[发明专利]一种自钻式煤层瓦斯压力原位测定装置

说明书

本发明一种自钻式煤层瓦斯压力原位测定装置。能够在不抽出钻杆前提下实现煤层瓦斯压力测定，特别适用于测定易塌孔煤层瓦斯压力。包括钻进系统、封孔系统、测压系统。在钻进达到设计钻孔深度后，退出钻机并将钻杆退后超过封隔胶囊槽宽度的一段距离，连通供液和排液管路，连接瓦斯压力测定导线及仪器，封闭冷却水通道和封隔钻杆外周与钻孔壁间空隙，形成封闭空间。开启瓦斯压力测定仪，测定封闭空间中瓦斯压力变化，稳定压力即为该钻孔原位瓦斯压力。最后，通过对胶囊活塞、封隔胶囊、套管胶囊的操作，恢复冷却水通道的连通，封闭瓦斯压力探头腔体，恢复滑动螺纹套管螺纹位置，拆除钻杆外供液和排液管路及瓦斯压力测定装置，拔出钻杆或继续钻进。

技术领域

本发明涉及一种自钻式煤层瓦斯压力原位测定装置，可原位测定煤层瓦斯压力，特别适用于测定易塌孔松软煤层瓦斯压力。

背景技术

煤层瓦斯压力是瓦斯喷出和煤与瓦斯突出的动力，与煤层瓦斯含量存在正向关系。煤层瓦斯压力测定是防治煤矿瓦斯灾害的一项基础工作，也是检验突出煤层经抽放后是否消突的重要手段。目前测试煤层瓦斯压力，多采用煤炭行业标准AQ10478－2007《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法的规定》所规定的注浆泵封孔的被动式方法。测试原理为，利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力，该测试利用穿层钻孔将导气管放置在煤层中，导气管与孔口压力表相接，煤层瓦斯流体的压力变化通过测压管反映在外接压力表上，每天观察压力值的变化，待压力值达到稳定一周后完成该孔的煤层瓦斯压力测试，测试一个孔的周期一般为30d左右。

目前，对煤层进行瓦斯压力测定主要采用先打钻孔，而后将测压装置送入钻孔深部，最后进行封孔测压。在成孔后撤出钻杆的过程会导致钻孔周围一定范围煤体内的瓦斯迅速释放，且封孔工序又延长了钻孔周围煤体内瓦斯的释放时间，从而导致需要用更长的测定时间才能测到真实的瓦斯压力值；另外，在对松软煤层进行钻孔测压时，常常出现钻孔垮塌、堵塞现象，这样一来就导致了接下来的测压工作无法进行。

由于现在采掘技术与装备的进步，煤巷掘进速度越来越快，而防突的压力也越来越大，只有通过不断缩短各项预防突出指标的测试时间来弥补防突带来的生产效率损失。按照现有的防突规程，除了煤层瓦斯压力以外的防突指标测试基本可以做到随钻随测，当天就可以得到各种测试指标数据。

为缓解煤层瓦斯压力测定与掘进之间的时间矛盾，且便于测定易于塌孔软煤瓦斯压力，提出了一种自钻式煤层瓦斯压力测定装置，可以做到随钻随测，大大缩短煤层瓦斯压力测定的时间。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自钻式煤层瓦斯压力原位测定装置，该装置可适用于大多数煤层瓦斯压力的测定，特别是对于钻孔易塌、易堵的松软煤层，可大幅度提高测定效率，并且由于采用双排封孔胶囊封孔大大提高测定压力值的可靠性。

本发明提供一种自钻式煤层瓦斯压力原位测定装置。该装置包括钻进系统，封孔系统和测压系统。

所述钻进系统包括杆体、螺纹、第一供液通道、第二供液通道、第三供液通道、导线通道、活动螺纹套管、封隔胶囊槽、套管滑动机构、钻头、第一冷却水通道和第二冷却水通道、第一胶囊活塞和第二胶囊活塞、瓦斯压力测定探头腔体。钻进系统通过钻头破坏煤体，通过钻杆杆体和钻杆螺纹排渣，通过向冷却水通道供水提供降温和辅助排渣功能。