一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的探管及装置的制作方法

本技术涉及瓦斯测量，特别涉及一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的探管及装置。

背景技术：

1、我国煤矿生产93％为井工开采，70％以上煤矿是高瓦斯矿井。在煤矿开采中瓦斯是煤层的伴生气体，瓦斯是影响煤矿安全生产的主要威胁，同时瓦斯也是重要的补充能源，而瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理及煤矿区煤层气开发的主要方式。在瓦斯抽采过程中，保证钻孔的密封性是保障钻孔瓦斯抽采效率和抽采浓度的前提。

2、相关技术中，目前传统的抽放钻孔负压测定方法原理是采集抽放钻孔内的气体，输送到孔外的测定仪后，再进行甲烷浓度、抽采负压、温度等参数的测定。这种采集方法无法排除传输过程对数据准确性的干扰，使数据失真，且不能满足连续灵活的采集抽放钻孔内不同部位的瓦斯信息。

3、本技术旨在解决抽放钻孔内部不同部位处的负压值测定问题，从而能够得到沿钻孔方向抽放负压变化规律，测试结果可用来评价钻孔瓦斯抽放效果，进而可通过调整抽放系统负压或者钻孔施工参数进行瓦斯抽放工艺优化，对矿井瓦斯抽放具有重要的意义。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的探管及装置，以解决相关技术中无法排除传输过程对数据准确性的干扰，使数据失真，且不能满足沿程采集抽放钻孔内不同部位的瓦斯信息的问题。

2、本技术实施例第一方面提供了一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的探管，包括：

3、供电节段，所述供电节段包括第一外管，以及位于第一外管内的探管电池组和抽采负压测量模块，所述第一外管的一端固定连接有推杆连接头，另一端设有连接主控节段的航插公头；

4、主控节段，所述主控节段包括与第一外管同轴可拆卸连接的第二外管，所述第二外管内设有主控电路板、轨迹测量模块和蓝牙模块，以及与航插公头插接的航插母头；

5、测量节段，所述测量节段包括与第二外管同轴可拆卸连接的第三外管，所述第三外管内设有与主控电路板连接的瓦斯浓度传感器，所述第三外管远离第二外管的一端设有防护网。

6、在一些实施例中：所述推杆连接头的一端设有连接推杆的内螺纹，另一端设有螺纹连接第一外管的外螺纹；

7、所述推杆连接头的侧壁上径向开设有使抽采负压测量模块检测外部环境气压的透气孔，所述透气孔内设有滤网。

8、在一些实施例中：所述探管电池组和/或抽采负压测量模块通过硅胶灌封在第一外管内，所述第一外管远离推杆连接头的一端螺纹连接有第一连接头；

9、所述航插公头与所述探管电池组和抽采负压测量模块电连接并固定于所述第一连接头内；

10、所述第二外管接近第一外管的一端螺纹连接有第二连接头，所述航插母头固定在第二连接头内；

11、所述第一连接头上转动套设有将航插公头插入所述航插母头的套管，所述套管的一端与第二连接头螺纹连接。

12、在一些实施例中：所述主控电路板包括微处理器、存储模块和时钟模块、电源管理模块，以及连接抽采负压测量模块、瓦斯浓度传感器、轨迹测量模块和蓝牙模块的接口模块；

13、所述微处理器获取抽采负压测量模块、瓦斯浓度传感器、轨迹测量模块的采集信息并存储至所述存储模块，并将存储模块内的采集信息经蓝牙模块无线发送至无线终端。

14、在一些实施例中：所述探管电池组设有本安电源保护模块，所述本安电源保护模块与探管电池组连接，并将探管电池组的电能分配至微处理器、存储模块、时钟模块、接口模块、抽采负压测量模块、轨迹测量模块、瓦斯浓度传感器和蓝牙模块。

