本實用新型專利技術涉及一種隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置。包括鉆頭、鉆桿、鉆機、氣體導流鋼管、壓力表/流量計，其特征在于：鉆桿為中空兩段式結構，裝有鉆頭的一段鉆桿固接有鋼管，鋼管另一端通過螺紋結構與另一段鉆桿連接，氣體導流鋼管設置在鋼管和兩段鉆桿內，鋼管內兩端分別設有伸縮腔體，伸縮腔體內填充有膨脹液，鋼管外套裝有硅膠圈，硅膠圈兩端分別通過液壓缸與兩個伸縮腔體連接，鉆機反轉帶動氣體導流鋼管擠壓兩個伸縮腔體內的膨脹液，并通過兩個液壓缸擠壓硅膠圈兩端，使硅膠圈徑向膨脹密封鉆孔。本實用新型專利技術在煤層鉆進過程中不用拔出鉆桿，停止鉆進，反轉鉆機，即可密封煤層鉆孔、測定煤層瓦斯壓力或鉆孔瓦斯流量，既快速，又準確可靠。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及煤層鉆孔密封及測量裝置，具體是一種隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置。
技術介紹
眾所周知，在煤礦井下，不管是測定煤層瓦斯壓力和煤層鉆孔瓦斯流量，還是瓦斯抽采，都需要對煤層鉆孔進行密封,傳統的煤層鉆孔密封，均需先退出鉆桿，然后，再向鉆孔內送入封孔材料，并密封鉆孔,這種方法對于瓦斯抽采來說，影響不是很大，但是，對于瓦斯壓力和鉆孔瓦斯流量測定工作來說，具有較大影響：（1）對于封孔測壓，即使補氣，也會影響瓦斯壓力測定時間和測定結果的真實性；（2）對于封孔測定鉆孔瓦斯流量，既會增加測定時間，也可能錯過瓦斯流量的最高峰值，使得測定結果偏低。對于煤層鉆孔隨鉆快速密封的測量裝置研發方面，只有專利號為CN200610040222.1的技術專利公開了一種預測煤巷突出的連續鉆進流量法及其裝置，該裝置只能測定瓦斯流量，不能測定瓦斯壓力，另外，它將煤渣與瓦斯氣體分離，并且還涉及到防爆和數據集成、采集與顯示問題，裝置特別復雜，不便于煤礦井下使用。
技術實現思路
本技術旨在解決上述問題，從而提供一種能夠準確測定煤層瓦斯壓力和鉆孔瓦斯流量的隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置。本技術解決所述問題，采用的技術方案是：一種隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置，包括鉆頭、鉆桿、鉆機、氣體導流鋼管、壓力表/流量計，鉆桿為中空兩段式結構，裝有鉆頭的一段鉆桿固接有鋼管，鋼管另一端通過螺紋結構與另一段鉆桿連接，氣體導流鋼管設置在鋼管和兩段鉆桿內，鋼管內兩端分別設有伸縮腔體，伸縮腔體內填充有膨脹液，鋼管外套裝有硅膠圈，硅膠圈兩端分別通過液壓缸與兩個伸縮腔體連接，鉆機反轉帶動氣體導流鋼管擠壓兩個伸縮腔體內的膨脹液，并通過兩個液壓缸擠壓硅膠圈兩端，使硅膠圈徑向膨脹密封鉆孔。采用上述技術方案的本技術，與現有技術相比，其突出的特點是：①在煤層鉆進過程中不用拔出鉆桿，停止鉆進，反轉鉆機，即可密封煤層鉆孔、測定煤層瓦斯壓力或鉆孔瓦斯流量，既快速，又準確、可靠。②結構簡單，便于操作，提高了測量工作效率。作為優選，本技術更進一步的技術方案是：氣體導流鋼管一端通過第一固定密封圈與裝有鉆頭的一段鉆桿連接，氣體導流鋼管另一端與壓力表/流量計連接，氣體導流鋼管上套裝有密封軸承聯軸器，密封軸承聯軸器與另一段鉆桿靠近鉆頭一端連接。壓力表/流量計通過螺紋結構與氣體導流鋼管連接。