[發明專利]一種反轉密封煤樣取樣器及其使用方法

無效

• 申請號: 201110208135.3
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102384860A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 陳紹杰;宋壽江;郭銀龍;于猛
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本發明涉及一種煤樣取樣器及其使用方法，特別是關于一種用于測定煤層瓦斯含量的反轉密封煤樣取樣器及其使用方法。

背景技術

煤層瓦斯含量是反映煤層瓦斯賦存情況的重要參數之一，是計算煤層瓦斯儲量、預測礦井瓦斯涌出量、進行瓦斯抽采設計和評價煤層煤與瓦斯突出危險性的重要依據。瓦斯含量測量值的準確性不但制約礦井瓦斯危險程度預測的可靠性，而且影響以瓦斯危險程度預測為依據而制定的瓦斯防治措施的有效性與經濟性，甚至危及礦井安全生產。目前，煤層瓦斯含量測定方法主要有間接法和直接法。間接法根據實測的煤層瓦斯壓力、煤的吸附常數、工業分析等參數，用朗格繆爾公式計算煤層瓦斯含量。該方法測試周期較長，成本較高，煤礦現場較少采用。在實際煤層瓦斯含量測定中主要采用直接法，直接法是通過鉆孔取煤屑或煤芯，測定和計算取樣過程的瓦斯損失量、解吸瓦斯量和殘存瓦斯量，這三者之和為煤層瓦斯含量。這種方法會有瓦斯量損失過大的缺點，尤其在進行取樣深度大于30米的鉆孔取樣時，取樣深度越大，退鉆過程煤樣暴露時間越長，瓦斯損失量越大。因此如何降低或準確推算瓦斯損失量是一個亟待解決的問題。實驗表明：煤屑的瓦斯解吸速度遠大于塊煤。煤屑脫離煤體初期的解吸速度非常快，如果能取出塊狀煤樣，將極大地減小取樣過程的瓦斯損失量，但是，國內的具有突出危險的煤層一般都比較松軟，難以取出完整的塊狀煤樣。此外，雖然國內外也開發了許多直接取樣測量瓦斯含量的裝置，如普通單層取樣管、雙層取樣管，但是其取樣方法及及其原理沒有大的突破，取樣過程中瓦斯損失嚴重，導致測定的煤層瓦斯含量測量結果存在較大的誤差，不利于瓦斯防治措施的制定與有效實施。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠在測定煤層瓦斯含量時降低取樣過程中瓦斯損失量的反轉密封煤樣取樣器及其使用方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種反轉密封煤樣取樣器，它包括組合鉆頭、煤樣筒、密封盤總成、密封軸總成、封孔撥盤總成和變徑接頭，其中：所述煤樣筒上端內壁設置有凹臺，底部中心設置有通孔，底面圍繞所述通孔設置有若干凸起的撥塊；所述煤樣筒上端與所述組合鉆頭固定連接成一體；所述密封盤總成包括壓蓋和密封盤，所述密封盤上開設有若干入煤孔，所述密封盤坐落在所述煤樣筒的凹臺上，所述壓蓋穿入所述煤樣筒壓設在所述密封盤上，并與所述煤樣筒上端固定連接成一體；所述密封軸總成包括一空心軸、密封套、撥鍵、快接裝置和反轉密封總成；所述空心軸的頂部封閉，軸身上開有若干排氣孔；所述密封套設置在所述空心軸下部，密封連接在所述煤樣筒的通孔中；所述撥鍵設置在所述密封套的外壁下部；所述快接裝置連接在所述密封套尾端；所述反轉密封總成位于所述密封軸總成上部，包括與所述空心軸連接的銷座；所述銷座上穿設有與所述密封盤上每一所述入煤孔對應的封孔銷，所述封孔銷的上端設置有密封頭，在所述密封頭的底部與所述銷座之間設置有壓簧，每一所述封孔銷下部設置有一開孔銷；所述封孔撥盤總成包括撥盤和壓板；所述撥盤呈倒置的筒狀，所述撥盤底部設置有一中心孔，圍繞所述中心孔設置有與所述煤樣筒底部的撥塊配合的撥扇，所述中心孔內壁設置有與所述密封套上撥鍵配合的弧形鍵槽；所述壓板穿入所述撥盤，且通過固定件連接在所述煤樣筒底部的撥塊上；所述變徑接頭的上端與所述封孔撥盤總成的撥盤下端固定連接成一體。

所述組合鉆頭包括鉆頭座，所述鉆頭座上設置有中心鉆頭和圍繞所述中心鉆頭的若干小鉆頭。

所述密封盤上開設有2～4個入煤孔。

上述的一種反轉密封煤樣取樣器的使用方法，包括以下步驟：1)將一密封軸總成從一煤樣筒頂部插入，使其中的密封套密封連接在煤樣筒的通孔中；2)將一撥盤套設在密封套上，使撥盤上的撥扇靠在煤樣筒底部的撥塊側部，且密封套上的撥鍵插入撥盤上的弧形鍵槽中，再將一壓板套設在密封套上，并與煤樣筒底部的撥塊固定連接；3)在煤樣筒上部的凹臺內放入一密封盤，使密封頭位于密封盤的底部；將一壓蓋與煤樣筒上端內壁固定連接，且壓設在密封盤上；4)將組合鉆頭與煤樣筒上端外壁固定連接，并將變徑接頭與撥盤的下端固定連接；5)施工鉆孔至預定深度，退出鉆桿，然后將依照步驟1)～4)安裝好的取樣器通過變徑接頭連接至鉆機及鉆桿，送入鉆孔，啟動鉆機順時針正轉進行定點取樣；6)取樣完成后，啟動鉆機逆時針反轉30°以上；7)退出鉆桿，將取樣器從鉆桿上取下，并將其中的快接裝置的氣閥打開，將快接裝置與外部的瓦斯解吸設備連接。