[發明專利]一種自鉆式煤層瓦斯壓力原位測定裝置

有效

• 申請號: 201410175472.0
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103953331B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 郭保華;郝從猛;馬擎;支光輝;陳巖;席可峰;王辰霖;王龍;郭文兵
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B17/22;E21B33/10
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本發明一種自鉆式煤層瓦斯壓力原位測定裝置。能夠在不抽出鉆桿前提下實現煤層瓦斯壓力測定，特別適用于測定易塌孔煤層瓦斯壓力。包括鉆進系統、封孔系統、測壓系統。在鉆進達到設計鉆孔深度后，退出鉆機并將鉆桿退后超過封隔膠囊槽寬度的一段距離，連通供液和排液管路，連接瓦斯壓力測定導線及儀器，封閉冷卻水通道和封隔鉆桿外周與鉆孔壁間空隙，形成封閉空間。開啟瓦斯壓力測定儀，測定封閉空間中瓦斯壓力變化，穩定壓力即為該鉆孔原位瓦斯壓力。最后，通過對膠囊活塞、封隔膠囊、套管膠囊的操作，恢復冷卻水通道的連通，封閉瓦斯壓力探頭腔體，恢復滑動螺紋套管螺紋位置，拆除鉆桿外供液和排液管路及瓦斯壓力測定裝置，拔出鉆桿或繼續鉆進。

技術領域

本發明涉及一種自鉆式煤層瓦斯壓力原位測定裝置，可原位測定煤層瓦斯壓力，特別適用于測定易塌孔松軟煤層瓦斯壓力。

背景技術

煤層瓦斯壓力是瓦斯噴出和煤與瓦斯突出的動力，與煤層瓦斯含量存在正向關系。煤層瓦斯壓力測定是防治煤礦瓦斯災害的一項基礎工作，也是檢驗突出煤層經抽放后是否消突的重要手段。目前測試煤層瓦斯壓力，多采用煤炭行業標準AQ10478－2007《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法的規定》所規定的注漿泵封孔的被動式方法。測試原理為，利用煤層中瓦斯的自然滲透原理測定在鉆孔揭露處達到平衡的瓦斯壓力，該測試利用穿層鉆孔將導氣管放置在煤層中，導氣管與孔口壓力表相接，煤層瓦斯流體的壓力變化通過測壓管反映在外接壓力表上，每天觀察壓力值的變化，待壓力值達到穩定一周后完成該孔的煤層瓦斯壓力測試，測試一個孔的周期一般為30d左右。

目前，對煤層進行瓦斯壓力測定主要采用先打鉆孔，而后將測壓裝置送入鉆孔深部，最后進行封孔測壓。在成孔后撤出鉆桿的過程會導致鉆孔周圍一定范圍煤體內的瓦斯迅速釋放，且封孔工序又延長了鉆孔周圍煤體內瓦斯的釋放時間，從而導致需要用更長的測定時間才能測到真實的瓦斯壓力值；另外，在對松軟煤層進行鉆孔測壓時，常常出現鉆孔垮塌、堵塞現象，這樣一來就導致了接下來的測壓工作無法進行。

由于現在采掘技術與裝備的進步，煤巷掘進速度越來越快，而防突的壓力也越來越大，只有通過不斷縮短各項預防突出指標的測試時間來彌補防突帶來的生產效率損失。按照現有的防突規程，除了煤層瓦斯壓力以外的防突指標測試基本可以做到隨鉆隨測，當天就可以得到各種測試指標數據。

為緩解煤層瓦斯壓力測定與掘進之間的時間矛盾，且便于測定易于塌孔軟煤瓦斯壓力，提出了一種自鉆式煤層瓦斯壓力測定裝置，可以做到隨鉆隨測，大大縮短煤層瓦斯壓力測定的時間。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種自鉆式煤層瓦斯壓力原位測定裝置，該裝置可適用于大多數煤層瓦斯壓力的測定，特別是對于鉆孔易塌、易堵的松軟煤層，可大幅度提高測定效率，并且由于采用雙排封孔膠囊封孔大大提高測定壓力值的可靠性。

本發明提供一種自鉆式煤層瓦斯壓力原位測定裝置。該裝置包括鉆進系統，封孔系統和測壓系統。

所述鉆進系統包括桿體、螺紋、第一供液通道、第二供液通道、第三供液通道、導線通道、活動螺紋套管、封隔膠囊槽、套管滑動機構、鉆頭、第一冷卻水通道和第二冷卻水通道、第一膠囊活塞和第二膠囊活塞、瓦斯壓力測定探頭腔體。鉆進系統通過鉆頭破壞煤體，通過鉆桿桿體和鉆桿螺紋排渣，通過向冷卻水通道供水提供降溫和輔助排渣功能。