[發明專利]孔底瓦斯含量測量裝置和測量方法

在審

• 申請號: 201810827530.1
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108896438A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 羅永江;王法凱;梁運培;胡千庭;何將福
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N7/14
• 分類號: G01N7/14
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 唐開平

本發明公開了一種孔底瓦斯含量測量裝置和測量方法，該裝置包括氣流變速體（5）和差壓計（3），氣流變速體（5）內部裝有帶數據存儲功能的差壓計（3），差壓計（3）的第一取壓孔（1）連通氣流變速體（5）前段，差壓計（3）的第二取壓孔（2）連通氣流變速體（5）中段。該方法包括步驟：1、用上述測量裝置測出壓力差ΔP；2、計算出各取壓孔處流體的密度，并根據各取壓孔處的截面積，計算出測點前端瓦斯的涌出量；3、通過瓦斯解吸規律與時間的關系反推煤層原始瓦斯含量。本發明解決了現有鉆孔取樣技術中存在的煤樣開始解吸時間難以界定問題和煤樣暴露于空氣中瓦斯解吸損失的問題，且鉆具結構簡單，測量方法方便。

技術領域

本發明屬于瓦斯含量測定技術，具體涉及一種應用于鉆孔鉆進過程中隨鉆直接快速測定煤層瓦斯含量。

背景技術

測定煤層瓦斯含量，對瓦斯防突與治理等至關重要。目前，煤層瓦斯含量的測定主要是采用鉆孔取樣為基礎的直接測定方法，因此，評價瓦斯壓力、含量成為開采含瓦斯煤的關鍵技術。但鉆孔取樣技術存在最大弊端就是含瓦斯煤樣會暴露于空氣中造成一定量瓦斯損失等問題，從而導致無法對煤層瓦斯含量進行精確測量，使瓦斯參數測試結果出現偏差較大從而誤判煤層突出危險程度等嚴重問題。

發明內容

針對鉆孔取樣技術存在的煤樣暴露于空氣中瓦斯解吸損失的問題，本發明所要解決的技術問題就是提供一種孔底瓦斯含量測量裝置，它能在井下鉆孔鉆進過程中隨鉆直接快速測定煤層瓦斯含量，避免取樣環節造成的含瓦斯煤解吸損失的孔底瓦斯含量，提高煤層瓦斯含量測量的準確性。本發明還提供一種孔底瓦斯含量快速測量方法。

本發明提供一種孔底瓦斯含量測量裝置，明包括氣流變速體和差壓計，氣流變速體為兩端具有連接螺孔、中間凸起的手柄狀實體，氣流變速體內部裝有帶數據存儲功能的差壓計，差壓計的第一取壓孔連通氣流變速體前段的大孔徑氣流通道，差壓計的第二取壓孔連通氣流變速體中段的小孔徑氣流通道。

本發明還提供一種孔底瓦斯含量測量方法，包括以下步驟：

步驟1、使用上述測量裝置測出第一取壓孔與第二取樣孔之間壓力差ΔP；

步驟2、由伯努利方程、質量守恒定律和壓力差ΔP，計算出各取壓孔處流體的密度，并根據各取壓孔處的截面積，計算出測點前方孔段內的瓦斯涌出量；

步驟3、通過計算獲取的瓦斯解吸規律與時間的關系反推煤層原始瓦斯含量。

本發明的技術效果是：

本發明用鉆孔通道中的差壓計測量流體流量，利用文丘里管原理規則改變流體流動狀態，準確測定解吸瓦斯流壓力差，并通過瓦斯解吸規律與時間的關系反推煤層原始瓦斯含量，解決了現有鉆孔取樣技術中存在的煤樣開始解吸時間難以界定問題和煤樣暴露于空氣中瓦斯解吸損失的問題，且鉆具結構簡單，測量方法方便。

附圖說明

本發明的附圖說明如下：

圖1為本發明的測量裝置使用狀態示意圖。

圖中：1、第一取壓孔；2 、第二取壓孔；3、差壓計；4、瓦斯氣流；5、氣流變速體；6、鉆孔煤壁。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

如圖1所示，本發明的測量裝置包括氣流變速體5和差壓計3，氣流變速體5為兩端具有連接螺孔、中間凸起的手柄狀實體，氣流變速體5內部裝有帶數據存儲功能的差壓計3，差壓計3的第一取壓孔1連通氣流變速體5前段的大孔徑氣流通道，差壓計3的第二取壓孔2連通氣流變速體5中段的小孔徑氣流通道。

本發明的測量裝置使用狀態是：