伸縮腔體包括大圓盤和圓盤，大圓盤設在膨脹液靠近鉆頭一端，圓盤設在膨脹液另一端，大圓盤外圈通過滑動密封圈與鋼管連接，大圓盤內圈固接在氣體導流鋼管上，圓盤外圈固接在鋼管內，圓盤內圈通過第二固定密封圈與氣體導流鋼管連接；液壓缸缸體內設有與硅膠圈相互頂推的活塞，活塞相對硅膠圈一端套裝有置于缸體內的第三固定密封圈，活塞另一端連接有置于缸體內的小圓盤。鉆機反轉時，通過氣體導流鋼管帶動大圓盤向后移動，擠壓兩個伸縮腔體內的膨脹液，并通過液壓傳動推動小圓盤和活塞分別擠壓硅膠圈兩端，迫使硅膠圈徑向膨脹，密封煤層鉆孔。兩個液壓缸缸體內的活塞與硅膠圈之間分別設有套裝在鋼管上的環形圓盤，活塞通過液壓傳動擠壓硅膠圈兩端的環形圓盤，并通過環形圓盤擠壓硅膠圈，確保硅膠圈快速徑向膨脹，密封煤層鉆孔。每段鉆桿包括多個麻花鉆桿，麻花鉆桿通過銷釘依次首尾套接，套接在里面的麻花鉆桿端部通過錐面和密封圈組合接頭與氣體導流鋼管連接。錐面和密封圈組合接頭的錐面角度為30°。另一段鉆桿另一端通過銷釘連接有聯接器，聯接器另一端與鉆機焊接。附圖說明圖1 是本技術實施例結構示意圖；圖2 是圖1中A的局部放大圖；圖3 是圖1中B的局部放大圖；圖4 是圖1中C的局部放大圖；圖5 是圖1中D的局部放大圖；圖中：煤層1；鉆頭2；第一鉆桿3；鋼管4；硅膠圈5；氣體導流鋼管6；第二鉆桿7；銷釘8；第三鉆桿9；壓力表/流量計10；聯接器11；鉆機12；第一固定密封圈13；第一大圓盤14；滑動密封圈15；膨脹液16；第一液壓缸17；環形圓盤18；第一圓盤19；第二固定密封圈20；第三固定密封圈21；第一活塞22；第一小圓盤23；第一伸縮腔體24；第二大圓盤25；第二伸縮器腔體26；第二小圓盤27；第二活塞28；第二圓盤29；第二液壓缸30；密封軸承聯接器31；錐面和密封圈組合接頭32。具體實施方式：下面結合實施例對本技術作進一步說明，目的僅在于更好地理解本
技術實現思路
，因此，所舉之例并不限制本技術的保護范圍。參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，第一鉆桿3兩端分別與鉆頭2和鋼管4焊接，鋼管4另一端通過螺紋結構與第二鉆桿7連接，第二鉆桿7另一端通過銷釘8與第三鉆桿9套接，第三鉆桿9另一端通過銷釘8與聯接器11連接，聯接器11另一端焊接有鉆機12，第一鉆桿3、第二鉆桿7和第三鉆桿9均為中空結構，氣體導流鋼管6置于第一鉆桿3、鋼管4、第二鉆桿7和第三鉆桿9內的中心，第一鉆桿3內設有套裝在氣體導流鋼管6一端上的第一固定密封圈13，第三鉆桿9上設有通過螺紋結構與氣體導流鋼管6另一端連接的壓力表/流量計10，第二鉆桿7與鋼管4連接一端焊接有套裝在氣體導流鋼管6上的密封軸承聯軸器31，第三鉆桿9套接在第二鉆桿7內的端部通過錐面和密封圈組合接頭32與氣體導流鋼管6連接，鋼管4內兩端分別設有第一伸縮腔體24和第二伸縮腔體26，第一伸縮腔體24和第二伸縮腔體26內分別填充有膨脹液16，第一伸縮腔體24包括第一大圓盤14和第一圓盤19，第二伸縮腔體26包括第二大圓盤25和第二圓盤29，第一大圓盤14和第二大圓盤25分別設置在每段膨脹液16靠近鉆頭2一端，第一圓盤19和第二圓盤29分別設置在每段膨脹液16另一端，第一大圓盤14和第二大圓盤25外圈分別通過滑動密封圈15與鋼管4連接，第一大圓盤14和第二大圓盤25內圈分別固接在氣體導流鋼管6上，第一圓盤19和第二圓盤29外圈分別固接在鋼管4內，第一圓盤19和第二圓盤29內圈分別通過第二固定密封圈20與氣體導流鋼管6連接，鋼管4外套裝有硅膠圈5，硅膠圈5兩端的鋼管4上分別加工有與第一伸縮腔體24