CN101975060B - 深孔瓦斯的快速取样*** - Google Patents

深孔瓦斯的快速取样*** Download PDF

Info

Publication number
CN101975060B
CN101975060B CN 201010511591 CN201010511591A CN101975060B CN 101975060 B CN101975060 B CN 101975060B CN 201010511591 CN201010511591 CN 201010511591 CN 201010511591 A CN201010511591 A CN 201010511591A CN 101975060 B CN101975060 B CN 101975060B
Authority
CN
China
Prior art keywords
double
drill pipe
sampling
nozzle ring
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010511591
Other languages
English (en)
Other versions
CN101975060A (zh
Inventor
胡千庭
文光才
康建宁
隆清明
韩承强
吴教琨
张淑同
雷红艳
吕贵春
邹银辉
李秋林
龚选平
刘志伟
冯康武
黄长国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Institute of China Coal Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Institute of China Coal Research Institute filed Critical Chongqing Institute of China Coal Research Institute
Priority to CN 201010511591 priority Critical patent/CN101975060B/zh
Publication of CN101975060A publication Critical patent/CN101975060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101975060B publication Critical patent/CN101975060B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种深孔瓦斯的快速取样***，自前向后依次包括取样钻头、螺旋泵、环形喷嘴喷射器、双壁钻杆、双通道气水龙头、钻机和固气分离器；取样时，采用“螺旋泵—喷射器—双壁钻杆”三级送料方式，能够满足煤层深部取样要求；同时，取样过程连贯性好，方便快捷；而且，正常钻进过程中根据需要，通过对双通道气水龙头的进风控制，随时进行取样，实现了任意定位和准确定位；另外，采用该***在取样过程中不需要封堵钻孔口，大大简化了取样工序。