15、在一些实施例中：所述第二外管接近第三外管的一端螺纹连接有连接套，所述第三外管靠近第二外管的一端与连接套螺纹连接；

16、所述主控电路板、轨迹测量模块和蓝牙模块通过电路板固定座固定在第二外管内，且沿第二外管的轴线方向依次排列。

17、在一些实施例中：所述抽采负压测量模块为微型气压传感器，所述瓦斯浓度传感器为微型激光甲烷气体传感器；

18、所述第二外管为非金属材料，所述第二外管内设有与蓝牙模块连接的蓝牙天线。

19、本技术实施例第二方面提供了一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的装置，包括上述任一实施例所述的探管；以及

20、瓦斯抽放管，所述瓦斯抽放管伸入抽采钻孔内，所述探管位于所述瓦斯抽放管内；

21、三通管，所述三通管的一端与瓦斯抽放管位于抽采钻孔孔口的一端密封连接；

22、推杆，所述推杆设有多段，多段所述推杆依次接长将所述探管推入瓦斯抽放管的设定深度；

23、无线终端，所述无线终端与探管无线信号连接，并接收探管获取的采集信息并显示。

24、在一些实施例中：所述三通管上设有与推杆密封连接的密封套，所述密封套与推杆滑动密封连接；

25、所述三通管的支管段端部通过主管连接在负压机构上，所述负压机构以抽取瓦斯抽放管内的气体。

26、本技术实施例第三方面提供了一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的使用方法，所述方法使用上述任一实施例所述的装置，所述方法包括以下步骤：

27、将三通管接入抽取瓦斯的瓦斯抽放管和主管；

28、启动探管和无线终端，无线终端搜索探管的蓝牙模块并成功连接，设置工作参数，无线终端与探管的时钟模块时钟对准；

29、启动测量，连接探管与第一节推杆，推杆上套上密封套，将探管通过三通管插入瓦斯抽放管，密封套插入三通管，完成测量准备工作；

30、逐节测量，倒计时结束后逐根接长推杆，探管在瓦斯抽放管内行进，同步连续测量甲烷浓度、抽采负压、轨迹的方位角和倾角；

31、每接长一根推杆，在无线终端上计数推杆的根数，记录探管的推入深度，直至到达设计深度；

32、完成全孔测量后在无线终端上点击“结束测量”，逐根退出推杆，以取出探管；

33、在无线终端上点击“接收数据”，将探管内存储的当前钻孔测量数据传到无线终端；

34、在无线终端上打开接收的数据，查看测点深度、甲烷浓度、抽采负压、轨迹方位角和倾角的数表和曲线图。

35、本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：

36、本技术实施例提供了一种用于钻孔瓦斯参数综合测定的探管及装置，由于本技术的探管设置了供电节段，该供电节段包括第一外管，以及位于第一外管内的探管电池组和抽采负压测量模块，第一外管的一端固定连接有推杆连接头，另一端设有连接主控节段的航插公头；主控节段，该主控节段包括与第一外管同轴可拆卸连接的第二外管，第二外管内设有主控电路板、轨迹测量模块和蓝牙模块，以及与航插公头插接的航插母头；测量节段，该测量节段包括与第二外管同轴可拆卸连接的第三外管，第三外管内设有与主控电路板连接的瓦斯浓度传感器，第三外管远离第二外管的一端设有防护网。

37、因此，本技术的探管由依次连接的供电节段、主控节段和测量节段组成，采用微型化的抽采负压测量模块与瓦斯浓度传感器，结合探管结构的分体式设计，既实现了甲烷浓度和抽采负压力的实时精确测量，又保证了探管直径足够小，适合于瓦斯抽放管内的原位测量。甲烷浓度、压力和钻孔轨迹等测量数据存储在探管内，探管与无线终端无线数据传输，无需电缆连接，简化了装置结构，更适合在瓦斯抽放管内移动，实现原位测量。

38、本技术的装置可以对同一瓦斯抽放管在不同的瓦斯抽采阶段进行重复测量，对比分析不同阶段钻孔沿程甲烷浓度和抽采负压的变化情况，分析钻孔煤岩层变化特性，指导优化瓦斯抽采工艺，达到最佳抽采效果。通过钻孔沿程瓦斯参量测量和钻孔轨迹测量，确定瓦斯参量的空间分布情况，多孔联合分析区域瓦斯抽采效果，指导抽采孔的空间布置，达到区域瓦斯最佳抽采效果。