和第二伸縮腔體26連通的第一液壓缸17和第二液壓缸30，第一液壓缸17和第二液壓缸30的缸體內分別裝有與硅膠圈5相互頂推的第一活塞22和第二活塞28，第一活塞22和第二活塞28相對硅膠圈5一端分別套裝有置于缸體內的第三固定密封圈21，第一活塞22和第二活塞28另一端分別連接有置于缸體內的第一小圓盤23和第二小圓盤27，第一活塞22與硅膠圈5之間以及第二活塞28與硅膠圈5之間分別設有套裝在鋼管4上的環形圓盤18，鉆機12反轉帶動氣體導流鋼管6通過第一大圓盤14和第二大圓盤25擠壓第一伸縮腔體24和第二伸縮腔體26內的膨脹液16，并通過第一液壓缸17和第二液壓缸30擠壓硅膠圈5兩端使其徑向膨脹。鉆頭2為煤電鉆鉆頭，直徑50mm；第一鉆桿3、第二鉆桿7和第三鉆桿9均為為空心麻花鉆桿，長1000mm，直徑42mm；第一固定密封圈13為O型密封圈，外徑15mm，內徑8mm；第一大圓盤14和第二大圓盤25的制作材料為不銹鋼，直徑34mm，厚2mm；膨脹液16由水和乳化液組成，體積比例為10：1；鋼管4為圓形鋼管，長1500mm，外徑40mm，壁厚2mm，制作材料為不銹鋼；第一小圓盤23和第二小圓盤27的制作材料為不銹鋼，直本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置，包括鉆頭、鉆桿、鉆機、氣體導流鋼管、壓力表/流量計，其特征在于：鉆桿為中空兩段式結構，裝有鉆頭的一段鉆桿固接有鋼管，鋼管另一端通過螺紋結構與另一段鉆桿連接，氣體導流鋼管設置在鋼管和兩段鉆桿內，鋼管內兩端分別設有伸縮腔體，伸縮腔體內填充有膨脹液，鋼管外套裝有硅膠圈，硅膠圈兩端分別通過液壓缸與兩個伸縮腔體連接，鉆機反轉帶動氣體導流鋼管擠壓兩個伸縮腔體內的膨脹液，并通過兩個液壓缸擠壓硅膠圈兩端，使硅膠圈徑向膨脹密封鉆孔。
【技術特征摘要】
1.一種隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置，包括鉆頭、鉆桿、鉆機、氣體導流鋼管、壓力表/流量計，其特征在于：鉆桿為中空兩段式結構，裝有鉆頭的一段鉆桿固接有鋼管，鋼管另一端通過螺紋結構與另一段鉆桿連接，氣體導流鋼管設置在鋼管和兩段鉆桿內，鋼管內兩端分別設有伸縮腔體，伸縮腔體內填充有膨脹液，鋼管外套裝有硅膠圈，硅膠圈兩端分別通過液壓缸與兩個伸縮腔體連接，鉆機反轉帶動氣體導流鋼管擠壓兩個伸縮腔體內的膨脹液，并通過兩個液壓缸擠壓硅膠圈兩端，使硅膠圈徑向膨脹密封鉆孔。2.根據權利要求1所述的隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置，其特征在于：氣體導流鋼管一端通過第一固定密封圈與裝有鉆頭的一段鉆桿連接，氣體導流鋼管另一端與壓力表/流量計連接，氣體導流鋼管上套裝有密封軸承聯軸器，密封軸承聯軸器與另一段鉆桿靠近鉆頭一端連接。3.根據權利要求2所述的隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置，其特征在于：壓力表/流量計通過螺紋結構與氣體導流鋼管連接。4.根據權利要求1所述的隨鉆快速密封煤層鉆孔的測量裝置，其特征在于：伸縮腔...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊黎明，張旭錕，趙嶸，
申請(專利權)人：華北科技學院，
類型：新型
國別省市：河北;13
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