Description

深孔瓦斯的快速取样***
技术领域
本发明涉及一种煤层取样***，特别设计一种深孔瓦斯的快速取样***。
背景技术
目前煤矿瓦斯灾害治理以区域防治为主、局部措施为补充，区域瓦斯参数的快速测定技术成为急需解决的问题，因而深孔取样是需要解决的首要问题。目前深层瓦斯的取样方式主要有：岩心管取样、螺旋钻进孔口接煤粉、压风引射取样等，这些取样方法都存在工艺复杂、取样时间长和不能定点取样的问题，严重阻碍了煤层开采的生产效力，制约着生产力的发展。
针对上述不足，需要研发一种新的深孔瓦斯取样装置，使其能够快速、准确的进行取样，而且工艺简单，操作方便。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种深孔瓦斯的快速取样***，使其能够快速、准确的进行取样，同时简化工艺，操作简单。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种深孔瓦斯的快速取样***，自前向后依次包括取样钻头、螺旋泵、环形喷嘴喷射器、双壁钻杆、双通道气水龙头、钻机和固气料分离器；所述螺旋泵包括转子和定子，转子前端与取样钻头固定连接，定子前端设置有扩孔钻头；还包括接头套管，螺旋泵的转子和定子均与接头套管前端固定连接，环形喷嘴喷射器设置在接头套管内，螺旋泵与环形喷嘴喷射器的中心通孔相连通，环形喷嘴喷射器与接头套管的管壁之间形成环形通道Ⅰ，环形喷嘴喷射器的中心通孔与环形通道Ⅰ之间设置有气体喷射孔；所述接头套管的尾端与双壁钻杆前端固定连接，环形通道Ⅰ与双壁钻杆的环形通道Ⅱ相连通，双壁钻杆的中心通道与环形喷嘴喷射器的中心通孔相连通；所述双壁钻杆的尾端与双通道气水龙头固定连接，所述双通道气水龙头的两通道分别与双壁钻杆的环形通道Ⅱ和中心通道相连通；所述钻机夹持在双壁钻杆上；所述固气料分离器与双通道气水龙头的通道Ⅱ连通。
进一步，所述环形喷嘴喷射器包括管体，管体的管壁上设置有用于回风的喷射孔；
进一步，所述双通道气水龙头包括内管和外管，外管套设在内管上形成一端密封的环形空腔，外管的管壁设置与环形空腔相连通的通道Ⅰ和通道Ⅱ；
进一步，所述螺旋泵为自前向后螺距逐渐变大的变距螺旋泵；
进一步，所述固气料分离器为过滤器。
本发明的有益效果是：采用本发明的深孔瓦斯的快速取样***进行取样，取样过程中，前端取样钻头削落的煤粉通过螺旋泵送入到环形喷嘴喷射器的前端，在喷射器的回风作用下，喷射器靠近前端钻头一侧的空腔位置产生负压，利用负压将前端空腔内煤粉喷射进入双壁钻杆的中心通道，煤粉被送入双壁钻杆的内管后，在回风的作用下迅速被送出，最后经过固气料分离器进行分离后的到所取样品，采用“螺旋泵—喷射器—双壁钻杆”三级送料方式，能够满足煤层深部取样要求；同时，取样过程连贯性好，方便快捷；而且，正常钻进过程中根据需要，通过对双通道气水龙头的进风控制，随时进行取样，实现了任意定位和准确定位；另外，采用该***在取样过程中不需要封堵钻孔口，大大简化了取样工序。
附图说明
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：
附图1为本发明深孔瓦斯的快速取样***的结构示意图；
附图2为本发明深孔瓦斯的快速取样***的环形喷嘴喷射器的结构示意图；附图3为本发明深孔瓦斯的快速取样***的双通道气水龙头结构示意图。
具体实施方式
附图1为本发明深孔瓦斯的快速取样***的结构示意图；附图2为本发明深孔瓦斯的快速取样***的环形喷嘴喷射器的结构示意图；附图3为本发明深孔瓦斯的快速取样***的双通道气水龙头结构示意图；如图所示，一种深孔瓦斯的快速取样***，自前向后依次包括取样钻头1、螺旋泵2、环形喷嘴喷射器3、双壁钻杆4、双通道气水龙头5、钻机6和固气料分离器7；所述螺旋泵包括转子21和定子22，转子21前端与取样钻头1固定连接，定子22前端设置有扩孔钻头22a；还包括接头套管8，螺旋泵的转子21和定子22均与接头套管8前端固定连接，环形喷嘴喷射器3设置在接头套管8内，螺旋泵2与环形喷嘴喷射器的中心通孔相连通，环形喷嘴喷射器与接头套管的管壁之间形成环形通道Ⅰ9，环形喷嘴喷射器的中心通孔与环形通道Ⅰ9之间设置有气体喷射孔32；所述接头套管8的尾端与双壁钻杆4前端固定连接，环形通道Ⅰ9与双壁钻杆的环形通道Ⅱ41相连通，双壁钻杆的中心通道42与环形喷嘴喷射器的中心通孔相连通；所述双壁钻杆4的尾端与双通道气水龙头5固定连接，所述双通道气水龙头的两通道分别与双壁钻杆的环形通道Ⅱ41和中心通道42相连通；所述钻机6夹持在双壁钻杆4上；所述固气料分离器7与双通道气水龙头5的通道Ⅱ52连通。本实施例中，所述环形喷嘴喷射器3包括管体31，管体31的管壁上设置有用于回风的喷射孔32；所述双通道气水龙头5包括内管53和外管54，外管54套设在内管53上形成一端密封的环形空腔55，外管54的管壁设置与环形空腔55相连通的通道Ⅰ51和通道Ⅱ52；所述固气料分离器为过滤器。
采用本发明的深孔瓦斯快速取样***进行取样的具体方法为：正常钻进时，钻机6带动送料装置和取样装置向前钻进，压风由双通道气水龙头5的通道Ⅱ52进入双壁钻杆的中心通道42，然后经过环形喷嘴喷射器的中心通孔，最后进入螺旋泵后将取样钻头切削的煤粉从钻杆与钻孔壁环形空间内吹出。
取样时，取样钻头1对煤体进行切削得到煤粉，钻机6正常钻进，压风由双通道气水龙头5的通道Ⅰ51进入双壁钻杆4的环形通道Ⅱ41，再进入环形通道Ⅰ9，最后经过喷射孔32后进入双壁钻杆4的中心通道42形成回风，此时环形喷嘴喷射器3靠近前端钻头一侧的内腔形成负压，煤粉由螺旋泵输送至环形喷嘴喷射器3的前端空腔后，在负压的牵引下进入双壁钻杆4的中心通道42，最后在回风的作用下吹入固气料分离器7进行固气分离，完成快速取样。
采用“螺旋泵—喷射器—双壁钻杆”三级送料方式，能够满足较深煤层的取样要求；同时，取样过程连贯性好，方便快捷；而且，正常钻进过程中，可以根据需要对双通道气水龙头进行进风控制，随时进行取样，实现了任意定位和准确定位；另外，采用该***在取样过程中不需要封堵钻孔口，大大简化了取样工序。
需要进一步说明的是，当取样距离较浅时，主要靠环形喷嘴喷射器产生的负压为动力结合螺旋泵将煤粉输送至双壁钻杆的中心通道，煤粉由压风携带至固气料分离器并进行固体分离实现快速取样；当取样深度较深时，由变螺距螺旋泵在钻杆的转动带动下将煤粉压缩并输送至喷射器，煤粉经喷射器进入双壁钻杆内管后由压风携带至固气料分离器并进行固体分离实现快速取样。
作为对本实施例的进一步改进，所述螺旋泵为自前向后螺距逐渐变大的变距螺旋泵。当取样深度较深时，随着双壁钻杆长度增加而产生气流回损，导致环形喷嘴喷射器工作效率降低，甚至可能出现气体向螺旋泵一侧回流的现象，环形喷嘴喷射器在此状态下主要起减少回流气体量、减小回流气体压力的作用。此时，采用自前向后螺距逐渐变大的变距螺旋泵进行送料，可以使煤粉在螺旋泵的后端位置进行结实，抵消正压喷射螺旋取样钻头约0.25Mpa的螺旋对煤粉压紧力，有助于煤粉顺利送入双壁钻杆的中心通道，继而吹出。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权要求范围当中。

