[发明专利]随钻煤层密封取样装置

说明书

本发明公开了一种随钻煤层密封取样装置，包括用于钻进煤层达到取样位置的进钻机构、设置于进钻机构内部用于采集煤样的取样机构和对煤样进行瓦斯解吸参数测量的测量机构；所述进钻机构包括中空且可拆卸连接的进钻钻头和外管；所述取样机构包括内部为空心用于采集煤样的取样钻头和用于盛装煤样并在进钻机构内可被控制地滑动的煤样筒，所述取样钻头和所述煤样筒之间设置有用于建立/关闭所述取样钻头和所述煤样筒之间煤样通道的球闸组件。本发明能够实现煤层随钻密封取样，以解决现有的煤层取样技术中打钻和取样分属两个过程，打钻到位后需起钻再下取样钻头的问题。

技术领域

本发明涉及煤炭开采及煤矿安全技术领域，具体涉及一种随钻煤层密封取样装置。

背景技术

煤与瓦斯突出是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象，是煤矿井下生产的一种强大的自然灾害，严重威胁着煤矿的安全生产，具有极大的破坏性。

科学准确的煤与瓦斯突出预测，是指导煤与瓦斯突出防治措施合理有效地实施的前提和关键所在，因此，煤与瓦斯突出预测具有重大的现实意义。煤层瓦斯含量近年来被广泛使用在预测煤与瓦斯突出危险性上。

煤层瓦斯含量测量误差的根源在于取样过程中的瓦斯损失量，因此，取样是煤层瓦斯含量准确测量的关键。近年来，围绕着煤层快速取样，国内外的学者开展了一系列的研究，研发了许多取样方法和装备，主要有：①反循环取样；②煤样管取样。然而，反循环取样过程中，煤样在空气中暴露时间长，瓦斯损失量大，造成测量误差偏大；现有的煤样管取芯技术取样时要起钻后，再下取样钻头和煤样管，操作复杂，取样时间长。

因此，为解决以上问题，需要一种随钻煤层密封取样装置，能够实现煤层随钻密封取样，以解决现有的煤层取样技术中打钻和取样分属两个过程，打钻到位后需起钻再下取样钻头的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供随钻煤层密封取样装置，能够实现煤层随钻密封取样，以解决现有的煤层取样技术中打钻和取样分属两个过程，打钻到位后需起钻再下取样钻头的问题。

本发明的随钻煤层密封取样装置，包括用于钻进煤层达到取样位置的进钻机构、设置于进钻机构内部用于采集煤样的取样机构和对煤样进行瓦斯解吸参数测量的测量机构；

所述进钻机构包括中空且可拆卸连接的进钻钻头和外管；

所述取样机构包括内部为空心用于采集煤样的取样钻头和用于盛装煤样并在进钻机构内可被控制地滑动的煤样筒，所述取样钻头和所述煤样筒之间设置有用于建立/关闭所述取样钻头和所述煤样筒之间煤样通道的球闸组件。

进一步，所述球闸组件包括具有通孔的球闸及将球闸抵靠于所述煤样筒前端开口的压紧盖，所述球闸上设置有用于驱动球闸在所述进钻机构内部纵向滚动的齿轮，所述齿轮啮合于设置于所述进钻机构内壁上的齿条。

进一步，所述齿轮的中心线与所述球闸的通孔中心线垂直。

进一步，所述煤样筒前端开口设置有用于挡靠球闸的挡圈，所述压紧盖与所述球闸之间设置有密封环。

进一步，所述进钻钻头前端设置有用于对取样钻头工作时进行限位的定位组件。

进一步，所述定位组件包括穿设于所述进钻钻头孔壁内的定位销、设置于进钻钻头上的定位螺栓及安装于定位销与定位螺栓之间为定位销提供弹性力的定位弹簧。

进一步，所述取样钻头在相对应所述定位销的位置开设供定位销滑动的沟槽和卡设定位销的限位槽。

进一步，还包括用于驱动煤样筒回位的回位组件，所述回位组件包括固定设置于所述外管内壁上的止推环、回位弹簧及端盖，所述端盖固定连接于所述煤样筒末端；所述回位弹簧套设于煤样筒表面并处于压缩状态，两端分别与所述止推环及端盖抵接。