CN114878226A - 一种煤层钻孔保压取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤层钻孔保压取样装置，包括外筒组件、内筒组件、钻头组件、控制执行组件；所述内筒组件包括具有内筒筒体的存样组件、设置于内筒筒体前端在前后移动过程中打开或关闭内筒筒体的球阀开关组件；所述钻头组件位于球阀开关组件的前端，所述控制执行组件位于存样组件的后端以推动存样组件前移或复位进而使球阀开关组件在前移中打开或在复位中关闭；所述钻头组件最少包括可以打开或关闭的取样钻头，所述取样钻头包括中空的钻头本体，铰接在钻头本体前端周部的旋转取样钻头，固定在钻头本体前端的固定取样钻头。本装置快速准确，操作简单可靠，满足取样前取芯筒密闭、取样时开启、取样后再次密闭的效果。

Description

一种煤层钻孔保压取样装置

技术领域

本发明涉及煤样采集领域，尤其涉及一种煤层钻孔保压取样装置。

背景技术

煤层瓦斯含量是衡量煤层瓦斯赋存情况的一个重要指标，是预测矿井瓦斯涌出量、指导煤矿瓦斯抽采设计、进行瓦斯治理效果评判的重要参考依据。

目前，煤层瓦斯含量测定方法主要有间接法和直接法。间接法是根据实测的煤层瓦斯压力、煤的吸附常数、工业分析等参数，用朗格缪尔公式计算煤层瓦斯含量。该方法测试周期较长，成本较高，煤矿现场较少采用。在实际煤层瓦斯含量测定中主要采用直接法，直接法是通过在孔口接取煤屑或在孔底钻取煤芯取样，测定和计算取样过程的瓦斯损失量、解吸瓦斯量和残存瓦斯量，这三者之和为煤层瓦斯含量。孔口接取煤屑通过向孔内压风排煤粉的方式完成，工艺简单，易于操作，但孔壁残余煤粉对取样准确性的影响较大、煤样完整度较差，特别是在松软煤层或者钻孔深度较大情况下，孔壁残余煤粉对含量的准确性影响更大。该取样方式不能保证取得规定深处的煤样，主要用于浅孔取煤样测定瓦斯含量。钻取煤芯测定瓦斯含量方法是指先用钻机开孔到预定深度，再换上取样器钻取煤芯，取样器一般包括取芯筒和与取芯筒配套的取样钻头，现有取样器一般为敞口式，普遍难以满足取样前取芯筒密闭、取样时开启、取样后再次密闭的密闭保压取样要求，使得将取样器敞口送入钻孔的过程中容易在到达孔底取样前将孔中的碎煤、岩屑灌入取样筒中，使取样器中取到的样品含有大量的钻孔返渣，钻孔越深，样品中的渣块越多，有效采样越少，且由于退钻过程中不能密闭，煤样暴露造成煤样解析出的瓦斯损失量难以计量，影响煤样瓦斯含量的测定准确度，导致测定的煤层瓦斯含量测定结果存在较大的误差，不利于瓦斯防治措施的制定与实施。尤其在进行取样深度大于30米的钻孔取样时，取样深度越大，返钻过程煤样暴露时间越长，瓦斯损失量越大。

因此，有必要研究一种取样装置来解决上述问题。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种快速准确，操作简单可靠，满足取样前取芯筒密闭、取样时开启、取样后再次密闭的的煤层钻孔保压取样装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种煤层钻孔保压取样装置，包括具有中空内腔的外筒组件和设置在外筒组件内腔且可相对于外筒组件前后滑动的内筒组件，设置于外筒组件前端的钻头组件，设置于外筒组件后端的控制执行组件；所述内筒组件包括具有内筒筒体的存样组件、设置于内筒筒体前端在前后移动过程中打开或关闭内筒筒体的球阀开关组件；所述钻头组件位于球阀开关组件的前端，所述控制执行组件位于存样组件的后端以推动存样组件前移或复位进而使球阀开关组件在前移中打开或在复位中关闭；