Claims (4)

1.一种深孔瓦斯的快速取样***，其特征在于：自前向后依次包括取样钻头（1）、螺旋泵（2）、环形喷嘴喷射器（3）、双壁钻杆（4）、双通道气水龙头（5）、钻机（6）和固气料分离器（7）；所述螺旋泵包括转子（21）和定子（22），转子（21）前端与取样钻头（1）固定连接，定子（22）前端设置有扩孔钻头（22a）；还包括接头套管（8），螺旋泵的转子（21）和定子（22）均与接头套管（8）前端固定连接，环形喷嘴喷射器（3）设置在接头套管（8）内，螺旋泵（2）与环形喷嘴喷射器的中心通孔相连通，环形喷嘴喷射器与接头套管的管壁之间形成环形通道Ⅰ（9），环形喷嘴喷射器的中心通孔与环形通道Ⅰ（9）之间设置有气体喷射孔（32）；所述接头套管（8）的尾端与双壁钻杆（4）前端固定连接，环形通道Ⅰ（9）与双壁钻杆的环形通道Ⅱ（41）相连通，双壁钻杆的中心通道（42）与环形喷嘴喷射器的中心通孔相连通；所述双壁钻杆（4）的尾端与双通道气水龙头（5）固定连接，所述双通道气水龙头的两通道分别与双壁钻杆的环形通道Ⅱ（41）和中心通道（42）相连通；所述钻机（6）夹持在双壁钻杆（4）上；所述固气料分离器（7）与双通道气水龙头（5）的通道Ⅱ（52）连通；所述双通道气水龙头（5）包括内管（53）和外管（54），外管（54）套设在内管（53）上形成一端密封的环形空腔（55），外管（54）的管壁设置与环形空腔（55）相连通的通道Ⅰ（51）和通道Ⅱ（52）。
2.根据权利要求1所述的深孔瓦斯的快速取样***，其特征在于：所述环形喷嘴喷射器（3）包括管体（31），管体（31）的管壁上设置有用于回风的喷射孔（32）。
3.根据权利要求1所述的深孔瓦斯的快速取样***，其特征在于：所述螺旋泵为自前向后螺距逐渐变大的变距螺旋泵。
4.根据权利要求1所述的深孔瓦斯的快速取样***，其特征在于：所述固气料分离器为过滤器。
CN 201010511591 2010-10-19 2010-10-19 深孔瓦斯的快速取样*** Expired - Fee Related CN101975060B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010511591 CN101975060B (zh) 2010-10-19 2010-10-19 深孔瓦斯的快速取样***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010511591 CN101975060B (zh) 2010-10-19 2010-10-19 深孔瓦斯的快速取样***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101975060A CN101975060A (zh) 2011-02-16
CN101975060B true CN101975060B (zh) 2012-11-14

