[發明專利]一種模擬煤巖鉆孔熱冷加注裝置及滲透率測試方法

有效

• 申請號: 201710326437.8
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN106970015B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 王登科;魏建平;劉勇;溫志輝;徐向宇;李文睿
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;F17C7/00;F17C7/02;F17C13/02;F17C13/06
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 王國旭

本發明涉及一種模擬煤巖鉆孔熱冷加注裝置，包括控制基座、承載架、物料轉運平臺、移動鉆孔機、熱風機、氣體質量流量控制器、氣體壓力變送器、液氮加壓器、低溫液氮罐、空壓機、氮氣瓶、鉆孔密封器、壓力自適應囊袋、膠囊封孔器、萬用表、高溫導流管、低溫導流管、加壓管、高壓管及數據處理終端；其測試方法，包括安裝實驗樣品，加工實驗鉆孔，循環沖擊，滲透測試及等五步。本發明設備結構簡單，運行成本低廉，一方面具有良好的操作靈活性和可靠性，可有效的提高實驗作業的工作效率和數據采集的精度，另一方面可有效的對各種井下自然條件進行仿真作業，從而極大的提高了實驗數據與實際工作數據間的匹配性，增強實驗數據的可靠性和準確性。

技術領域

本發明涉一種模擬煤巖鉆孔熱冷加注裝置及滲透率測試方法，屬瓦斯抽采技術領域。

背景技術

我國煤礦井下瓦斯抽采作業時，為了提高瓦斯抽采作業效率，延長鉆孔使用壽命，往往均需要對瓦斯抽采鉆孔進行壓裂增透作業，當前在進行壓裂增透時，冷熱沖擊增透技術得到了極為廣泛的應用，但在實際的工作中發現，當前在對瓦斯鉆孔進行壓裂增透作業時，由于冷熱沖擊增透技術為新興技術，因此在施工和研究工作中，可以借鑒參考的資料及經驗相對較少，同時不同煤層的地質結構對冷熱沖擊壓力作業產生的效果也存在較大的差異，因此導致當前在對瓦斯鉆孔進行冷熱沖擊增透作業時往往缺乏有效的設計理論依據，從而導致對瓦斯鉆孔冷熱沖擊增透作業后的煤層滲透率無法得出準確的判斷，而當前尚無有效的實驗平臺和理論研究平臺，從而一方面嚴重影響了瓦斯滲透率工作效率和精度，另一方面也易造成增透作業成本較高，增透效果不好等現象發生，因此針對這一問題，迫切需要開發一種全新的模擬煤巖鉆孔熱冷加注裝置和與之相應的實驗方法，以滿足實際使用的需要。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明提供一種模擬煤巖鉆孔熱冷加注裝置及滲透率測試方法與爆破沖擊實施方法及其使用方法及其使用方法。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種模擬煤巖鉆孔熱冷加注裝置，包括控制基座、承載架、物料轉運平臺、移動鉆孔機、熱風機、氣體質量流量控制器、氣體壓力變送器、液氮加壓器、低溫液氮罐、空壓機、氮氣瓶、鉆孔密封器、壓力自適應囊袋、膠囊封孔器、萬用表、高溫導流管、低溫導流管、加壓管、高壓管及數據處理終端，其中承載架至少一個，且承載架一端與控制基座側表面通過鉸鏈結構鉸接，承載架包括承載立柱、導向橫梁、驅動導軌、導向塊、升降驅動機構及定位臺，承載立柱至少兩條，其末端設行走輪，頂端與導向橫梁垂直分布，且各承載立柱均以導向橫梁中線對稱分布，且其中一條承載立柱與控制基座側表面通過鉸鏈結構鉸接，導向橫梁軸線與水平面平行分布，驅動導軌安裝在導向橫梁下表面并與導向橫梁軸線平行分布，導向塊共三個，安裝在導向橫梁上并沿導向橫梁軸線方向與導向橫梁滑動連接，導向塊通過轉臺機構與升降驅動機構鉸接并可環繞鉸接軸進行0°—90°夾角旋轉，升降驅動機構下端面與通過轉臺機構與定位臺鉸接，且定位臺可環繞鉸接軸進行0°—90°夾角旋轉，物料轉運平臺位于導向橫梁正下方，并沿導向橫梁軸線方向水平移動，移動鉆孔機安裝在遠離控制基座一側的導向塊的定位臺上，熱風機、氣體質量流量控制器、氣體壓力變送器、液氮加壓器、低溫液氮罐、空壓機、氮氣瓶、萬用表及數據處理終端均安裝在承載基座上，其中熱風機與高溫導流管末端連通，高溫導流管前端與位于中間位置的導向塊的定位臺連接，低溫液氮罐通過液氮加壓器與低溫導流管末端連通，低溫導流管前端與位于靠近控制基座一側位置的導向塊的定位臺連接，鉆孔密封器、壓力自適應囊袋分別包覆在高溫導流管、低溫導流管前端外表面，并與高溫導流管、低溫導流管同軸分布，萬用表通過至少兩個檢測電極與物料轉運平臺側表面連接，且檢測電極與萬用表間通過導線電氣連接，空壓機與加壓管末端連通，加壓管前端與物料轉運平臺側表面連通，氮氣瓶通過氣體質量流量控制器與高壓管末端連通，高壓管前端與物料轉運平臺側表面連通，且加壓管和高壓管前端分別與氣體壓力變送器連通，且膠囊封孔器至少一個并包覆在加壓管和高壓管前端外表面，數據處理終端分別與承載架的驅動導軌、物料轉運平臺的行走機構、移動鉆孔機、熱風機、氣體質量流量控制器、氣體壓力變送器、液氮加壓器、空壓機、萬用表電氣連接。