所述钻头组件最少包括可以打开或关闭的取样钻头，所述取样钻头包括中空的钻头本体，铰接在钻头本体前端周部的旋转取样钻头，固定在钻头本体前端的固定取样钻头；

在钻进时，控制执行组件不工作，固定取样钻头工作，旋转取样钻头堵住钻头本体空腔的入口处，球阀开关组件关闭；取样钻进时，所述控制执行组件工作推动存样组件、球阀开关组件前移，球阀开关组件打开，旋转取样钻头向外周旋转打开，钻头本体、球阀开关组件、内筒筒体贯穿连通，将切削的煤样导入到内筒筒体内；当控制执行组件向后复位时，存样组件、球阀开关组件向后移动，所述旋转取样钻头向中心方向旋转关闭，球阀开关组件关闭并密封内筒筒体，完成取样。

作为对述技术方案的改进，所述球阀开关组件包括球阀阀体；所述球阀阀体的后端与内筒筒体连接，所述球阀阀体内设置有可在球阀阀体内转动的球阀控制件，所述球阀控制件的径向两端固定连接有球阀开关件，所述球阀开关件设置有第一齿牙；所述外筒组件内侧壁沿轴向对称设置有长条凹槽，所述长条凹槽内侧壁上设置有第二齿牙；所述球阀开关件的一端与球阀控制件固定连接，球阀开关件的另一端穿过球阀阀体侧壁后伸入长条凹槽内，球阀开关件边缘的第一齿牙与长条凹槽内侧壁的第二齿牙相啮合。

作为对述技术方案的改进，所述球阀控制件呈球状，球阀控制件中心位置设置有贯穿通孔；当球阀控制件呈打开状态时，贯穿通孔的轴线方向与内筒筒体的轴线方向相重合，当球阀控制件呈关闭状态时，贯穿通孔的轴线方向与内筒筒体的轴线方向相垂直；所述球阀开关件呈圆形，所述第一齿牙设置在球阀开关件的外周上；所述球阀阀体与内筒筒体的连接处设置有密封圈，所述球阀控制件与球阀阀体的配合处设置有密封垫。

作为对述技术方案的改进，所述钻头组件还包括设置于球阀阀体前端的中空推轴，所述推轴的前端与旋转取样钻头的内侧相抵以在前移时推动旋转取样钻头旋转打开，所述钻头本体内周与推轴的配合处设置有密封圈以保证推轴在前后动作中保持密封。

作为对述技术方案的改进，所述推轴与球阀阀体之间或设置有球阀接头。

作为对述技术方案的改进，所述存样组件还包括设置于内筒筒体后端的内筒接头，所述内筒接头与内筒筒体间嵌设有密封圈；所述内筒接头设置有解吸阀；所述控制执行组件可拆卸的连接在内筒接头后端。

作为对述技术方案的改进，所述内筒接头沿轴向开设有通孔，所述解吸阀嵌装在通孔中；所述解析阀包括嵌装在通孔内的气嘴和将气嘴压住的压块，所述压块与通孔螺纹连接。

作为对述技术方案的改进，所述外筒组件包括外筒筒体，所述长条凹槽贯通设置在外筒筒体的前端端部，所述球阀控制件内嵌在内筒筒体前端的内腔，所述钻头本体螺旋连接在外筒筒体的前端并包覆球阀开关组件。

作为对述技术方案的改进，所述外筒筒体的外侧壁上设置有螺旋排渣槽。

作为对述技术方案的改进，所述外筒组件还包括设置于外筒筒体后端的外筒接头；所述控制执行组件包括活塞、第一弹簧、止回阀芯、第二弹簧；所述活塞嵌接在外筒接头内且活塞可沿着外筒接头的轴线方向滑动，所述外筒筒体内侧壁设置有限位凸环，活塞的一端一体成型有导向杆，导向杆的一端穿过限位凸环后与内筒接头相连接；所述限位凸环与活塞之间设置有第一弹簧且第一弹簧套接在导向杆外侧；所述活塞的一端设置有活动腔体，活动腔体外侧设置有活塞接头且活塞接头与活塞端头固定连接，活动腔体内设置有止回阀芯、第二弹簧，第二弹簧套接在止回阀芯外侧，止回阀芯的一端与设置在活塞接头上的进气孔相抵接，止回阀芯的另一端与设置在活动腔体内的止回盲孔相对应，止回盲孔内设置有第一透气孔，第一透气孔贯穿导向杆外侧壁；所述限位凸环上设置有第二透气孔，第二透气孔与第一透气孔相连通；第二透气孔与内筒筒体、外筒筒体之间的空隙相连通，所述钻头本体上开有第三透气孔，第三透气孔与内筒筒体、外筒筒体之间的空隙连通，所有的孔彼此连接形成风（水）路。