Family

ID=43574965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010511591 Expired - Fee Related CN101975060B (zh) 2010-10-19 2010-10-19 深孔瓦斯的快速取样***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101975060B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102134976A (zh) * 2011-03-04 2011-07-27 中南大学 一种坑道钻探水力反循环双壁钻具
CN102350150B (zh) * 2011-06-21 2013-11-20 上海隧道工程股份有限公司 含沼气地层气体抽放用过滤管
CN102706690B (zh) * 2012-05-25 2014-04-30 中平能化集团机械制造有限公司 一种新型煤样采集装置
CN103075105B (zh) * 2013-01-31 2016-01-27 中煤科工集团重庆研究院有限公司 旋风式喷射钻头
CN107806341B (zh) * 2017-12-19 2020-09-15 焦作煤业（集团）有限责任公司 一种煤矿深孔定点密闭取样装置及取样方法
CN111852364B (zh) * 2020-07-29 2022-03-01 中国石油化工股份有限公司 旋流分离与机械破碎式煤屑清理***及其工作方法
CN114278282B (zh) * 2021-12-16 2024-05-10 淮南矿业(集团)有限责任公司 煤矿井下用双管取样装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1439230A1 (ru) * 1987-01-28 1988-11-23 Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения Способ определени коэффициентов пр мой и обратной растворимости газа в пластовой жидкости и устройство дл его осуществлени
EP1645718A2 (fr) * 2004-10-11 2006-04-12 Geoservices Dispositif de préparation d'un fluide, notamment d'une boue de forage, procédé de préparation et ensemble d'analyse associés
CN201321859Y (zh) * 2008-12-23 2009-10-07 煤炭科学研究总院重庆研究院 钻孔引射取样装置
CN101586441A (zh) * 2009-07-01 2009-11-25 煤炭科学研究总院重庆研究院 高压水射流煤层钻扩孔***和方法
CN201851117U (zh) * 2010-10-19 2011-06-01 煤炭科学研究总院重庆研究院 深孔瓦斯的快速取样***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1439230A1 (ru) * 1987-01-28 1988-11-23 Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения Способ определени коэффициентов пр мой и обратной растворимости газа в пластовой жидкости и устройство дл его осуществлени
EP1645718A2 (fr) * 2004-10-11 2006-04-12 Geoservices Dispositif de préparation d'un fluide, notamment d'une boue de forage, procédé de préparation et ensemble d'analyse associés
CN201321859Y (zh) * 2008-12-23 2009-10-07 煤炭科学研究总院重庆研究院 钻孔引射取样装置
CN101586441A (zh) * 2009-07-01 2009-11-25 煤炭科学研究总院重庆研究院 高压水射流煤层钻扩孔***和方法
CN201851117U (zh) * 2010-10-19 2011-06-01 煤炭科学研究总院重庆研究院 深孔瓦斯的快速取样***

