煤矿井下随钻多点煤样采集装置的制作方法

本发明属于钻具领域，涉及一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置。

背景技术：

1、目前，煤矿井下长距离煤层瓦斯含量测定主要采用定向钻孔+密闭保压取样装置的方式。该过程包括施工钻孔到取样点、退钻加接取样装置送钻至取样点、按规程进行钻进取样、把整套装置退出孔外进行解析等多个环节，操作繁琐，尤其是针对300m以上深孔取样时，作业周期较长，不利于大量取样工作的开展。同时，取样技术获取的煤样存在无法确定取样暴露时间和煤样混样等问题，影响钻屑瓦斯解吸指标测定的准确性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置，将钻孔、取样和瓦斯含量测定整合为一个工序。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置，包括外管以及安装在所述外管内的采样机构与压式伸缩转动机构，所述压式伸缩转动机构设置在所述采样机构端部，压动所述压式伸缩转动机构远离所述采样机构的一端，以转动所述压式伸缩转动机构，控制所述采样机构与所述压式伸缩转动机构的连通状态，实现多种工作状态的切换；

4、所述多种工作状态包括取样状态、冲洗状态、检测状态。

5、可选的，所述压式伸缩转动机构包括顶杆、与所述顶杆相配合的转盘，所述顶杆上设置第一配合部，所述转盘上设置第二配合部，压动所述顶杆，所述第一配合部压动所述第二配合部使得所述顶杆转动。

6、可选的，所述转盘外套设有滑槽套，通过滑槽套连接至所述采样机构；所述滑槽套内部设置长度和/或深度不同的导槽。

7、可选的，所述第一配合部呈斜面，所述第二配合部呈尖状，所述第二配合部的数量为所述第一配合部的数量的至少两倍。

8、可选的，所述滑槽套通过卡簧固定在所述外管内部。

9、可选的，所述采样机构包括内筒座，所述内筒座内设置贯穿其两端的第一通道；所述转盘朝向所述内筒座的一端上设置第二通道，压动所述转盘控制所述第一通道与所述第二通道的连通状态。

10、可选的，所述采样机构包括固定设置在所述外管内的弹簧座、在所述外管内部滑动设置的弹簧盖、设置在所述弹簧座与所述弹簧盖之间的压动弹簧，所述压动弹簧套设在所述内筒座外侧。

11、可选的，所述内筒座上设置瓦斯测定和信号发射器。

12、可选的，所述内筒座远离所述压式伸缩转动机构的一端上设置内筒阻焊，所述内筒阻焊上设置内钻头及外钻头，压动所述压式伸缩转动机构，压缩所述压动弹簧，所述内筒座推动所述内筒阻焊以进行采样。

13、可选的，所述内筒座与所述内筒阻焊之间设置第一密封圈，所述内筒阻焊与所述内钻头之间设置第二密封圈。

14、本发明的有益效果在于：

15、本发明提供了一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置及方法，该装置具有随钻取样功能，降低了瓦斯解吸指标测定受煤样暴露时间和煤样混样的影响，从而提高瓦斯含量测定的准确性。同时该装置和方法能够将钻孔、取样和瓦斯含量测定整合为一个工序，避免送钻取样、退钻解析等产生的工作量，降低作业成本和减少工作量，大大提高作业效率。

16、与现有技术相比，本方案采用轴向运动位置控制闭合，取样通道短，进样效率高，结构巧妙，可靠性高，密封性保压效果好，解析数据准确。该装置解决了现有随钻密闭取样设备结构复杂、取样难、密封不压实等问题，从而提高了测定效果。

17、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述压式伸缩转动机构包括顶杆(2)、与所述顶杆(2)相配合的转盘(1)，所述顶杆(2)上设置第一配合部(21)，所述转盘(1)上设置第二配合部(19)，压动所述顶杆(2)，所述第一配合部(21)压动所述第二配合部(19)使得所述顶杆(2)转动。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述转盘(1)外套设有滑槽套(3)，通过滑槽套(3)连接至所述采样机构；所述滑槽套(3)内部设置长度和/或深度不同的导槽(20)。

4.根据权利要求2所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述第一配合部(21)呈斜面，所述第二配合部(19)呈尖状，所述第二配合部(19)的数量为所述第一配合部(21)的数量的至少两倍。

5.根据权利要求3所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述滑槽套(3)通过卡簧(4)固定在所述外管(7)内部。

6.根据权利要求2所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述采样机构包括内筒座(10)，所述内筒座(10)内设置贯穿其两端的第一通道(17)；所述转盘(1)朝向所述内筒座(10)的一端上设置第二通道(16)，压动所述转盘(1)控制所述第一通道(17)与所述第二通道(16)的连通状态。

7.根据权利要求6所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述采样机构包括固定设置在所述外管(7)内的弹簧座(9)、在所述外管(7)内部滑动设置的弹簧盖(6)、设置在所述弹簧座(9)与所述弹簧盖(6)之间的压动弹簧(8)，所述压动弹簧(8)套设在所述内筒座(10)外侧。

8.根据权利要求6所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述内筒座(10)上设置瓦斯测定和信号发射器(5)。

9.根据权利要求7所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述内筒座(10)远离所述压式伸缩转动机构的一端上设置内筒阻焊(12)，所述内筒阻焊(12)上设置内钻头(14)及外钻头(15)，压动所述压式伸缩转动机构，压缩所述压动弹簧(8)，所述内筒座(10)推动所述内筒阻焊(12)以进行采样。

10.根据权利要求9所述的煤矿井下随钻多点煤样采集装置，其特征在于：所述内筒座(10)与所述内筒阻焊(12)之间设置第一密封圈(11)，所述内筒阻焊(12)与所述内钻头(14)之间设置第二密封圈(13)。

技术总结
本发明涉及一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置，属于钻具领域。包括外管以及安装在所述外管内的采样机构与压式伸缩转动机构，所述压式伸缩转动机构设置在所述采样机构端部，压动所述压式伸缩转动机构远离所述采样机构的一端，以转动所述压式伸缩转动机构，控制所述采样机构与所述压式伸缩转动机构的连通状态。本发明提供了一种煤矿井下随钻多点煤样采集装置及方法，该装置具有随钻取样功能，降低了瓦斯解吸指标测定受煤样暴露时间和煤样混样的影响，从而提高瓦斯含量测定的准确性。同时该装置和方法能够将钻孔、取样和瓦斯含量测定整合为一个工序，避免送钻取样、退钻解析等产生的工作量，降低作业成本和减少工作量，大大提高作业效率。

技术研发人员：潘小叶,李彦明,孙利海,徐树斌,郭昆明,李克松,李称心,杜坤,刘洪刚
受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1