作为对述技术方案的改进，所述外筒接头与活塞间设置有密封圈。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明在进行钻进操作时，球阀开关组件封闭内筒筒体，控制执行组件不工作，固定取样钻头工作，旋转取样钻头堵住钻头本体空腔的入口处，球阀开关组件关闭；在需要进行采样操作时，控制执行组件推动存样组件移动，令取样钻头进行采集操作，旋转取样钻头向外周旋转打开，同时打开球阀开关组件，钻头本体、球阀开关组件、内筒筒体贯穿连通，将切削的煤样导入到内筒筒体内；完成取样后，控制执行组件带动存样组件进行回位，球阀开关组件关闭并密封内筒筒体，最终将采集的煤样取出，取出内筒无需煤样装罐即可连接气含量测试设备进行现场解吸和脱气，实现了深孔煤样的采集操作。

球阀开关组件引入了球阀运动，让内筒筒体的开关更加容易操作，内筒筒体采用密闭性设计，可兼作瓦斯解吸罐，其末端安装煤层气解吸阀门，取样结束后煤样即刻被密闭在取心内筒中，取出内筒筒 体无需煤样装罐即可连接气含量测试设备进行现场解吸和脱气；存样组件采用模块化设计，解体性好，便于拆卸和维护；取心过程操作简单，和各种钻机、 钻具连接方便，具有很强的井下环境适应性；同时搭配随钻测量定向钻进技术，可以实现长远孔的煤层取样。

整个取样过程中存样组件实现了取样前关闭，取样时打开，取样完关闭的三级动作，整个操作过程简单快捷，其避免了内筒筒体内出现煤样流失状况，保证了煤样采集的完整性，保证取到的煤样新鲜，同时其保压性好，保证取到的煤样瓦斯不会逸散，有效提高了采集煤样的解析结果准确性，进一步提高了本发明的使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视结构图；

图3为图2的局部结构图一；

图4为图2的局部结构图二；

图5为本发明的取样钻头的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1至图5所示，本实施例公开了一种煤层钻孔保压取样装置，包括具有中空内腔的外筒组件和设置在外筒组件内腔且可相对于外筒组件前后滑动的内筒组件，设置于外筒组件前端的钻头组件1，设置于外筒组件后端的控制执行组件9；所述内筒组件包括具有内筒筒体6的存样组件、设置于内筒筒体6前端在前后移动过程中打开或关闭内筒筒体的球阀开关组件8；所述钻头组件1位于球阀开关组件8的前端，所述控制执行组件9位于存样组件的后端以推动存样组件前移或复位进而使球阀开关组件8在前移中打开或在复位中关闭；

所述钻头组件1最少包括可以打开或关闭的取样钻头，所述取样钻头包括中空的钻头本体101，铰接在钻头本体101前端周部的旋转取样钻头102，固定在钻头本体前端的固定取样钻头103；

在钻进时，控制执行组件不工作，固定取样钻头工作，旋转取样钻头堵住钻头本体空腔的入口处，球阀开关组件关闭；取样钻进时，所述控制执行组件工作推动存样组件、球阀开关组件前移，球阀开关组件打开，旋转取样钻头向外周旋转打开，钻头本体、球阀开关组件、内筒筒体贯穿连通，将切削的煤样导入到内筒筒体内；当控制执行组件向后复位时，存样组件、球阀开关组件向后移动，所述旋转取样钻头向中心方向旋转关闭，球阀开关组件关闭并密封内筒筒体，完成取样。