Also Published As

Publication number Publication date
CN101975060A (zh) 2011-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101975060B (zh) 深孔瓦斯的快速取样***
CN101963043B (zh) 正压喷射螺旋取样钻头
CN101532391B (zh) 煤层钻进割缝冲孔一体化孔内钻具及其使用方法
CN101131091B (zh) 井下煤层压风螺旋钻进机具及使用该机具钻孔的方法
CN104632073A (zh) 一种贯通式潜孔锤反循环钻进方法
CN102798548B (zh) 正负压联合栓流定点取样装置
CN108316907A (zh) 一种自携磨料式水力割缝钻头
CN107288566A (zh) 一次完成多层切割的泄压式水力割刀
CN104453751A (zh) 煤巷钻孔施工防突集尘排渣一体化装置
CN201391331Y (zh) 煤层钻进割缝冲孔一体化孔内钻具
CN204457441U (zh) 一种用于非开挖水平定向钻的双向扩孔器
CN103352659B (zh) 反螺旋粉碎吸尘钻头
CN108775245B (zh) 一种基于液压蓄能器的可控压力喷射装置及其方法
CN201851117U (zh) 深孔瓦斯的快速取样***
CN104453721A (zh) 防塌孔反循环取样钻头
CN203296725U (zh) 一种贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置
CN203362038U (zh) 砂卵石地层定向钻进用扩孔钻具
CN103075105B (zh) 旋风式喷射钻头
CN203050511U (zh) 旋风式喷射钻头
CN201627535U (zh) 二次扩孔抽放钻头
CN111365063B (zh) 煤矿井下钻孔瓦斯抽釆管风力助推安装方法
CN201851116U (zh) 正压喷射螺旋取样钻头
CN201934025U (zh) 一种锥刀座浮筒扩孔器
CN202735120U (zh) 正负压联合栓流定点取样装置
CN104018784A (zh) 煤层钻进冰颗粒远距离输送降温捕尘装置及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Hu Qianting

Inventor after: Zou Yinhui

Inventor after: Li Qiulin

Inventor after: Gong Xuanping

Inventor after: Liu Zhiwei

Inventor after: Feng Kangwu

Inventor after: Huang Changguo

Inventor after: Wen Guangcai

Inventor after: Kang Jianning

Inventor after: Long Qingming

Inventor after: Han Chengqiang

Inventor after: Wu Jiaokun

Inventor after: Zhang Shutong

Inventor after: Lei Hongyan

Inventor after: Lv Guichun

Inventor before: Wen Guangcai

Inventor before: Li Qiulin

Inventor before: Gong Xuanping

Inventor before: Liu Zhiwei

Inventor before: Feng Kangwu

Inventor before: Huang Changguo

Inventor before: Kang Jianning

Inventor before: Long Qingming

Inventor before: Han Chengqiang

Inventor before: Wu Jiaokun

Inventor before: Zhang Shutong

Inventor before: Lei Hongyan

Inventor before: Lv Guichun

Inventor before: Zou Yinhui

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WEN GUANGCAI KANG JIANNING LONG QINGMING HAN CHENGQIANG WU JIAOKUN ZHANG SHUTONG LEI HONGYAN LV GUICHUN ZOU YINHUI LI QIULIN GONG XUANPING LIU ZHIWEI FENG KANGWU HUANG CHANGGUO TO: HU QIANTING WEN GUANGCAI KANG JIANNING LONG QINGMING HAN CHENGQIANG WU JIAOKUN ZHANG SHUTONG LEI HONGYAN LV GUICHUN ZOU YINHUI LI QIULIN GONG XUANPING LIU ZHIWEI FENG KANGWU HUANG CHANGGUO

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RE

Free format text: FORMER OWNER: COAL SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE CHONGQING INSTITUTE

Effective date: 20121206

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 400037 SHAPINGBA, CHONGQING TO: 400039 JIULONGPO, CHONGQING

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20121206

Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Erlang Branch City Road No. 6

Patentee after: Chongqing Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp.

Address before: 400037, No. three village, 55 bridge, Shapingba District, Chongqing

Patentee before: Chongqing Institute of Coal Science Research Institute

C56 Change in the name or address of the patentee
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Branch City Road No. 6

Patentee after: Chongqing Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp.

Address before: 400039 Chongqing Jiulongpo Erlang Branch City Road No. 6

Patentee before: Chongqing Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp.

C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: CHINA COAL TECHNOLOGY ENGINEERING GROUP CHONGQING

Free format text: FORMER NAME: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RESEARCH INSTITUTE

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Branch City Road No. 6

Patentee after: CCTEG CHONGQING RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Address before: 400039 Chongqing Jiulongpo Branch City Road No. 6

Patentee before: Chongqing Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121114

Termination date: 20161019

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee