一種井下深孔二級反風(fēng)定點取樣裝置的制作方法

本實用新型屬于煤礦井下煤層瓦斯含量測定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤層深孔定點取樣裝置。

背景技術(shù)：

煤層瓦斯含量是礦井進行瓦斯抽采設(shè)計、通風(fēng)設(shè)計、煤層氣資源儲量評估的基礎(chǔ)參數(shù)。在煤礦瓦斯防治整個過程中，準確可靠地測定煤層瓦斯含量，是礦井進行區(qū)域突出危險性預(yù)測、區(qū)域措施效果檢驗的重要依據(jù)，也是采掘工作面實現(xiàn)安全采掘的可靠依據(jù)。然而在做區(qū)域措施前后，經(jīng)常需要定點取樣并準確測定瓦斯含量，雖然當(dāng)前有一些設(shè)備或裝置是針對突出危險性預(yù)測煤樣定點采集的，但是其在實際操作和使用中也很難做到定點采集，或者是使用起來不方便。另外，采取大孔深時的煤樣時，由于這些設(shè)備取樣時間較長，煤樣暴露時間長，致使瓦斯含量測量誤差較大，準確性和可靠性不高。

除一些定點采樣裝置外，當(dāng)前區(qū)域突出危險性預(yù)測采樣工作除了取芯管法，普遍采用的方法是孔口接樣法，該方法主要有兩個較為嚴重的缺點：第一、采樣位置不準確。由于風(fēng)流經(jīng)鉆桿內(nèi)部壓入至孔底，并攜帶鉆頭破碎的煤鉆屑運至孔口，當(dāng)鉆桿在煤層中運動時，煤屑也在鉆孔中運動，于是各鉆進段的煤屑混在一起，在孔口采集的煤樣不能保證是指定深度的煤樣，混樣現(xiàn)象嚴重。第二、取樣完成時間不準確。由于煤屑在鉆孔中運動，由孔底至煤樣罐的煤屑由于缺點一的原因，煤樣的解吸時間不能確定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的深孔定點取樣裝置，解決孔口取樣過程中混有鉆進段殘留煤粉、大孔深時取樣時間長的問題，可以做到準確定位采樣位置、取樣時間短的深孔定點取樣裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種井下深孔二級反風(fēng)定點取樣裝置，包括：取樣鉆頭、取樣鉆桿、孔口密封裝置、壓風(fēng)裝置；取樣鉆頭為三翼合金鉆頭，鉆頭正前有三個進屑孔，取樣鉆桿為外壁光潔的圓鉆桿，孔口密封裝置為兩級密封，分別用膠囊密封，一級密封位于兩法蘭之間，二級密封位于第二段套管末端，套管分為兩段，第一段用合成樹脂固定在鉆孔煤壁上，第二段用法蘭和第一段連接；壓風(fēng)裝置分為兩級，分別通過壓風(fēng)管路和位于套管上的壓風(fēng)接口對接，一級壓風(fēng)接口位于煤壁和一級密封之間，二級壓風(fēng)接口位于一級密封和二級密封之間。

三翼合金鉆頭，正前有三個進屑孔，直徑為10mm~14mm。

圓鉆桿外壁光潔且無毛刺，光潔度級別為6，對應(yīng)的粗糙度為12.5mm~25mm。

所述孔口密封裝置分為兩級，密封膠囊位于套管內(nèi)，套管分為兩段，中間用法蘭盤連接。

一級密封裝置被螺栓螺母固定在兩法蘭之間，二級密封裝置被帶絲扣的圓環(huán)固定在套管末端。

所述壓風(fēng)裝置分為兩級，通過管路分別與套管上的壓風(fēng)接口連接。

所述一級壓風(fēng)接口位于煤壁和一級密封之間，二級壓風(fēng)接口位于一級密封和二級密封之間。

本實用新型是一種煤礦井下深孔定點取樣裝置，嚴格按照要求設(shè)計，原理科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，在取樣的過程中具有大孔深、快速、定位準確的優(yōu)點，可以實現(xiàn)采樣位置準確、取樣完成時間準確的效果，為煤礦瓦斯治理和防治等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域提供可靠的基礎(chǔ)參數(shù)，具有較強的實用價值，易于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的井下深孔二級反風(fēng)定點取樣裝置，包括取樣鉆頭、取樣鉆桿、孔口密封裝置、壓風(fēng)裝置；取樣鉆頭為三翼合金鉆頭1，鉆頭正前有三個進屑孔2，取樣鉆桿為外壁光潔的圓鉆桿3，孔口密封裝置為兩級密封，分別用膠囊密封，一級密封段膠囊11位于兩法蘭10之間，二級密封段膠囊13位于第二段套管6末端，套管分為兩段，第一段套管4一級壓風(fēng)接口9以上的部分用合成樹脂8固定在鉆孔煤壁7上，第二段用法蘭10和第一段連接；壓風(fēng)裝置分為兩級，分別通過壓風(fēng)管路和位于套管上的壓風(fēng)接口對接，一級壓風(fēng)接口9位于煤壁7和一級密封之間，二級壓風(fēng)接口11位于一級密封和二級密封之間。

取樣鉆頭為三翼合金鉆頭1，鉆頭正前方有三個進屑孔2，直徑為10mm~14mm，與之同軸的取樣鉆桿為外壁光潔的圓鉆桿3。

孔口密封裝置為兩級密封，分別用膠囊密封，一級密封段膠囊11位于兩法蘭盤10之間，二級密封段膠囊13位于第二段套管6尾部，第二段套管6最末端處用帶有絲扣的圓環(huán)14進行固定；套管分為兩段，第一段套管4一級壓風(fēng)接口9以上的部分用合成樹脂8固定在鉆孔煤壁7上，第二段套管6用法蘭10與第一段對接，并用螺栓螺母5進行固定連接。

壓風(fēng)裝置分為兩級，分別通過壓風(fēng)管路和位于套管上的壓風(fēng)接口對接，一級壓風(fēng)接口9位于煤壁7和一級密封之間，二級壓風(fēng)接口12位于一級密封和二級密封之間，取樣鉆頭、取樣鉆桿和兩級密封裝置為同軸線設(shè)置。

工作使用時，首先在掘進工作面迎頭或回采工作面的順槽內(nèi)打一個孔徑為108mm、孔深約2m的的鉆孔，然后換上常規(guī)鉆頭繼續(xù)鉆進，施工至指定深度之前，按正常的鉆進排渣工藝進行；當(dāng)鉆頭鉆進到預(yù)定取樣位置時，停鉆并換上專用的三翼合金鉆頭1，并將其送至鉆孔底部，然后用合成樹脂8將該取樣裝置第一段套管4上的一級壓風(fēng)接口9以上的部分用合成樹脂7固定在鉆孔煤壁6中，將該裝置各部分進行連接密封，接著通過管路分別與各套管上的壓風(fēng)接口連接，風(fēng)流由原來的從鉆桿內(nèi)部進風(fēng)，變成現(xiàn)在的從由套管內(nèi)壁和圓鉆桿3構(gòu)成的環(huán)形空間進風(fēng)，然后從圓鉆桿3內(nèi)部回風(fēng)，三翼合金鉆頭1破碎的煤屑通過鉆頭上面的進屑孔2沿著光潔的圓鉆桿3內(nèi)部攜帶至圓鉆桿3底端，迅速用煤樣罐進行接樣；取樣完畢后，退鉆，退鉆之前先關(guān)閉鉆機和壓風(fēng)管路，然后取去深孔二級反風(fēng)定點取樣裝置，并退出鉆桿。