所述球阀开关组件8设置在存样组件内，控制执行组件9设置在存样组件远离球阀开关组件8的一端；

内筒接头7与内筒筒体6的一端密封连接，内筒接头7与内筒筒体6间嵌设有密封圈11、12；内筒筒体6的另一端通过球阀开关组件8与推轴5的一端连接，推轴5的另一端与钻头组件1的旋转取样钻头102相接触，取样钻头为内凹式钻头；取样钻头与推轴5均为空心结构且取样钻头、推轴5内部通过球阀开关组件8与内筒筒体6内部相连通。推轴5的前端与旋转取样钻头102的内侧相抵以在前移时推动旋转取样钻头102旋转打开，所述钻头本体101内周与推轴5的配合处设置有密封圈22以保证推轴5在前后动作中保持密封。

内筒接头7沿轴向开设有通孔，通孔中心安装有解吸阀701，取样后可直接进行解吸，不需转移至煤样罐，避免转移过程中出现煤气泄漏。由于解吸阀位置较深，需要配合专用加长解吸扎针。所述解析阀701包括嵌装在通孔内的气嘴27和将气嘴27压住的压块26，所述压块26与通孔螺纹连接。

所述外筒组件包括外筒筒体2、外筒接头3，外筒筒体2的一端与外筒接头3的一端相连接，外筒接头3的另一端通过钻杆与钻机相连接；所述外筒筒体2套接在内筒筒体6外侧，外筒筒体2外侧壁上设置有螺旋排渣槽，外筒接头2套接在控制执行组件9外侧；球阀开关组件8、内筒筒体6与外筒筒体2、内筒接头3内壁之间有间隙，可以允许一定流量的压风通过，辅助排粉除渣。

所述球阀开关组件8包括球阀阀体801、球阀控制件802、球阀开关件803；球阀阀体801的一端与推轴5远离取样钻头的一端相连接，球阀阀体801的另一端与内筒筒体6的一端相连接，球阀阀体801内设置有可在球阀阀体801内转动的球阀控制件802；所述球阀控制件802呈圆球状，球阀控制件802中心位置设置有贯穿通孔8021；当球阀控制件802呈打开状态时，贯穿通孔8021的轴线方向与内筒筒体6的轴线方向相重合，当球阀控制件802呈关闭状态时，贯穿通孔8021的轴线方向与内筒筒体6的轴线方向相垂直；球阀控制件802的径向两端均固定连接有球阀开关件803，球阀开关件803呈圆形状且球阀开关件803的边缘设置有第一齿牙；所述外筒筒体2内侧壁上对称设置有长条凹槽201，长条凹槽201的长度方向与外筒筒体2的轴线方向相一致，长条凹槽201内侧壁上设置有第二齿牙；所述球阀开关件803的一端与球阀控制件802固定连接，球阀开关件803的另一端穿过球阀阀体801侧壁后伸入长条凹槽201内，球阀开关件803边缘的第一齿牙与长条凹槽201内侧壁的第二齿牙相啮合。球阀阀体801与内筒筒体6的连接处设置有密封圈25，所述球阀控制件802与球阀阀体801的配合处设置有密封垫14。推轴5与球阀阀体801之间或设置有球阀接头19。球阀控制件802内嵌在内筒筒体6前端的内腔，所述钻头本体101螺旋连接在外筒筒体2的前端并包覆球阀开关组件8。

在内筒筒体6推动球阀阀体进行运动时，球阀开关件在长条凹槽的齿牙作用下转动，转动90度后，随同球阀开关件一同转动的球阀控制件呈开启状态，此时可以进行取样操作，在内筒筒体6带动球阀阀体反向运动时，球阀开关件以及球阀控制件反向旋转，令球阀控制件变为关闭状态，完成取样后的密封操作；同时，由于球阀开关件在长条凹槽内，所以，外筒筒体2在随着钻机转动开采时，外筒筒体2带动球阀开关组件、存样组件、控制执行组件一同转动。

