[发明专利]瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试方法及测试装置

权利要求书

1.瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：包括测压钢管、不锈钢丝、绝缘套、可读电流及可变输出电压的直流电源、变阻箱和精密压力表，其中钢管的前段管壁具有若干分布的孔洞，使得钢管的前段形成测压花管，所述测压钢管中心固定不锈钢丝，且测压钢管和不锈钢丝间隔设置，所述测压钢管的前端和不锈钢丝的前端之间的端面通过绝缘套密封；

所述测压钢管的尾端密封，所述精密压力表安装在测压钢管尾端，该测压钢管用于检测钻孔内气体和液体的总压力；所述直流电源的第一电极通过测试线经变阻箱连接测压钢管，第二电极通过测试线连接不锈钢丝。

2.根据权利要求1所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述绝缘套的端面具有环形的凸起结构，且所述不锈钢丝的前端置于凸起结构围合区域内。

3.根据权利要求2所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述测压钢管和不锈钢丝之间具有若干个绝缘支架，该绝缘支架用于隔离测压钢管和不锈钢丝。

4.根据权利要求1所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述测压钢管的后端设有三通接口，该三通接口的第一个接口与测压钢管的尾端对接，第二个接口安装三通阀门，第三个接口安装可拆卸式内扣密封钮，其中精密压力表安装在三通阀门上，所述可拆卸式内扣密封钮内穿过电源测试线路，该电源测试线路为直流电源和不锈钢丝电性连接的线路。

5.根据权利要求4所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述不锈钢丝的尾端直角式弯折，并穿过可拆卸式内扣密封钮伸出三通接口，所述第二电极通过导线连接不锈钢丝的尾端。

6.根据权利要求1所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述测压钢管还设有磁性环套，所述第一电极外接导线和测压钢管外表面通过磁性环套固定。

7.根据权利要求1所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述测压钢管为多个钢管逐一首位对接，多个所述钢管端部通过含绝缘支架的管箍连接。

8.根据权利要求1所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，其特征在于：所述测压花管表面捆绑细密微孔的过滤网，该过滤网用于防止煤屑进入测压钢管。

9.瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的斯压力测定钻孔中水柱长度测试装置，包括如下步骤：

步骤1、在井下预定位置施工斜上的测压钻孔进入目标煤层，利用压风系统或高压水冲洗孔内残余杂屑，以待封孔测压备用；

步骤2、将测压花管插入到测压钻孔中，测压花管前段距测压钻孔8孔底的长度小于1m，将测压钢管封堵在煤岩体内；

步骤3、打开三通阀门接取测压钢管内渗出的液体，测量该液体的密度和电阻率，待精密压力表1示数稳定后，连通直流电源、变阻箱、测压钢管和不锈钢丝，形成闭合回路，等数值调控变阻箱电阻5次，对应的记录变阻箱五组电阻值和直流电源显示的电流值，然后通过公式计算水柱的水压P_s，计算公式为：

可精确修正煤层真实瓦斯压力P为：

P＝P_b-P_s；

式中：U-电源输出电压，V；I-测试电路中电流，mA；R_b-变阻箱调控的电阻值，Ω；ρ’-测压管中液体的电阻率，Ω·cm；θ-钻孔倾角，°；g-重力加速度，m/s2；Ps-测压管中水柱的水压，Pa；Pb-压力表示数，Pa；P-目标煤层真实瓦斯压力，Pa；

步骤4、将记录的5组变阻箱五组电阻值和直流电源显示的电流值，分别带入计算水柱的水压Ps的公式，得到5组测压管中水柱的长度1及对应的水压Ps，分别各求取平均值为最终测值，以此为依据修正真实的煤层瓦斯压力P。

10.根据权利要求9所述的瓦斯压力测定钻孔中水柱长度测试方法，其特征在于：在步骤3中，还包括步骤3.1、故障排除：

情况1：如果测试电路没有电流，表明测试系统断路，测压钢管中没有积存液体，不锈钢丝和测压钢管之间没有导电介质；

情况2：如果测试电路电流极大，表明测试系统短路，不锈钢丝和测压钢管直接导通，测试系统的电阻为不锈钢丝和测压钢管的电阻之和，此时测压管的液体产生静水压力按照《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法-AQ/T1047-2007》进行修正；

情况3：如果测试电路的电流正常，达到预期数值，表明测压管中水柱液面未超过绝缘套，孔内水柱电阻及产生的水压、真实煤层瓦斯压力依次按照测试步骤3中重新修正。