准确测定煤层瓦斯含量的取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，它包括空心钻杆，特点在于：空心钻杆通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定高能动力杆后，再通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定取样钻头。本实用新型专利技术结合取样方法，实现任何角度打孔瞬时定点取样，同时不需要考虑损失量，取的煤样为原始煤样，直接密封到取样钻头内，取样钻头取出后，直接送实验室测定，实现基本无瓦斯损失量取样，提高瓦斯含量测定的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤层瓦斯含量测定的定点取样装置及取样方法，特别涉及准确测定煤层瓦斯含量的取样装置。
技术介绍
煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及矿井瓦斯抽采设计的重要参数之一。煤层瓦斯含量是单位质量煤体中所含的瓦斯的体积。测定瓦斯含量是瓦斯治理的重要工作之一，瓦斯压力与瓦斯含量有直接关系，但井下测定原始瓦斯压力较麻烦还不易测准，因此准确测定瓦斯含量尤为重要。目前测定井下瓦斯含量准确性较差，主要原因有三个，一是实现定点取样有一定难度，所取的煤样如果不是最新鲜的煤样，测定结果会受到较大影响。二是取样一般采用压风取样，在压风状态下，煤的解吸规律发生变化，也造成测定结果不准确。三是井下瓦斯解吸规律与地勘钻孔解吸有较大差别，简单参照地面钻孔的解吸规律，也会产生误差。此外频繁的计时、读数、都会产生误差，因此造成瓦斯含量测定不准确，给瓦斯防治带来困难，如果能研制出一种准确测定井下煤层瓦斯含量的取样装置，可实现定点取样，同时不需要考虑损失量，取的煤样接近于原始煤样，直接密封到取样器内，取样器取出后，直接送实验室测定，可大大提高瓦斯含量测定的准确性，因此煤层瓦斯含量准确测定取样装置及取样方法具有非常重要的意义。DGC瓦斯含量直接测定装置是目前精度最高、速度最快的煤层瓦斯含量及可解吸瓦斯含量测定装备。目前有针对不同煤层及取芯条件研制了两类井下取样装置，即取芯管取芯装置和ZCY-Ⅰ型钻孔引射取样装置，其中ZCY-Ⅰ型钻孔引射取样装置专为软煤层及下行孔取样而设计。取样速度较快，可在上行钻孔中3min内取出极限深度100m内原始煤样，建立了的损失量推算模型，根据煤芯的完整程度及破碎情况，选用不同的计算模型。配备了专用计算软件，实现了含量计算及报表输出自动化。DGC瓦斯含量直接测定装置虽然在传统测定仪器基础上对配套设备进行了集成，自化程度有所提高，并对损失量推算建立了模型，但取样采用压风取样，在压风状态下，煤的解吸规律发生变化，也造成测定结果不准确。损失量同样无法准确测定，因此存在着明显的缺陷，有必要研制一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置及取样方法，实现基本无瓦斯损失量取样，提高瓦斯含量测定的准确性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，提供一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置及取样方法。本技术采用的技术方案是：一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，它包括空心钻杆，特点在于：空心钻杆通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定高能动力杆后，再通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定取样钻头。其中：取样钻头，包括在取样钻头外壳内带有冲击气道插槽的冲击气道，带有瓦斯解吸口塞的瓦斯解吸口及瓦斯解吸孔，在煤样罐运动腔内弹簧构成的煤样罐，冲击气道和煤样罐前端装煤腔内由旋转压盖轴固定在取样钻头外壳上旋转压盖，旋转压盖由冲击气道螺栓固定的冲击气道塞及煤样罐塞螺栓固定的煤样罐塞构成，装煤腔前端由内侧带有钻头盖板剪切片槽的钻头盖板剪切片用带有钻头盖板固定孔固定在钻头外壳前端上的钻头盖板构成，钻头盖板前端为焊接在取样钻头外壳外侧的三翼钻头。其中：高压动力杆，包括两端外侧设有用连接板固定的带有连接槽螺纹孔的连接槽，冲击气道动力腔内螺旋固定带有冲击气道动力腔发热器、冲击气道充气阀、冲击气道充装口、穿有冲击气道动力腔电缆的冲击气道动力腔电缆孔的固定体，前段设有冲击气道剪切片，用插入冲击气道插槽内的冲击气道泄爆头固定在冲击气道动力腔内，煤样罐运动动力腔内设有用煤样罐动力腔泄能头螺旋固定在煤样罐动力器内的煤样罐动力腔剪切片，设置于煤样罐动力器轨道上的煤样罐动力器，煤样罐动力器包括固定在其上带有煤样罐运动动力腔发热器、煤样罐动力腔充装口、带有煤样罐动力腔充气阀的煤样罐动力腔充装阀体、煤样罐动力腔电极，连接煤样罐动力腔电极的煤样罐运动动力腔电缆通过煤样罐运动动力腔线槽穿出。其中：冲击气道塞、煤样罐塞、瓦斯解吸口塞用橡胶材料。其中：煤样罐塞用紫铜。