所述控制执行组件9包括活塞901、第一弹簧903、止回阀芯905、第二弹簧906；所述活塞901嵌接在外筒接头3内且活塞901可沿着外筒接头3的轴线方向滑动，外筒接头3与活塞901之间采用密封结构，外筒接头3与活塞901间设置有密封圈，其借鉴液压油缸的密封；所述外筒筒体2内侧壁设置有限位凸环202，活塞901的一端一体成型有导向杆902，导向杆902的一端穿过限位凸环202后与内筒接头7相连接；所述限位凸环202与活塞901之间设置有第一弹簧903且第一弹簧903套接在导向杆902外侧；所述活塞901的一端设置有活动腔体9011，活动腔体9011外侧设置有活塞接头904且活塞接头904与活塞901端头固定连接，活动腔体9011内设置有止回阀芯905、第二弹簧906，第二弹簧906套接在止回阀芯905外侧，止回阀芯905的一端与设置在活塞接头904上的进气孔相抵接，止回阀芯905的另一端与设置在活动腔体9011内的止回盲孔9012相对应，止回盲孔9012内设置有第一透气孔9013，第一透气孔9013贯穿导向杆902外侧壁；所述限位凸环202上设置有第二透气孔2021，第二透气孔2021与第一透气孔9013相连通；第二透气孔2021与内筒筒体6、外筒桶体2之间的空隙相连通，钻头上也开有第三透气孔，第三透气孔也与内筒筒体6、外筒桶体2之间的空隙连通，所有的孔彼此连接形成风（水）路。

该取样装置的初始状态为：旋转取样钻头102位于取样钻头内，大弹簧（第一弹簧903）处于预紧状态，活塞位于外筒接头远离外筒筒体的一端内侧，球阀开关组件处于关闭状态，内筒处于封闭状态，止回阀芯在第二弹簧903作用下抵接在活塞接头的进气口上，活动腔体（内筒筒体的内腔）内处于密封状态；

取样钻头，所述取样钻头包括中空的钻头本体101，铰接在钻头本体101前端周部的旋转取样钻头102，固定在钻头本体前端的固定取样钻头103

该取样装置的常规钻进状态为：钻机带动外筒组件旋转，外筒组件推动固定取样钻头开始钻进操作，旋转取样钻头102在取样钻头内随着外筒组件旋转；同时，对外筒接头内部通入压风，压风从活塞接头的进气口向止回阀芯进行吹动，令第二弹簧轻微压缩，此时，止回阀芯抵接进气口的一端留出缝隙，止回阀芯与止回盲孔之间也留有间隙，压风依次经活动腔体、止回盲孔、第一透气孔、第二透气孔、外筒筒体内壁与内筒筒体外壁之间的间隙、固定取样钻头与旋转取样钻头之间的间隙到达开挖钻孔内，其在钻进过程可以对钻头进行降温，同时可以起到辅助排渣的作用；当然，此过程也可通水，高压水与压风在取样器内部路径相同；

该取样装置的取样钻进状态为：向外筒接头内部通入高压水，高压水进一步压缩第二弹簧使止回阀芯与止回盲孔抵接，止回盲孔内处于密封状态，此时高压水开始推动活塞向取样钻头方向运动，通过活塞的带动，存样组件和球阀开关组件都随着活塞运动；由于齿轮齿条的作用，球阀控制件在轴向运动的同时伴随旋转运动，旋转90°后完全打开，同时，存样组件的运动令取样钻头从取样钻头内伸出并继续随着取样钻头转动，取样钻头的设计是内凹式，破煤之后煤样会向钻头中心聚集，穿过推轴、球阀控制件的贯穿通孔后进入内筒，而不会向外扩散，此过程令第一弹簧被进一步压缩，积聚了足够大的反弹力；

当水压达到设定压力时，球阀控制件和取样钻头完全打开，此时继续钻进一定深度后即可完成取样钻进，取样钻进时高压水泵需要持续保压。由于现场试验中高压水泵功率足够大，水压达到极限压力的时间非常短，因此球阀控制件从完全关闭到完全打开几乎是一瞬间完成；

