一种圆筒构造煤取样器的制作方法

本实用新型属于构造煤取样工装技术领域，具体涉及一种圆筒构造煤取样器。

背景技术：

现在实验室研究的煤样主要是原生结构煤，因为原生结构煤试样制备简单，原生结构煤试样能反映原始煤层的层里、裂隙等，进而得知煤层的各种性质。但是研究构造煤对实际的生产有重要的意义，不过构造煤取样困难，取样后难以制备成型，制约着构造煤性质的研究。实验室多数研究型煤来代替构造煤，避免制样的困境，但是却不能准确获取构造煤的各种参数；构造煤低强度、低渗透率、微孔隙多、解吸速度快等特点，限制煤矿开采和煤层气的开发，同时研究构造煤对于防止煤与瓦斯突出、抽采瓦斯等都有重要的意义，因此设计一种构造煤取样设备成为目前亟待解决的问题。

实验室常用的取样方法主要有钻孔取样(岩芯)和块石取样(现场岩块)方式，例如节理化岩体取样方法(CN102445362A)采用套钻的方法取样，对于节理化的岩体可以保留原生结构，但对于构造煤硬度小，易破碎，取芯难度大，且不易分离钻头和煤样。构造煤取样方法(CN102589926A)采用电钻打孔注胶的方式，打钻也会带来一定的扰动破坏，但是取得的构造煤仍能较好地保留原生结构和各种性质，但是后期加工过程中不能避免加工过程中产生的扰动破坏样品，同时井下电钻打孔有危险性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供一种圆筒构造煤取样器，实现井下完整取样，取样后直接可以进行试验，不用二次在井上加工样品，减少切割带来的扰动损伤，最大程度的保留煤样的结构不受破坏。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种圆筒构造煤取样器，包括主体圆筒，主体圆筒采用至少两个圆弧瓣体拼接而成，主体圆筒一端设置有与其螺纹连接的第一卡箍件，主体圆筒的另一端设置有与其螺纹连接的第二卡箍件，主体圆筒内壁裹设有筒状柔性约束材料，筒状柔性约束材料的两端外翻至主体圆筒的筒外壁，且筒状柔性约束材料的一端通过第一卡箍件与主体圆筒螺纹连接而固定、另一端通过第二卡箍件与主体圆筒螺纹连接而固定。

优选地，所述的第一卡箍件采用环状结构，所述的第二卡箍件采用盖体结构。

进一步优选地，所述的盖体结构的第二卡箍件上设置有观察圆孔。

进一步优选地，所述的环状结构的第一卡箍件的外面采用锥面结构。

优选地，所述的主体圆筒采用两个圆弧瓣体，包括左半圆弧瓣体和右半圆弧瓣体，左半圆弧瓣体的两侧设置有内凹台阶部，右半圆弧瓣体两侧均设置有能够嵌入左半圆弧瓣体的内凹台阶部的凸出台阶部。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型是一种构造煤取样设备,采构造煤简便易行。本实用新型制备的试验样品，通过试验得到的构造煤特性参数能较真实的揭示原构造煤的特性。

2)通过该方法可以制备出满足构造煤特性试验要求的圆柱形试验样品。

3)设备易加工，成本低廉，且可循环使用。

4)应用本实用新型制备成的试验样品与现行的型煤的试验样品相比,更能体现构造煤各种真实特性。

5)本实用新型专利能消除制备样品的过程中切割带来的扰动损伤，最大限度的保留构造煤的原生结构。

附图说明

图1是本实用新型的圆筒构造煤取样器主视图。

图2是本实用新型的圆筒构造煤取样器分解主视图。

图3是本实用新型的主体圆筒俯视图。

附图标记：10-主体圆筒，11-左半圆弧瓣体，12-右半圆弧瓣体，20-第二卡箍件，21-观察孔，30-第一卡箍件。

具体实施方式

参照图1-3，本实用新型的圆筒构造煤取样器，包括主体圆筒10，主体圆筒10采用至少两个圆弧瓣体拼接而成，主体圆筒10一端设置有与其螺纹连接的第一卡箍件30，主体圆筒10的另一端设置有与其螺纹连接的第二卡箍件20，主体圆筒10内壁裹设有筒状柔性约束材料(图未示)，筒状柔性约束材料的两端外翻至主体圆筒10的筒外壁，且筒状柔性约束材料的一端通过第一卡箍件30与主体圆筒10螺纹连接而固定、另一端通过第二卡箍件20与主体圆筒10螺纹连接而固定。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的第一卡箍件30采用环状结构，所述的第二卡箍件20采用盖体结构。通过一端环状固定、一端盖体固定的方式，能够在取样时，保护样品的端面，不会破坏。盖体结构的第二卡箍件20上设置有观察圆孔，通过设置有观察孔21，能够方便的观察取样时，取样器是否取样完成。所述的环状结构的第一卡箍件30的外面采用锥面结构，按照圆筒构造煤取样器进入到煤层的方向，采用下端小于整个圆筒构造煤取样器外径的结构，能够方便圆筒构造煤取样器顺利进入到煤层中。

本实用新型的优选实施方案，主体圆筒10采用两个圆弧瓣体，包括左半圆弧瓣体11和右半圆弧瓣体12，左半圆弧瓣体11的两侧设置有内凹台阶部，右半圆弧瓣体12两侧均设置有能够嵌入左半圆弧瓣体11的内凹台阶部的凸出台阶部。通过采用该结构，能够相互卡合后形成主体圆筒10，相对于两个以上的圆弧瓣体拼接结构，安装上更加方便一些。

本实用新型的圆筒构造煤取样器要求主体圆筒10、第一卡箍件30、第二卡箍件20三部分共轴线设置，内径相同，第二卡箍件20最大外径比主体圆筒10略大2mm。筒状柔性约束材料直径略小于主体圆筒10的筒内径，且需有一定弹性、透气性和抗摩擦的能力，本实用新型的附图中未对筒状柔性约束材料进行描述，在实际使用时，根据上述要求配置即可。使筒状柔性约束材料比主体圆筒10长，贯穿主体圆筒10，上下露出的部分使其外翻到筒外壁，并用第一卡箍件30、第二卡箍件20沿螺纹方向拧紧固定。

利用本实用新型的圆筒构造煤取样器的取样方法包括以下步骤：

一、选址：选取工作面新揭露的煤层，在其上选择构造煤发育的地质单元，用风镐、铁锨、手锯等工具清理出一个水平或垂直工作面的平面。

二、组装取样器：使筒状柔性约束材料置于主体圆筒10中，贯穿主体圆筒10，上下露出的部分使其外翻到筒外壁，并用第一卡箍件30、第二卡箍件20沿螺纹方向拧紧固定。

三、取样：利用手锤把取样器垂直送入煤壁，并通过第二卡箍件20的孔观察是否取样完成，完成后取出圆筒取样器。

四、器样分离：拧下第一卡箍件30、第二卡箍件20后，分开主体圆筒10，取出被筒状柔性约束材料包裹的构造煤，得到构造煤样，小心保护送入实验室，并做好记录。