便于理解介绍一下一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置的取样方法，包括打一取样深度的钻孔，①打开高压动力杆上的冲击气道充气阀，从冲击气道充装口向冲击气道动力腔充装液态二氧化碳，关闭冲击气道充气阀，特点在于：②打开煤样罐动力器上的煤样罐动力腔充装阀体上的煤样罐动力腔充气阀，从煤样罐动力腔充装口向煤样罐运动动力腔充装液态二氧化碳，关闭煤样罐动力腔充装阀体上的煤样罐动力腔充气阀，通过煤样罐动力器轨道将煤样罐动力器置入高压动力杆内，同时通过煤样罐运动动力腔线槽将煤样罐运动动力腔电缆穿入后，③将煤样罐塞人工击入煤样罐开口后，用螺丝通过钻头盖板固定孔将钻头盖板固定在取样钻头外壳上，用瓦斯解吸口塞塞住瓦斯解吸口，将空心钻杆通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定高能动力杆后，再通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定取样钻头，同时将冲击气道动力腔电缆、煤样罐运动动力腔电缆穿入所有空心钻杆，用钻机将取样钻头送入取样深度位置，接通煤样罐运动动力腔电缆电源，通过煤样罐运动动力腔发热器使煤样罐运动动力腔内的液态二氧化碳瞬间汽化，使煤样罐动力腔剪切片切断并推动煤样罐动力器前冲将煤样罐前推顶开煤样罐塞并使冲击气道塞塞在冲击气道口上，同时煤样罐前推将钻头盖板剪切片剪出，再开动钻机到煤样罐装入煤样停钻，接通冲击气道动力腔电缆电源，通过冲击气道动力腔发热器使冲击气道动力腔内的液态二氧化碳瞬间汽化，剪断冲击气道剪切片使冲击气道塞冲开，同时煤样罐塞将煤样罐开口封堵，启动钻机将取样钻头带出取样钻孔，卸下取样钻头完成取样。其中：再打一取样深度的钻孔，将完成取样的高能动力杆从空心钻杆卸下，更换冲击气道动力腔发热器、冲击气道动力腔电缆、冲击气道剪切片，重复①的操作，更换煤样罐运动动力腔发热器、煤样罐动力腔剪切片、煤样罐运动动力腔电缆，重复②的操作，取另一取样钻头，重复③的操作，再次取样完成。其中：将取完样的取样钻头瓦斯解吸口处的瓦斯解吸口塞取出，通过瓦斯解吸孔连接瓦斯解吸仪进行瓦斯解吸。本技术的有益效果在于：实现任何角度打孔瞬时定点取样，同时不需要考虑损失量，取的煤样为原始煤样，直接密封到取样钻头内，取样钻头取出后，直接送实验室测定，实现基本无瓦斯损失量取样，提高瓦斯含量测定的准确性。附图说明图1本技术取样钻头主视示意图；图2本技术取样钻头俯视示意图；图3本技术取样钻头B-B剖面示意图；图4本技术取样钻头C-C剖面示意图；图5本技术高能动力杆主视示意图；图6本技术高能动力杆俯视示意图；图7本技术高能动力杆仰视示意图；图8本技术高能动力杆A-A剖面示意图。图中1.三翼钻头，2.钻头盖板，3.装煤腔，4.煤样罐塞，5.弹簧，6.煤样罐运动腔，7.煤样罐，8.取样钻头外壳，9.瓦斯解吸口，10.冲击气道，11.旋转压盖轴，12.旋转压盖，13.冲击气道塞，14.冲击气道螺栓，15.煤样罐塞螺栓，16.连接槽，17.连接槽螺纹孔，18.高能动力杆，19.冲击气道动力腔，20.煤样罐运动动力腔，21.冲击气道泄爆头，22.冲击气道剪切片，23.冲击气道充气阀，24.煤样罐动力腔剪切片，25.煤样罐动力腔泄能头，26.煤样罐动力腔充装阀体，27.煤样罐动力腔电极，28.煤样罐动力器，29.煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，它包括空心钻杆，特征在于：空心钻杆通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定高能动力杆后，再通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定取样钻头。

【技术特征摘要】
1.一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，它包括空心钻杆，特征在于：空心钻杆通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定高能动力杆后，再通过放置在连接槽内的连接板由连接槽螺纹孔固定取样钻头。2.根据权利要求1所述的一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，其特征在于：取样钻头，包括在取样钻头外壳内带有冲击气道插槽的冲击气道，带有瓦斯解吸口塞的瓦斯解吸口及瓦斯解吸孔，在煤样罐运动腔内弹簧构成的煤样罐，冲击气道和煤样罐前端装煤腔内由旋转压盖轴固定在取样钻头外壳上旋转压盖，旋转压盖由冲击气道螺栓固定的冲击气道塞及煤样罐塞螺栓固定的煤样罐塞构成，装煤腔前端由内侧带有钻头盖板剪切片槽的钻头盖板剪切片用带有钻头盖板固定孔固定在钻头外壳前端上的钻头盖板构成，钻头盖板前端为焊接在取样钻头外壳外侧的三翼钻头。3.根据权利要求1所述的一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，其特征在于：高压动力杆，包括两端外侧设有用连接板固定的带有连接槽螺纹孔的连接槽，冲击气道动力腔内螺旋固定带有冲击气道动力腔发热器、冲击气道充气阀、冲击气道充装口、穿有冲击气道动力腔电缆的冲击气道动力腔电缆孔的固定体，前段设有冲击气道剪切片，用插入冲击气道插槽内的冲击气道泄爆头固定在冲击气道动力腔内，煤样罐运动动力腔内设有用煤样罐动力腔泄能头螺旋固定在煤样罐动力器内的煤样罐动力腔剪切片，设置于煤样罐动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴华，张柏林，黄玉玺，王海东，王军，张家行，乔晓光，李豪君，
申请(专利权)人：煤科集团沈阳研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21