[发明专利]煤矿井下用双管取样装置及方法

权利要求书

1.煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，包括转换接头(1)、取样管体、钻头、封堵球(7)，所述转换接头(1)一端通过取样管体连接有钻头，所述转换接头(1)另一端通过钻杆与外部驱动相连，所述钻杆尾部设有送风器，用于为取样装置供风，所述外部驱动通过驱动所述转换接头(1)带动钻头以其轴线为转轴旋转；所述转换接头(1)内开设有中心风道(11)和侧面风道(12)，所述取样管体为双层中空管状结构，其两层管壁之间形成环形通道，所述侧面风道(12)进口与中心风道(11)相连通，所述侧面风道(12)出口与环形通道进口相连通；所述中心风道(11)内设有封堵球(7)，所述中心风道(11)朝向取样管体的一端设置有用以限位封堵球(7)的限位结构，所述封堵球(7)阻断中心风道(11)与取样管体中心孔的连通，压风流经钻杆、中心风道(11)并由环形通道排出。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述限位结构为在转换接头(1)的朝向取样管体一端安装有球座(6)，所述球座(6)位于取样管体中心孔内，并开设有球座通孔(61)，所述球座通孔(61)连通中心风道(11)和取样管体中心孔；所述球座通孔(61)朝向转换接头(1)的一端设置有弧面槽，用以限位封堵球(7)。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述取样管体包括同轴设置的取样内管(2)和取样外管(3)，所述转换接头(1)与取样管体相连的一端成型有第一公螺纹和第二公螺纹，所述第一公螺纹和第二公螺纹分别位于侧面风道(12)出口两侧，所述第一公螺纹与取样外管(3)一端相连，所述第二公螺纹与取样内管(2)一端相连，所述取样内管(2)外径小于取样外管(3)内径。

4.根据权利要求2所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述钻头包括内管钻头(4)和外管钻头(5)，所述内管钻头(4)与取样内管(2)另一端相连，所述外管钻头(5)与取样外管(3)另一端相连，所述内管钻头(4)外径小于外管钻头(5)内径。

5.根据权利要求2所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述封堵球(7)为塑质球。

6.根据权利要求2所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述球座(6)、转换接头(1)、取样内管(2)、取样外管(3)轴线同轴。

7.根据权利要求4所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述外管钻头(5)与取样外管(3)为丝扣连接，所述内管钻头(4)与取样内管(2)为丝扣连接。

8.根据权利要求4所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述内管钻头(4)和外管钻头(5)远离转换接头(1)的一端沿其周向均匀分布有切削齿。

9.根据权利要求8所述的煤矿井下用双管取样装置，其特征在于，所述切削齿为合金材质。

10.根据权利要求2-9任一项所述的双管取样装置的取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

(一)利用钻机常规钻进或定向钻进至取样点，起钻前安装双管取样装置；

(二)利用钻机动力将取样装置下至孔底，下钻过程中，每30m左右，通过送风器最大化开启压风，排出进入取样内管(2)的煤岩粉及孔内残渣，确保取样内管(2)干净；

(三)下钻至孔底，首先最大化开启压风，回转钻进0.5m，然后关闭压风，拆卸送风器，从送风器处自然投放封堵球(7)，重新安装送风器，最大化开启压风，将封堵球(7)吹至球座(6)的弧面槽处，以封堵中心风道(11)，此时风流方向改变，压风通过侧面风道(12)从取样管体的环形通道出风；

(四)通过调节供风管路上阀门的开度，适量减少供风，以孔口返微风为标准，然后回转钻进取样，钻进1～1.5m后，关闭压风，取样结束；

(五)起钻，拆卸取样装置，将获取的煤样装入煤样罐内，用于瓦斯含量测定。