该取样装置的取样结束状态为：停止供应高压水，活塞失去高压水的挤压力后在第一弹簧强大的回弹力下，活塞、存样组件、球阀开关组件开始向反向运动；球阀开关组件运动的同时球阀控制件依旧会旋转，最终退回到完全关闭的状态，此时煤样全部储存在内筒筒体内，并严密保压；之后开始将整个取样装置从钻孔取出，当取样装置取出后，拆卸下来外筒接头以及控制执行组件，将加长解析针头***内筒接头内的解吸阀内，然后将加长解析针头连接解析仪即可进行现场解析，不需要对煤样进行转移，防止了转移过程中出现煤样泄露导致解析结果准确性降低的状况发生。

活塞是尾部活塞结构的核心，前方连接内筒端头承载滑动载荷，后部安装止回阀结构管理流体方向与压力切换，活塞外侧安装密封组件，同时导向杆外侧的弹簧将管控内筒整体的轴向位移。

弹簧安装时既有预置回弹力，在无高压水时将活塞顶在最远端并通过外筒接头内壁的凸起进行限位，该位置对应球阀开关组件的关闭位置，保持球阀开关组件处于常闭状态。当高压水进入止回阀区域后，压力迅速升高，将推动活塞和整个内筒结构，克服弹簧回弹力直至行程终点，既完成球阀开关组件打开的动作。

活塞尾部的止回阀结构主要完成两种功能，一是保证流体不逆流，起到保护取样装置内部环境的作用，防止煤渣随流体大量进入取样装置内侧空隙造成堵塞；二是通过高压水带来的大流量大压力下可以迅速推动阀芯到达底部，让止回阀密封圈封堵住孔内的锥形区域，形成密封，既阻止了高压水进入钻头前部，实现利用高压水的同时仍能取到干燥煤样。

止回阀需要在通风时保持畅通，使风流可以进入取样装置内筒、外筒的空隙中，进而导流至钻头处，帮助在非取样钻进和送钻、退钻时的排渣、降温工作。同时，也需要在通入高压水时，止回阀能够形成密封，避免水污染煤体，以便取得更准确的干煤样。

本发明在进行钻进操作时，首先使用球阀开关组件将内筒筒体进行封闭，在需要进行采样操作时，通过控制执行组件推动存样组件进行移动，令取样钻头进行采集操作，同时打开球阀开关组件，将取样钻头采集的煤样送入内筒筒体中，接着通过控制执行组件带动存样组件进行回位，令球阀开关组件进行关闭，最终将采集的煤样取出，实现了深孔煤样的采集操作，整个操作过程简单快捷，其避免了内筒筒体内出现煤样流失状况，保证了煤样采集的完整性，并且，整个取样过程中存样组件实现了取样前关闭，取样时打开，取样完关闭的三级动作，保证取到的煤样新鲜，同时其保压性好，保证取到的煤样瓦斯不会逸散，有效提高了采集煤样的解析结果准确性，进一步提高了本发明的使用效果。

Claims (9)

1.一种煤层钻孔保压取样装置，其特征在于：包括具有外筒筒体的外筒组件和设置在外筒组件内腔且可相对于外筒组件前后滑动的内筒组件，设置于外筒组件前端的钻头组件，设置于外筒组件后端的控制执行组件；所述内筒组件包括具有内筒筒体的存样组件、设置于内筒筒体前端在前后移动过程中打开或关闭内筒筒体的球阀开关组件；所述钻头组件位于球阀开关组件的前端，所述控制执行组件位于存样组件的后端以推动存样组件前移或复位进而使球阀开关组件在前移中打开或在复位中关闭；所述钻头组件最少包括可以在前移中打开或在复位中关闭的取样钻头；

在钻进时，控制执行组件不工作，取样钻头关闭，切削煤样不能进入；取样时，所述控制执行组件工作推动存样组件、球阀开关组件前移，球阀开关组件打开，取样钻头打开，取样钻头、球阀开关组件、内筒筒体贯穿连通，将切削煤样导入到内筒筒体内；完成取样，控制执行组件向后复位，存样组件、球阀开关组件向后移动，取样钻头关闭，球阀开关组件关闭并密封内筒筒体，完成取样。

