一种煤矿用深孔密闭保压取样器的制作方法

1.本实用新型属于煤矿瓦斯含量检测技术领域，具体涉及一种煤矿用深孔密闭保压取样器。


背景技术：

2.在煤田地质勘探阶段，为测定煤层中的瓦斯含量和成分而从钻孔煤心中采集煤样的工作。煤层瓦斯含量采样，目前一般首先将从钻孔取出的煤心及时装入密封罐，取出一部分用解吸仪测定煤样中瓦斯解吸量，分析其随时间的变化规律。同时，根据煤样的暴露时间计算采样过程中损失的瓦斯量。然后将仍装有一部分煤样的密封罐送到实验室，用这一部分煤样测定煤心中残存的瓦斯含量。最后，用解吸瓦斯量(包括解吸量和损失量)与残存瓦斯量的总和，除以煤心中可燃物质的重量，求出煤层中的瓦斯含量。
3.传统检测深处煤芯瓦斯含量的方法是采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，传统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，如何满足深孔密闭保压取样的要求，减少取样过程中的瓦斯损失量是准确测量深孔煤层瓦斯含量的关键。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种煤矿用深孔密闭保压取样器，具有钻机钻杆对煤层开孔后可直接取样的特点。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤矿用深孔密闭保压取样器，包括钻杆，所述钻杆外壁设有第一螺旋叶片，所述钻杆底部设有第一钻头，所述钻杆焊接于所述第一钻头中心处，所述第一钻头底端外缘固定有钻齿，所述钻齿平均固定在所述第一钻头底端外缘，所述钻杆内部设有转轴，所述转轴底部轴身设有第二螺旋叶片，所述第二螺旋叶片顶部设有样品收集填充区，所述转轴位于所述样品收集填充区顶部轴身设有活塞，所述活塞内部固定有滚珠螺母，所述转轴通过所述滚珠螺母通过螺纹连接所述活塞，所述转轴位于所述滚珠螺母顶部轴身设有螺纹固定件，所述螺纹固定件焊接于钻杆内部，所述螺纹固定件和所述转轴通过螺纹连接，所述转轴位于所述螺纹固定件顶端安装有驱动机构。
6.作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述第二螺旋叶片和所述转轴贯穿所述钻杆底端杆口并延伸至所述第一钻头内部。
7.作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述钻杆底端内径从高处到低处逐渐增大。
8.作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述转轴靠近所述第二螺旋叶片一端焊接有第二钻头。
9.作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述钻齿为弧形结构。
10.作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述第二钻头底部设有钻板，所述钻板中心处开设有进孔，所述进孔和所述第二钻头共线设置，所述钻板焊接于所述第一钻头内部。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在钻杆内部设置转轴，通过转轴的转动带动底部的螺旋叶片向钻杆内部输送样品煤心，在取样过程中钻杆不用采取退钻再往钻孔内部设置取样器，可直接进行取样，避免瓦斯泄漏过多，对检测结果产生过多影响，提高检测效率，减少取样步骤，加快取样进度和检测效率。
附图说明
12.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型中的剖面结构示意图；
15.图3为本实用新型中的钻齿和钻头的剖面结构示意图。
16.图中：1、钻杆；2、第一螺旋叶片；3、第一钻头；4、钻齿；5、螺纹固定件；6、活塞；7、转轴；8、第二螺旋叶片；9、第二钻头；10、钻板；11、进孔；12、样品收集填充区。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例
19.请参阅图1
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3，本实用新型提供以下技术方案：一种煤矿用深孔密闭保压取样器，包括钻杆1，所述钻杆1外壁设有第一螺旋叶片2，所述钻杆1底部设有第一钻头3，所述钻杆1焊接于所述第一钻头3中心处，所述第一钻头3底端外缘固定有钻齿4，所述钻齿4平均固定在所述第一钻头3底端外缘，所述钻杆1内部设有转轴7，所述转轴7底部轴身设有第二螺旋叶片8，所述第二螺旋叶片8顶部设有样品收集填充区12，所述转轴7位于所述样品收集填充区12顶部轴身设有活塞6，所述活塞6内部固定有滚珠螺母，所述转轴7通过所述滚珠螺母通过螺纹连接所述活塞6，所述转轴7位于所述滚珠螺母顶部轴身设有螺纹固定件5，所述螺纹固定件5焊接于钻杆1内部，所述螺纹固定件5和所述转轴7通过螺纹连接，所述转轴7位于所述螺纹固定件5顶端安装有驱动机构，本实施方案中，本实用新型通过在钻杆1内部设置转轴7，通过转轴7的转动带动底部的第二螺旋叶片8向钻杆1内部输送样品煤心，且转轴7转动时，顶部和转轴7通过螺纹连接的活塞6向转轴7顶部移动，使得钻杆1可密封储存煤心，在取样过程中不用采取退钻再往钻孔内部设置取样器的方式进行取样，可在钻杆1达到预定深
度后直接进行取样，避免瓦斯泄漏过多，对检测结果产生过多影响，提高检测效率，减少取样步骤，加快取样进度和检测效率。
20.具体的，作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述第二螺旋叶片8和所述转轴7贯穿所述钻杆1底端杆口并延伸至所述第一钻头3内部，所述钻杆1底端内径从高处到低处逐渐增大，螺纹固定件5通过螺纹和转轴7连接，在转轴7转动的过程中，转轴7通过螺纹固定件5向上缓慢移动，直至堵塞住钻杆1内径最小处，可直接利用第二螺旋叶片8堵塞钻杆1底端杆口，实现钻杆1密封。
21.具体的，作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述转轴7靠近所述第二螺旋叶片8一端焊接有第二钻头9，本实施例中第二钻头9可防止转轴7和第二螺旋叶片8在取样过程中折断。
22.具体的，作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述钻齿4为弧形结构，本实施例中钻齿4正向旋转时，利用第一螺旋叶片2向外排出钻孔内的碎渣，当达到预定深度后可反向旋转使煤心进入第一钻头3内部，由进孔11利用第二螺旋叶片8向钻杆1内部输送煤心。
23.具体的，作为本实用新型的一种煤矿用深孔密闭保压取样器优选技术方案，所述第二钻头9底部设有钻板10，所述钻板10中心处开设有进孔11，所述进孔11和所述第二钻头9共线设置，所述钻板10焊接于所述第一钻头3内部，本实施例中钻板10可防止钻杆1在正向旋转钻进时，减少煤渣进入进孔11内部的量。
24.本实用新型的工作原理及使用流程：通过钻杆1利用第一钻头3和第一螺旋叶片2进行钻孔，当达到预定深度后进行反向旋转，使第一钻头3的钻齿4将煤心导入第一钻头3内部，然后转轴7带动第二螺旋叶片8，向钻杆1内部输送煤心，同时转轴7顶部的活塞6利用转轴7的转动通过螺纹向上移动密封内部瓦斯的同时，防止瓦斯泄漏，螺纹固定件5通过螺纹利用转轴7自身的转动使转轴7向钻杆1顶部移动，使第二螺旋叶片8堵塞钻杆1底端杆口。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。