一节推送管62上设置充放水切换器，第二充水嘴22和第一放水嘴31用于经充放水管路连接第一囊体641和第二囊体642。

高压供水管路7连接压力调节器81再经第一管路71并联连接第一充水嘴22和第二放水嘴31，第一管路71上连接排水泵82，其中，排水泵82设置为手摇式排水泵；高压供水管路7经第二管路72依次连接流量调节器83和推送管62。

其中，充放水管路和注水管63同轴布置，充放水管路位于注水管63的内部，以使结构更加紧凑。

本实施例的基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，其使用过程如下：利用钻机向覆岩钻探形成钻孔9，通过推送器61(钻机)经推送管62将测量终端(第一囊体641、第二囊体642及注水管63)推送至钻孔9待测量区域。启动压力调节器81，经第一管路71及第一充水嘴21向充水仓11注入高压水，充水仓11内的高压水只能从第二充水嘴22流出，不能从第一充水嘴21回流至第一管路71。充水仓11内的高压水从第二充水嘴22及充放水管路对第一囊体641和第二囊体642注水充压，使第一囊体641和第二囊体642升高到设定压力值以封堵钻孔9待测量区域的上、下端。启动流量调节器83，通过第二管路72、推送管62、注水管63对钻孔9于第一囊体641和第二囊体642之间的空间注水，通过流量调节器83计量注入注水区域的水流量。在测量过程中，充水仓11内的高压水对第一囊体641和第二囊体642持续保压。在测量过程中，压力阀5截止第二放水嘴31，第一囊体641和第二囊体642内的高压水压力不能推动阀片53打开阀口513，阻止第一囊体641和第二囊体642中的高压水经第二放水嘴31流至放水仓12。在测量后，通过排水泵82排水经第一管路71降低放水仓12的气压，使压力阀5导通，第一囊体641和第二囊体642内的高压水经充放水管路快速排放至放水仓12，使第一囊体641和第二囊体642降低到设定压力值，使第一囊体641、第二囊体642不再膨胀，方便将测量终端移动至钻孔9内新的待测量区域进行测量。通过推送器61将测量终端推进至钻孔6内新的待测量区域(测定层位)并重复上述步骤。需要说明的是，在放水仓12连接第三单向阀43，以在压力阀5导通时，第一囊体641和第二囊体642中的高压水先进入放水仓12，当放水仓12内的水超过第三单向阀43时，从第三单向阀43排出，以提高第一囊体641和第二囊体642内的高压水流至放水仓12的效率。第三单向阀43与放水仓12的连通位置不位于放水仓12的下端，以使第一囊体641和第二囊体642流出的高压水先进入放水仓12下端暂存，而不直接从第三单向阀43排出，以在测量后一定时间再从第三单向阀43排出，以避免影响测量准确度。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型的充放水切换器有了清楚的认识。本实用新型的充放水切换器，将其应用于基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，在推送器61带动推送管62将测量终端(第一囊体641、第二囊体642及注水管63)推送至钻孔9待测量区域后；在测量前，由高压供水管路7、压力调节器81经第一管路71及第一充水嘴21将高压水注入充水仓11，并继续经第二充水嘴22及充放水管路对第一囊体641和第二囊体642注水充压，使第一囊体641和第二囊体642升高到设定压力值以封堵钻孔9待测量区域的上、下端；在测量过程中，充水仓11内的高压水实现对第一囊体641和第二囊体642的持续保压；在测量后，通过排水泵82排水经第一管路71降低放水仓12的气压，使压力阀5导通，第一囊体641和第二囊体642内的高压水经充放水管路快速排放至放水仓12，使第一囊体641和第二囊体642降低到设定压力值，使第一囊体641、第二囊体642不再膨胀，方便将测量终端移动至钻孔9内新的待测量区域进行测量；如此，操作简单，提高囊体充、放水的效率，也提高了测量作业效率。

当然，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (8)

1.一种充放水切换器，其特征在于，所述充放水切换器设置有充水仓和放水仓；所述充水仓的下端连接有第一充水嘴，所述第一充水嘴内设置有朝向充水仓单向导通的第一单向阀，所述充水仓的上端连接有第二充水嘴；所述放水仓的上端连接第一放水嘴，所述第一放水嘴内设置有朝向放水仓单向导通的压力阀，所述放水仓的下端连接第二放水嘴，所述第二放水嘴内设置有背离放水仓单向导通的第二单向阀；所述第一充水嘴和所述第二放水嘴用于连接高压供水管路，所述第二充水嘴和所述第一放水嘴用于经管路连接囊体。

2.根据权利要求1所述的充放水切换器，其特征在于，

所述放水仓连接有背离放水仓单向导通的第三单向阀。

3.根据权利要求2所述的充放水切换器，其特征在于，

所述第三单向阀与所述放水仓的连通位置不位于所述放水仓的下端。

4.根据权利要求1所述的充放水切换器，其特征在于，

所述压力阀包括阀体和阀芯，所述阀体上设置有进水口和出水口，所述阀体内部设置有阀口，所述阀芯包括阀杆和设置于阀杆一端的阀片，所述阀杆的另一端经弹簧连接阀体；在弹簧的作用下，所述阀片贴合所述阀口朝向出水口的一侧。

5.一种基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，其特征在于：包括推送器、推送管、注水管、第一囊体、第二囊体、高压供水管路、压力调节器、排水泵和流量调节器，还包括权利要求1至4任一项所述的充放水切换器；

所述推送器的末端连接若干节推送管，所述推送器能将所述推送管推送至钻孔内部；

最末一节推送管连接并连通所述注水管，注水管的侧壁开设注水孔；

所述注水管的两端分别设置所述第一囊体和所述第二囊体；

所述推送管上设置所述充放水切换器，所述第二充水嘴和所述第一放水嘴用于经充放水管路连接所述第一囊体和第二囊体；

所述高压供水管路连接压力调节器再经第一管路并联连接所述第一充水嘴和所述第二放水嘴，第一管路上连接所述排水泵；所述高压供水管路经第二管路依次连接流量调节器和推送管。

6.根据权利要求5所述的基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，其特征在于，

所述充放水管路和所述注水管同轴布置，所述充放水管路位于所述注水管的内部。

7.根据权利要求5所述的基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，其特征在于，

所述推送器设置为钻机。

8.根据权利要求5所述的基于单钻孔覆岩两带发育高度测量装置，其特征在于，

所述排水泵设置为手摇式排水泵。