2.如权利要求1所述煤层钻孔保压取样装置，其特征在于：所述取样钻头包括连接在外筒筒体前端且中空的钻头本体，铰接在钻头本体前端周部可以从中心向周部旋转打开或从周部向中心旋转复位的取样钻头，固定在钻头本体前端的固定取样钻头；

在钻进时，固定取样钻头工作，旋转取样钻头堵在钻头本体空腔的入口处；取样钻进时，所述控制执行组件工作推动存样组件、球阀开关组件前移，旋转取样钻头从中心向外周旋转打开；当控制执行组件向后复位时，存样组件、球阀开关组件向后移动，所述旋转取样钻头从周部向中心方向旋转关闭。

3.如权利要求2所述煤层钻孔保压取样装置，所述钻头组件还包括设置于球阀开关组件前端的中空推轴，所述中空推轴的前端与旋转取样钻头的内侧相抵以在前移时推动旋转取样钻头向外旋转打开，在复位时旋转取样钻头向内旋转关闭。

4.如权利要求3所述煤层钻孔保压取样装置，所述推轴与球阀开关组件之间或设置有球阀接头。

5.如权利要求1所述煤层钻孔保压取样装置，其特征在于：所述球阀开关组件包括球阀阀体；所述球阀阀体的后端与内筒筒体连接，所述球阀阀体内设置有可在球阀阀体内转动的球阀控制件，所述球阀控制件的径向两端固定连接有球阀开关件，所述球阀开关件设置有第一齿牙；所述外筒筒体内侧壁沿轴向对称设置有长条凹槽，所述长条凹槽内侧壁上设置有第二齿牙；所述球阀开关件的一端与球阀控制件固定连接，球阀开关件的另一端穿过球阀阀体侧壁后伸入长条凹槽内，球阀开关件边缘的第一齿牙与长条凹槽内侧壁的第二齿牙相啮合。

6.如权利要求6所述煤层钻孔保压取样装置，所述长条凹槽贯通设置在外筒筒体的前端端部，所述球阀控制件内嵌在内筒筒体前端的内腔，所述取样钻头螺旋连接在外筒筒体的前端并包覆球阀开关组件。

7.如权利要求1所述煤层钻孔保压取样装置，其特征在于：所述控制执行组件包括活塞、第一弹簧；所述活塞嵌接在外筒组件后端且可沿着外筒组件的轴线方向滑动，所述外筒筒体内侧壁设置有限位凸环，所述活塞的前端设置有导向杆，所述导向杆的前端穿过限位凸环后与存样组件相连接；所述限位凸环与活塞之间设置有第一弹簧且第一弹簧套接在导向杆外周。

8.如权利要求7所述煤层钻孔保压取样装置，其特征在于：所述活塞与导向杆为一体结构；所述外筒组件还包括设置于外筒筒体后端的外筒接头，所述控制执行组件设置于外筒接头的空腔内；所述活塞的后端设置有活动腔体，活动腔体外侧设置有活塞接头且活塞接头与活塞端头固定连接，活动腔体内设置有止回阀芯、第二弹簧，第二弹簧套接在止回阀芯外侧，止回阀芯的一端与设置在活塞接头上的进气孔相抵接，止回阀芯的另一端与设置在活动腔体内的止回盲孔相对应，止回盲孔内设置有第一透气孔，第一透气孔贯穿导向杆外侧壁；所述限位凸环上设置有第二透气孔，第二透气孔与第一透气孔相连通；第二透气孔与内筒筒体、外筒组件之间的空隙相连通，所述取样钻头上开有第三透气孔，第三透气孔与内筒筒体、外筒筒体之间的空隙连通，所有的孔彼此连接形成风或水路。

9.如权利要求7所述煤层钻孔保压取样装置，其特征在于：所述存样组件还包括设置于内筒筒体后端的内筒接头；所述内筒接头设置有解吸阀；所述控制执行组件可拆卸的连接在内筒接头后端。

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