[实用新型]一种水基隔热型含瓦斯煤双筒取芯器

说明书

本实用新型公开了一种水基隔热型含瓦斯煤双筒取芯器，包括连接头、取芯器外筒、取芯器内筒和钻头，连接头与取芯器外筒固接，取芯器内筒套接固定在取芯器外筒的内部，钻头安装在取芯器外筒的下端，连接头与取芯器外筒之间从上至下依次设置有氮气储罐和水基储罐，氮气储罐、水基储罐和取芯器外筒之间均通过螺纹连接杆固定连接，氮气储罐与水基储罐之间以及水基储罐与喷射通道之间均通过管路相连通，喷射通道的下端设置有多个喷头；本实用新型通过氮气储罐和水基储罐向喷头内输送高压水基液，喷出后形成降温泡沫，能高效的对取芯器外筒和取芯器内筒进行快速降温，保证所取的煤芯及煤芯中的瓦斯不受取芯过程切削热和摩擦热的影响。

技术领域

本实用新型涉及煤矿瓦斯含量测试技术领域，特别是一种水基隔热型含瓦斯煤双筒取芯器。

背景技术

煤层瓦斯含量不仅是我国煤矿瓦斯危险程度评价、瓦斯灾害治理及煤层瓦斯资源开发利用不可或缺的基础参数，还是煤与瓦斯突出危险性预测、区域防突措施效果检验的主要指标。因此，瓦斯含量测试值的可靠性和准确性至关重要。目前，井下煤层瓦斯含量的测定方法主要有直接法和间接法。间接法采用瓦斯压力和瓦斯吸附常数来计算瓦斯含量，由于煤层原始瓦斯压力测定工艺复杂且周期较长、成功率低、成本高等原因，煤矿现场采用较少，主要采用井下直接测定法。

GB/T23250-2009《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》规定煤矿井下瓦斯含量测定须采用取芯管取芯法或者其他验证有效的定点取样法。而在钻孔取芯过程中，利用取芯管采取煤芯时会存在取芯钻头与煤壁切削产热以及取芯管管壁与钻孔壁摩擦生热，导致取芯管和管内煤样温度升高而加速煤样解吸瓦斯甚至造成煤样烧焦变质，导致所测得的煤层瓦斯含量值与真实值存在较大差异。如何避免或者降低取芯管取芯过程煤芯温度大幅度升高这一难题，是制约煤矿瓦斯含量精确测量的关键所在。针对这一技术难题，现有的以下专利提出了一些有借鉴性的解决问题的技术方案，如中国发明专利2020年07月07日公开了一种公布号为CN21094855U的“一种深部原位保温取芯器”，提出了在储芯舱外壁涂隔热材料及填充二氧化硅气凝胶或聚氨酯发泡材料，使其内腔形成绝热环境；中国发明专利2019年07月23日公开了一种公布号为CN110043211A的“半导体制冷式冰冻取芯器”，提出了用NP极半导体制冷片制冷（帕尔贴效应）为煤芯降温的方法；这些专利所使用的方法在一定程度上缓解了煤芯温度的升高，但还存在一定的弊端，如第一个专利只考虑了外部的摩擦热不进入储芯舱，无法消除取样切削热造成的煤芯升温效应；第二个专利帕尔贴效应的半导体材料自身的制冷量在短时间内非常有限，制冷率不高，无法在短时间内降低温度。

发明内容

为了克服上述不足，本实用新型的目的是要提供一种水基隔热型含瓦斯煤双筒取芯器，可有效降低取芯管的温度，使煤样保持在原位温度。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种水基隔热型含瓦斯煤双筒取芯器，包括连接头、取芯器外筒、取芯器内筒和钻头，连接头与取芯器外筒固接，取芯器内筒套接固定在取芯器外筒的内部，钻头安装在取芯器外筒的下端，所述连接头与取芯器外筒之间从上之下依次设置有氮气储罐和水基储罐，氮气储罐用于存储氮气，水基储罐内存储水基液，所述水基液为碳链氟表面活性剂（C1157）、十二烷基硫酸钠（SDS）、烷基多糖苷（APG0814）的水基配比液，所述氮气储罐、水基储罐和取芯器外筒之间均通过螺纹连接杆固定连接，所述取芯器内筒与取芯器外筒之间形成喷射通道，所述氮气储罐与水基储罐之间以及水基储罐与喷射通道之间均通过管路相连通，所述喷射通道的下端设置有多个喷头；

进一步的，所述取芯器外筒内设置有控制装置，所述控制装置包括电源、计时开关、和电磁阀，所述电源通过连接导线与电磁阀电连接，所述连接导线上设置有计时开关，所述电磁阀安装在氮气储罐与水基储罐以及水基储罐与喷射通道之间的管路上；

进一步的，所述喷头包括虹吸管、喷嘴和喷射管路，所述虹吸管的一端喷射通道相连通、另一端与喷射管路相连通，所述喷嘴安装在喷射管路的末端；