[發明專利]一種利用超聲波測瓦斯壓力的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410446698.X
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104329078B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 穆朝民;石必明;伍清;齊娟;張文清;胡祖祥;高光發;程建圣
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司11241
• 代理人: 王菊珍

1.一種利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：包括聲波儀、導線(3)、控制及處理器(1)、顯示器(2)，所述聲波儀包括外殼(9)、封閉蓋(7)、下夾煤板(8)、上夾煤板(10)、聲波發射器(4)、標準試驗煤柱(5)和聲波接收器(6)，所述外殼(9)一端封閉，另一端開口，所述開口用封閉蓋(7)封閉，所述外殼(9)內表面噴有吸聲涂層，所述外殼(9)外表面布有網孔(11)；所述外殼(9)中放置標準試驗煤柱(5)，所述標準試驗煤柱(5)一端用下夾煤板(8)夾持，另一端用上夾煤板(10)夾持；所述下夾煤板(8)上設有聲波發射器(4)，所述聲波發射器(4)一端與所述標準試驗煤柱(5)接觸，另一端穿過封閉蓋(7)通過導線(3)與控制及處理器(1)連接，所述上夾煤板(10)上設有聲波接收器(6)，所述聲波接收器(6)一端與所述標準試驗煤柱(5)接觸，另一端穿過封閉蓋(7)通過導線(3)與控制及處理器(1)連接，所述外殼(9)長度為500～900mm，直徑為50～70mm，所述標準試驗煤柱(5)長度為400～800mm，直徑為40～66mm，所述標準試驗煤柱(5)為完整的煤柱，所述方法包括以下步驟：

(a)向進行瓦斯抽采的待測煤層(14)打鉆孔；

(b)通過步驟(a)中所述鉆孔，取出所述煤層(14)中的煤柱，加工成標準試驗煤柱(5)，所述標準試驗煤柱(5)在與待測煤層(14)相同溫度、壓力為一個標準大氣壓條件下解析；解析完成后，在上述溫度和壓力條件下測出瓦斯壓力值，并以所述瓦斯壓力值對聲波儀進行校零；

(c)在步驟(a)中所述鉆孔中放置步驟(b)中所述聲波儀，所述聲波儀放置在步驟(a)中所述煤層(14)中間位置，將導線(3)引出至瓦斯鉆孔孔口，所述導線(3)與控制及處理器(1)連接，啟動裝置測試超聲波信號，確認裝置無故障后，用封孔材料封堵(12)瓦斯鉆孔；

(d)步驟(b)所述標準試驗煤柱(5)吸附瓦斯，當所述標準試驗煤柱(5)中內外壓力平衡，所述內外壓力的值接近于原始瓦斯壓力時，步驟(c)中所述控制及處理器(1)根據聲波發射器(4)發射超聲波與聲波接收器(6)接收超聲波的時間差進行處理測得瓦斯壓力。

2.根據權利要求1所述的利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：所述外殼(9)由金屬鐵制成。

3.根據權利要求2所述的利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：所述上夾煤板(10)和所述下夾煤板(8)表面附有吸聲填充層，所述吸聲填充層為多層硅酸鋁棉。

4.根據權利要求3所述的利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：所述封閉蓋(7)為螺紋旋轉封閉蓋。

5.根據權利要求1所述的利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：步驟(b)中所述瓦斯壓力值是以標準大氣壓下，與待測煤層(14)相同溫度下，所述標準試驗煤柱(5)解析48h后，采用超聲波測瓦斯壓力的裝置測得的壓力值。

6.根據權利要求1所述的利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：步驟(d)中所述超聲波的頻率為10KHz～2.5MHz，精度0.1μs；幅度：0～150dB。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的利用超聲波測瓦斯壓力的裝置測瓦斯壓力的方法，其特征在于：步驟(d)中所述標準試驗煤柱(5)吸附瓦斯時間為48h。